光度法测定食品添加剂山梨酸的研究

※分析检测食品科学2008, VoL 29, No. 03_ 429光度法测定食品添加剂山梨酸的研究李竹云'，王丽华2，王鲁敏'，王美兰1(1.烟台大学应用化学系，山东烟台264005; 2.烟台大学校医院，山东烟台264005)摘要: 本实验研究了以HzO-HSO.溶液为山梨酸的氧化体系，氧化产物丙二醛进-步与硫代巴比妥酸进行显色反应，采用分光光度法测定食品中山梨酸的含量。结果表明，在60C下山梨酸可被0.1%H;O-0.15mol/L H2SO.溶液氧化，冷却后与SgL的硫代巴比妥酸溶液在沸水浴中进行显色反应，在530nm波长处有最大吸收，显色物质在24h内吸光度无变化。山梨酸浓度在0~1.0661 g/ml范围内遵守比尔定律，表观摩尔吸光系数为e=4.26 X 10Umol●cm.该法用于面酱、山楂卷、果汁、酱油等食品中山梨酸防腐剂的测定，结果令人满意。关键词:分光光度法;山梨酸;过氧化氢-硫酸;硫代巴比妥酸Study on Determination of Additive Sorbic Acid in FoodsLI Zhu- yun', WNAG Li-bua, WANG Lu-min', WANG Mei-lan'(1.Department of Applied Chemistry, Yantai Universit, Yantai264005, China;2.Hospital of Yantai University, Yantai 264005, China)Abstract : A new oxidation system, HOx-HzSO4 solution, for sorbic acid was studied. As the oxidation product, propylenedialdehyde, will react with thiobarbiturie acid and generated the color. The contents of sorbic acid have measured byspectrophotometry. Sortbic acid could be oxidized by 0.1%H2Or and0.15 mol/L HLSO4 at 60 c in water, and the color developmentwill be cxhibition with 5 g/L thiobarbituric acid in boiling water. The experiment results show that the maximum absorption at530 nm, and the color product will be stabilization in 24 h. The concentration of sorbic acid will obey Beer Lambert law in therange of 0~1.066 u g/ml. The appareat molar absorption coefficicnt is 4.26 X 10* Lmol●cm. The method was applied todetermine the contents of sorbic acid in with satisfactory results.Key words: spectrophotometry; sorbic acid; H:O>-H2SO4; thiobarbituric acid中图分类号: TS202.3文献标识码: A文章编号: 1002-6630(2008)03-0429-04山梨11,学名为2,4-已二烯酸(CH;CH=CHCH+酸溶液为强氧化剂，将山梨酸氧化为丙二醛并进-步与CHCOOH)，其饱和水溶液pH值为3.6，微溶于水，而硫代巴比妥酸进行显色反应，并采用光度法测定食品中溶于有机溶剂。具有较高的熔点和沸点(m.p.133~135C,山梨酸含量。由于使用了重铬酸钾-硫酸溶液为强氧化b.p. 228'C),对光、热具有较好的稳定性，但在空气，一方面容易造成废液对环境的污染，另一方面实中长期放置易被氧化着色。对于霉菌、酵母菌以及好验过程中需要极为小心，否则很容易造成人身伤害。本气性细菌具有较好的抑制作用，其防腐作用的pH值范实验采用0.1% HOr-0.15mol/L H:SO4作为氧化体系，反围为5~6，防腐效果随pH值升高而降低。山梨酸及其应条件温和，山梨酸被氧化后与硫代巴比安酸进行显色钾、钠盐类是我国允许使用并制定有相应国家标准3I的反应，采用分光光度法测定食品中山梨酸的含量。并食品防腐剂，由于山梨酸类防腐剂安全性高、毒性小，探讨对吸光度稳定性的影响因素，测定有机干扰物乙醇常用作果酱、果汁、榨菜等食品的防挥剂。等对本测定体系的影响。食品中山梨酸(及其钾、钠盐)的测定方法有分光光材料与方法度法14.5)、 紫外吸收光度法16-1、色谱法18-10等。在上述中国煤化工有关山梨酸及其盐类的测定方法中，分光光度测定方法1.1较为简便，一般企业易于实施。其中采用硫代巴比妥H.C N M H G光谱仪器有限公司:酸作为显色剂光度法测定山梨酸时，是以重铬酸钾-硫水浴装置龙口先科仪器公司; 25ml比色管。收稿日期: 2007-01-15作者简介:李竹云(1963-), 女，副教授，研究方向为光化学分析及催化动力学光度法分析。E- mail: zyli-cn@ 163.com430 2008, Vol, 29, No.03食品科学※分析检测山梨酸标准贮备液(213.2mg/L):准确称取山梨酸0.3570.2132g于100ml烧杯中，用0.1molL NaOH溶解后，移0.30-入1000ml容量瓶中，用上述NaOH溶液稀释，定容至刻度，备用。0.25-山梨酸标准溶液(5.33mg/L):准确吸取6.25ml0.20-213.2mg/L山梨酸标准贮:备液于250ml容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。0.15-5g/L硫代巴比妥酸溶液:称取0.50g硫代巴比妥酸0.10+溶于20ml蒸馏水中，加1.0mol/L NaOH溶液10ml,使500510520530 540 550 560之完全溶解以后，加1.0mol/L HCI溶液11ml,用蒸馏波长(m)水稀释至100m),摇匀。吸收波长与吸光魔的关系曲线0.1% H:Or溶液; 0.15molL H:SO4溶液; 0.lmol/LFig.1 Absorption curve of wavelength and absorbanceNaOH溶液; 1.0mol/L NaOH溶液; 1.0mol/L HCl溶液:0.25mol/L NaHCO,溶液。所用试剂均为分析纯试剂，所浴中加热反应20~60min时，氧化反应已进行完全，故使用蒸馏水均为二次去离子水。.选择氧化反应时间为20min.1.2 方法.3 氧化反应温度通过研究对比了重铬酸钾-硫酸溶液和双氧水.硫酸在不同的氧化反应温度时，氧化反应进行的程度是溶液的电极电位值，发现双氧水在硫酸溶液中，具有不同的，因此测定体系吸光度也是不同的。按1.3中实验比较强的氧化能力，其电极电位值甚至高于重铬酸钾在方法，改变氧化反应温度，在30~80C水浴中(温度间硫酸溶液中的电极电位(见下式)。由此可以判定，采用隔5"C)加热20min,测定结果表明，在50~70C温度范双氧水.硫酸溶液氧化山梨酸，之后进-一步通过与硫代围内，反应体系具有最大的吸光度，选择氧化反应温度巴比妥酸进行显色反应，采用分光光度法测定食品中山为60C(见图2)。氧化反应温度高于70C时，由于丙二梨酸的含量是可行的。醛被进-步氧化生成酸，导致体系吸光度下降。CrO,2- +14H+→2Cr*+7H:OW+1.33V2.4显色酸度H2O+2H+→2HzOW+1.77V准确吸取5.33mg/L山梨酸标准液4.0ml于25ml比色管中，加入0.1% H:Or溶液1.0ml和0.15mo1/L H:SO+1.2ml,摇匀后至60C水浴中加热40mnin,冷水流冷却后0.28分别加5g/L硫代巴比妥酸溶液4.0ml,摇匀，置沸水浴0.26-中加热20min,冷却后用蒸馏水稀释至刻度，以试剂空< 0.24白作参比，采用1cm比色皿，于530nm波长处测定溶0.22液的吸光度。.18-2结果与分析30405o60.70802.1 吸收光谱和测量波长的选择温度(C)取4.0ml 5.33mg/L山梨酸标准液，按1.3中实验方法圈2氧化反应温度对吸光度的影响用试剂空白作参比，采用lcm比色皿，在500~560nmFig.2 Effects of oxidation temperature on absorbance波长范围内每隔10nm波长测定一-次溶液的吸光度， 在.最大吸收峰附近每隔2nm波长测定一次溶液的吸光度，显色反应的酸度条件同样直接影响显色反应程度。不同波长对应的吸光度曲线见图1.测定结果表明，最在反应体系中加入0.15mo1/L HSO.溶液分别为0.0~2.0ml大吸光度对应的吸收波长为530nm,故选此波长为测定的用量(用量间隔0.2ml)条件下，按1.3中实验方法测定不条件波长。同酸度对吸光度的影响，测定结果表明，在0.15mo1/LH2SC2.2 氧化反应时间中国煤化工，体系的吸光度最考察在60"C水浴中加热条件下，氧化反应时间对测大，为1.2ml.定的影响。在0~65min范围内每间隔5min取出后，其YHCNMHG余按1.3中实验方法进行操作。结果表明，在60C热水氧化剂的用量将影响氧化反应进行的程度。考察当※分析检测食品科学2008, Vol 29, No.03 4310.1% HO2溶液用量在0~2.0ml范围时(用量间隔0.2ml),按1.3中实验方法测定结果表明，0.1% H2Oz溶液的用量0.4-在0.8ml以上时，体系的吸光度最大且基本趋于稳定，故本实验选用0.1% HOr溶液的用量为1.0ml.0.3-2显色剂用量2+显色剂硫代巴比妥酸的用量对测定体系吸光度的影0.1-响显著。在体系中分别加入0~5.0ml 5g/L硫代巴比妥酸溶液(用量间隔0.5ml)，按1.3中实验方法测定溶液的吸0.of0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4光度结果表明，当显色剂硫代巴比妥酸的用量在3.5ml以上时，测定体系的吸光度达到最大值且保持稳定(见浓度(u g/ml)图3),实际测定时选用显色剂硫代巴比妥酸的用量为图4工作曲线Fig.4 Work curve4.0ml.27显色时间及稳定性350、400倍山梨酸含量的乙醇，后面操作同1.3中实验方法操作，吸光度测定结果基本无变化，研究表明当0.35-乙醇含量高达山梨酸含量400倍时，乙醇对山梨酸含量0.30-的测定仍无干扰作用。0.25-0.20-3样品测定< 0.150.10H3.1样 品溶液的制备和测定方法0.05+精确称取3.9100g已磨细的样品溶入50ml水中，转入100ml容量瓶中用蒸馏水定容、摇匀。移取10ml此溶液于250ml分液漏斗中，滴加0.15mo/L HsSO,溶液调显色剂用量(m)整pH至2.0，加入100ml氯仿振荡提取山梨酸10min.圈3显色剂用 对吸光廑的影响静置后将大部分氯仿有机相转移至碘量瓶中，加入5.0gFig.3 Effects of developer amount on absorbance无水NaxSO,振荡后静置.移取上述氯仿溶液50ml转按1.3中实验方法，考察反应体系在沸水浴中不同移至盛有25ml 0.25mo1/L NaHCO,溶液的100ml 分液漏斗显色时间对测定体系吸光度的影响。实验测定结果表中，振荡提取山梨酸钠5min后，静置分层，小心分离.明，加入显色剂硫代巴比妥酸溶液后反应体系在沸水浴弃去氯仿层，得25ml样品水溶液待测定:以不加样品中显色时间为20min以上时，体系的吸光度达到最大且的空白同上处理作空白液，进-步按1.3中实验方法分别测定。基本不变，且显色体系在48h内稳定无变化。3.2精密度实验2.8 工作曲线及灵敏度按3.1中拟定的样品溶液的制备和测定方法，对分别取不同量(0~7m1)的5.33mg/L山梨酸标准液于拟合含山梨酸防腐剂的样品(自制山梨酸添加量分别为25ml比色管中，以下按1.3中实验方法操作，绘制工作曲0.30、0.50mg/g的苹果泥)进行了精密度实验，同一样品线如图4所示。结果表明，山梨酸浓度在0~1.066u g/ml测定9次，测定结果见表1.范围内遵守比尔定律，表观摩尔吸光系数e=4.26 X 10L3.3样 品分析mol●cm.在线性范围内吸光度与山梨酸浓度( μ g/ml)间称取购自某大型超市的标称含有山梨酸防腐剂的面的关系如下: A= 0.3817C - 0.0008, R2 = 0.9999.29 乙醇干扰实验表1 精密度实验Table 1 Determination of precision食品加工中常常加入适量食用酒精(或酒类)，以提高食品加工质量或改善食品风味，为防止乙醇干扰测定样晶标准值单次测定值 平均值 回收率标准偏差相对标准(ng)(mg)% (%偏差(制)结果，进行了乙醇干扰实验研究。准确称取99.6%无水0.496 0505 0.502乙醇150.6mg用水稀释至500ml,得到浓度为300.0mg/L拟合|中国煤化工998 005 090的乙醇溶液。取12支25ml比色管，分别加入5.33mg/LTYHCNMHG山梨酸标液4.00ml, - -个不加作空白，然后分别加入0、报合样2 0.30 0.303 0.2860287 0.295 984 0.003 25020、40、60、80、100、150、200、250、300、0.303 0297 0.298432 2008, Vol. 29, No.03食品科学※分析检测酱、山楂卷、果汁、酱油四种产品，按3.1 中样品溶且具有快速方便、灵敏度高、使用仪器简单等特点，液的制备和测定方法，分别测定上述四种样品中山梨酸测定结果令人满意。的含量(见表2).结果表明，某大型超市销售的上述四.参考文献: .种食品中山梨酸的添加量均符合国标要求1。[1] 张乃茹, 李晓莉.食品防腐剂山梨酸的研究进展[小].长舂师院学报:4结论自然科学版1995, (1): 16-19.褰2样品测定结果凌关庭唐述潮,陶民强食品添加剂手册M.3版北京:化学工业Table2 Determination results of samples出版杜, 2003.单次测定值平均值标准偏差相对标准偏差[3GB 1905 - 2000食品添加剂-山梨酸[S].(mg)(别)谢全彪分光光度法同时测定食品中的抗坏血酸和山梨酸[].分析酱油0.825 0.822 0.829 0.825 0.00350.43化学, 1997, 25(2);: 247.山楂卷0.371 0.365 0.366 0.3670.00320.88[5肖义森.硫代巴比妥酸光度法测定山梨酸的研究[.江西医学检验，苹果汁0.483 0.478 0.476 0.479 0.00360.751997, 15(3): 38-40.面酱0.413_ 0.407 0.409._ 0.410 0.0031[6唐果东,宋远点导数光谱法测定食品中的山梨酸J].化学分析计量2002, 113); 18-19.本法以H2Or-H2SO4溶液替代K:Cr:O-H.SO.溶液作[7曾启华紫外分光光度法快速测定酸性食品中茉甲酸和山梨酸的含为山梨酸的氧化反应体系，采用硫代巴比妥酸作为显色遵义师范学院学报, 2004, 6(4): 59-60.剂，分光光度法测定山梨酸的研究得到了很好的测定结GB/T 5009.29 - 1996食品中山梨酸、苯甲酸的测定方法[S].吴文旺气相色谱内标法测定举甲酸和山梨酸[].中国国境卫生检果。该方法可以完全避免采用重铬酸钾-硫酸溶液为氧疫杂志200,0 23(1);: 12-13.化体系时，废液对环境造成的污染，同时也避免了重[10]谢维平, 赖晓红.固相萃取-HPLC测定固体食品中的苯甲酸、山铬酸钾为强氧化剂时，乙醇存在下易被氧化成乙醛与硫梨酸[),.中国公共卫生, 2000 16(6); S0-551.代巴比妥酸反应，对山梨酸测定产生干扰。测定方法1] GB 2760 - 1996食品添加剂使用卫生标准[S].中国煤化工MYHCNMHG