楊冰儀 林仰鋒 王 梅 鄒志輝

(廣東藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，廣州 510310)

小麥粉及其改良劑中痕量溴酸鉀測(cè)定的甲酚紅褪色分光光度法

楊冰儀 林仰鋒 王 梅 鄒志輝

(廣東藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，廣州 510310)

在鹽酸介質(zhì)中，依據(jù)溴酸根離子氧化甲酚紅褪色的原理提出了測(cè)定小麥粉及小麥粉品質(zhì)改良劑中溴酸根離子的新方法。研究了各種因素如酸度、甲酚紅的用濃度和用量、反應(yīng)時(shí)間和溫度等對(duì)測(cè)定的影響。結(jié)果表明，最優(yōu)化的試驗(yàn)條件為最大吸收波長(zhǎng)518 nm，0.6 mol/L鹽酸，1.0 mL 1×10－4mol/L甲酚紅，85℃水浴條件下加熱5 min。在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下，溴酸鉀含量在3.0～10.0 μg/mL之間存在線性關(guān)系，線性方程為ΔA=0.049 8C －0.151 4(C:μg/10 mL，相關(guān)系數(shù)0.999 6)，檢出限為 0.02 μg/g(取樣量 5 g)，摩爾吸光系數(shù)為ε=1.1×105L·mol－·1cm－1，將該法用于小麥粉中痕量溴酸鉀的測(cè)定，樣品加標(biāo)回收率在93%～108%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD＜5%，能夠滿足檢測(cè)需求。

甲酚紅 褪色分光光度法 溴酸鉀 小麥粉

溴酸鉀在焙烤業(yè)中已有87年的應(yīng)用歷史，被認(rèn)為是最好的面團(tuán)調(diào)節(jié)劑之一［1］。但研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)量食用溴酸鹽會(huì)損害人的血液、中樞神經(jīng)和腎臟［2］。目前，溴酸鹽被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)定為2B級(jí)的潛在致癌物。我國(guó)于2005年7月1日全面禁止在小麥粉及其制品中使用溴酸鉀［3］，但是仍存在不良商家為了利益非法添加使用溴酸鉀。因此準(zhǔn)確測(cè)定小麥粉及其制品中的溴酸鹽含量對(duì)于控制食品衛(wèi)生安全具有重要意義。

目前常用的測(cè)定痕量溴酸根的方法有離子色譜法［4－5］、分光光度法［6－11］和還原滴定法［12］;我國(guó)采用離子色譜法作為小麥粉中溴酸鉀的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法［13］。但離子色譜法設(shè)備昂貴不易普及，還原滴定法檢出限高;分光光度法因儀器價(jià)格低廉、檢測(cè)靈敏度較高而廣泛應(yīng)用。已報(bào)道的分光光度法有采用酸性品紅［7］、靛紅［14］、、甲基紅［15］甲基橙［16］和二甲基黃［17］等試劑來(lái)進(jìn)行溴酸鉀的測(cè)定。但文獻(xiàn)多是用于化學(xué)試劑中微量溴酸根的測(cè)定［7－9，11，14－16］。用于小麥粉及其制品中的測(cè)定略有報(bào)道［17－19］。鮮有采用甲酚紅褪色分光光度法測(cè)定小麥粉中痕量溴酸鉀的報(bào)道。

本試驗(yàn)研究了溴酸根離子氧化甲酚紅褪色的各種影響因素如反應(yīng)介質(zhì)、甲酚紅濃度和用量、反應(yīng)時(shí)間和溫度等，建立了甲酚紅褪色分光光度法測(cè)定小麥粉及小麥粉品質(zhì)改良劑中痕量溴酸鉀的新方法。

1 材料與方法

1.1 材料

溴酸鉀(基準(zhǔn)試劑):Aladdin公司;甲酚紅(分析純):上海三愛(ài)思試劑有限公司;鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸(分析純):中國(guó)國(guó)藥集團(tuán)。

溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:稱(chēng)取經(jīng)干燥過(guò)的上述溴酸鉀基準(zhǔn)試劑0.130 5 g，用二次蒸餾水溶解后，定容至100 mL，臨用時(shí)稀釋成1 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.0 ×10－2mol/L甲酚紅溶液:稱(chēng)取上述分析純甲酚紅0.382 4 g，用二次蒸餾水溶解后，定容至100 mL。

1.0 ×10－4mol/L 甲酚紅溶液:取1.00 mL 1.0 ×10－2mol/L甲酚紅溶液于100 mL容量瓶中，用二次蒸餾水稀釋至刻度。

1.2 試驗(yàn)儀器

UV－2010紫外可見(jiàn)分光光度計(jì):日本Panasonic電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社;KA－1000電子離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠;KQ－400KDB超聲震蕩儀:昆山市超聲儀器有限公司;DK－600S三用恒溫水箱:上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 光譜測(cè)定

取兩支經(jīng)校正的10 mL具塞比色管，其中一支比色管中加入一定量的溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液或者樣品溶液，再依次分別加入1.00 mL 1.0 ×10－4mol/L 甲酚紅溶液和1.50 mL 4 mol/L鹽酸溶液，稀釋至刻度，搖勻后，立即85℃水浴加熱5 min，取出后冷卻。以水為參比在波長(zhǎng)518 nm的條件下分別測(cè)定上述兩管溶液的吸光度，樣品則冷卻后再用0.45 μm濾膜過(guò)濾后測(cè)定(濾膜使用6～8次后需要重新更換)。其中空白管的吸光度為A0，含溴酸鉀管的吸光度為A，計(jì)算 ΔA(ΔA=A0－A)。

1.3.2 樣品處理

1.3.2.1 小麥粉

準(zhǔn)確稱(chēng)取5.00 g的小麥粉樣品于250 mL具塞三角瓶中，加入100.0 mL二次蒸餾水，超聲波振蕩器中振蕩20 min后，靜置，轉(zhuǎn)移20.00 mL上層液于50 mL離心管中，3 000 r/min離心20 min，取上清液，用0.45 μm濾膜過(guò)濾后即為待測(cè)樣品。

1.3.2.2 小麥粉品質(zhì)改良劑

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.100 g的樣品，用二次蒸餾水溶解定容，用0.45 μm濾膜過(guò)濾后即為待測(cè)樣品;臨用前根據(jù)樣品濃度進(jìn)行適當(dāng)?shù)南♂尅?/p>

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜

按照1.3試驗(yàn)方法的操作步驟，在不同波長(zhǎng)下測(cè)定甲酚紅－鹽酸體系和溴酸鉀－甲酚紅－鹽酸體系的吸光度，繪制吸收光譜曲線(圖1)。

由圖1可知，當(dāng)甲酚紅－鹽酸體系中加入溴酸鉀后，反應(yīng)體系的吸光度顯著下降，這是由于溴酸鉀在鹽酸介質(zhì)中能與甲酚紅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使其褪色;且在一定范圍內(nèi)其褪色程度與溴酸鉀的濃度呈線性關(guān)系。兩體系的最大吸收波長(zhǎng)均在518 nm處且形狀相同，故是單純的褪色反應(yīng)。因此選用518 nm為測(cè)定波長(zhǎng)。

圖1 甲酚紅體系的吸收光譜圖

2.2 反應(yīng)介質(zhì)的影響

分別以鹽酸、硫酸、硝酸和磷酸為反應(yīng)介質(zhì)比較4種酸對(duì)測(cè)定的影響，結(jié)果表明鹽酸作為介質(zhì)時(shí)ΔA有最大值，效果最好。研究不同濃度、用量的鹽酸對(duì)測(cè)定的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明0.6 moL/L鹽酸溶液作為反應(yīng)介質(zhì)時(shí)ΔA有最大值且吸光度最穩(wěn)定(圖2)。

圖2 不同濃度鹽酸對(duì)測(cè)定的影響

2.3 甲酚紅用量的影響

甲酚紅在褪色反應(yīng)體系中是指示物質(zhì)，用量太大，則A0值過(guò)高，測(cè)量吸光度時(shí)誤差大;用量太小，則線性范圍窄。試驗(yàn)結(jié)果表明，甲酚紅濃度在1×10－4mol/L靈敏度較高、線性范圍較寬;進(jìn)一步考察濃度為1.0×10－4mol/L甲酚紅用量在0.2～10 mL 之間體系的反應(yīng)情況，結(jié)果表明(圖3):ΔA隨著甲酚紅用量先增大后減小，甲酚紅用量在0.8～1.2 mL范圍內(nèi)ΔA 恒定且最大，因此選用1.00 mL 1.0 ×10－4mol/L甲酚紅溶液。

圖3 甲酚紅用量對(duì)測(cè)定的影響

2.4 反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間的影響

按照試驗(yàn)方法，考察了溫度在30～100℃之間體系的反應(yīng)情況。結(jié)果(圖4)表明:隨著溫度的提高，反應(yīng)速率逐漸加快，85℃水浴反應(yīng)后ΔA基本不變。進(jìn)一步考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)測(cè)定的影響，結(jié)果表明(圖5)，85℃水浴反應(yīng)時(shí)間在1～5 min內(nèi)ΔA逐漸增加，5 min后吸光度保持穩(wěn)定;因此選用85℃水浴條件下加熱5 min。

2.5 反應(yīng)體系的穩(wěn)定性

試驗(yàn)比較了5 min～5 h內(nèi)吸光度的變化情況。結(jié)果(圖6)表明，ΔA可在3 h內(nèi)保持穩(wěn)定。

圖6 反應(yīng)體系穩(wěn)定時(shí)間

2.6 線性范圍

按照優(yōu)化的試驗(yàn)條件，配置一定的溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，以水為參比，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖7、圖8所示。工作曲線的線性回歸方程為ΔA=0.049 8C－0.151 4(C:μg/10 mL)，相關(guān)系數(shù) r=0.999 6，溴酸鉀濃度在3～10 μg/10 mL范圍內(nèi)符合比爾定律，摩爾吸光系數(shù)為1.1×105L·mol－1·cm－1。

2.7 精密度和檢出限

本法11次測(cè)定甲酚紅－鹽酸體系和溴酸鉀(4 μg/10 mL)－甲酚紅－鹽酸體系的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%，標(biāo)準(zhǔn)偏差S=0.001 3，用3S和回歸方程斜率3S/K計(jì)算檢出限為7.8×10－3μg/mL;按照取樣量5 g計(jì)算，本法的檢出限為 0.02 μg/g。

2.8 共存離子的影響

按照試驗(yàn)方法加入一些離子進(jìn)行干擾試驗(yàn)，對(duì)于測(cè)定4.0 μg/10 mL溴酸鉀的吸光度，相對(duì)誤差不超過(guò)±5%，可共存離子允許量(以mg計(jì))如下:Na+(20)，Mg2+(15)，Zn2+(15)，Ca2+(10)，Ba2+(15)，Cu2+(15)，NH+(10)，F(xiàn)－(20)，Ac－(20)，CO2－324(20)，SO42－(15)，NO3－(15)。氧化性陰離子MnO4－、IO3－、ClO3－、Cr2O72－、NO2－在試驗(yàn)條件下對(duì)甲酚紅有褪色作用，但在實(shí)際樣品中上述干擾離子存在量極少或不存在，故它們不干擾樣品的測(cè)定。如果試樣中含有混配添加劑抗壞血酸，則可通過(guò)將經(jīng)前處理后的試樣溶液60℃水浴加熱5 min消除其對(duì)測(cè)定的影響;如果試樣中含有過(guò)氧化苯甲酰，因過(guò)氧化苯甲酰難溶于水，本法中樣品的提取和測(cè)定過(guò)程均在水溶液中進(jìn)行，所以在本法的條件下過(guò)氧化苯甲酰不溶出，不會(huì)干擾溴酸鉀的測(cè)定。

2.9 樣品分析和加標(biāo)回收試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的小麥粉樣品按照2.2步驟提取樣品后，平行測(cè)定5次，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，樣品回收率在93%～108%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD＜5%，可以滿足檢測(cè)要求。

同時(shí)按照國(guó)標(biāo)方法采用離子色譜法［10］對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)定，并與本試驗(yàn)所采用的方法進(jìn)行比較，結(jié)果如表2。

表1 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)(n=5)

表2 兩種方法測(cè)定結(jié)果比較(n=5)

由表2可見(jiàn)，2種方法的測(cè)定結(jié)果一致;但離子色譜法的樣品前處理步驟較復(fù)雜、繁瑣且儀器昂貴，甲酚紅褪色分光光度法相對(duì)簡(jiǎn)單、更易普及。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了甲酚紅褪色分光光度法測(cè)定小麥粉及其改良劑中痕量溴酸鉀，建立的最優(yōu)化試驗(yàn)條件為最大吸收波長(zhǎng)518 nm，0.6 mol/L鹽酸，1.0 mL 1×10－4mol/L甲酚紅，85℃水浴條件下加熱5 min。在優(yōu)化的條件下，溴酸鉀含量在3.0～10.0 μg/mL之間存在線性關(guān)系;方法檢出限為0.02 μg/g(取樣量5 g)，摩爾吸光系數(shù)為ε=1.1×105L·mol－1·cm－1，采用該方法測(cè)定法測(cè)定小麥粉及其改良劑中痕量溴酸鉀，方法簡(jiǎn)便快捷，樣品加標(biāo)回收率在93%～108%，準(zhǔn)確度和精密度較高，因此可以將其作為實(shí)際工作中的常規(guī)方法。

志謝:本研究得到廣東藥學(xué)院師資隊(duì)伍建設(shè)經(jīng)費(fèi)和廣東藥學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi)的資助。

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Study on Spectrophotometric Determination of Trace Bromate Potassium by Oxidation－Decoloration of o－Cresolsulfonephthalein

Yang Bingyi Lin Yangfeng Wang Mei Zou Zhihui
(School of Public Health，Guangdong College of Pharmacy，Guangzhou 510310)

A new Spectrophotometric method for determination of trace bromate in wheat flour proposed on oxidation of o－Cresolsulfonephthalein－h(huán)ydrochloric acid system.The effects of some important factors，such as acidity，the concentration and the volume of o－Cresolsulfonephthalein，the reaction time and temperature were investigated to acquire the optimum condition.The result showed that the optimum condition was as followed the max－imum absorption peak is located at 518 nm，0.6 mol/L hydrochloric acid，1.0 mL 1.00 ×10－4mol/L o － Cresolsulfonephthalein，the temperature was 85 ℃ and the reaction time was 5 min.Beer's law is obeyed over the range of bromate potassium is 3 ～10 μg/10 mL.The regression equation is ΔA=0.0498C －0.1514(C:μg/10 mL)with the correlation coefficient of 0.9996.The detection limit was 0.02 μg/g with a molar absorptivity of 1.1×105L·mol－1·cm－1.The method was used in the determination of trace bromate in wheat flour with satisfactory results.The recoveries of sample was in the range of 93%～108%and the relative standard deviation was below 5%.

o － Cresolsulfonephthalein，spectrophotometric method，bromate，wheat flour

R155.5+2

A

1003－0174(2012)03－0099－05

廣東省大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(1057310001)

2011－06－11

楊冰儀，女，1973年出生，副教授，衛(wèi)生檢驗(yàn)與衛(wèi)生化學(xué)