高聚物萃取-光度法測(cè)定水果硬糖中色素的含量

杜建中，董柳余，金 蓓

高聚物萃取-光度法測(cè)定水果硬糖中色素的含量

杜建中，董柳余，金 蓓

(湛江師范學(xué)院化學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 湛江 524048)

利用水溶性高聚物溶液在無機(jī)鹽存在條件下可分成兩相的特點(diǎn)，將水果硬糖中的色素轉(zhuǎn)入高聚物相，采用單波長(zhǎng)法和雙波長(zhǎng)等吸收法對(duì)色素含量進(jìn)行定量測(cè)定。結(jié)果顯示，胭脂紅在0.2～30μg/mL、檸檬黃在0.2～40μg/mL、誘惑紅在0.2～35μg/mL、日落黃在0.2～30μg/mL、亮藍(lán)在0.1～10μg/mL范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(R2)均大于0.997。該方法所需儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度較高。

聚乙二醇-4000；水果硬糖；分光光度法；色素

常見的食用合成色素主要有胭脂紅、莧菜紅、日落黃、檸檬黃、新紅、誘惑紅、亮藍(lán)等，它們進(jìn)入人體后不僅無營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且過量攝入其化學(xué)構(gòu)成物質(zhì)本身對(duì)人體有害，會(huì)消耗體內(nèi)解毒物質(zhì)，干擾人體正常代謝功能并直接作用靶器官，其毒性主要表現(xiàn)在不耐受性、致癌和兒童多動(dòng)癥[1]。同時(shí)，在色素合成過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)如砷、汞、苯酚、苯胺、鉛、鎘、乙醚、氯化物、硫酸鹽等均有不同程度的毒性[2]。由于合成色素具有著色力強(qiáng)、色澤鮮艷、不易褪色、穩(wěn)定性好、易溶解、成本低等特點(diǎn)，被廣泛使用。目前，對(duì)食用色素檢測(cè)的方法主要有光譜法[3-5]、極譜法[6-7]、液相色譜法[8-10]、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[11-12]、毛細(xì)管電泳法[13]等。糖果中色素的檢測(cè)方法有一階導(dǎo)數(shù)分光光度法[14]、示波極譜法[15]、毛細(xì)管電泳法[16]、液相色譜法[17]。利用高聚物萃取分光光度法測(cè)定糖果中色素含量的研究未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)在無機(jī)鹽存在條件下，聚乙二醇-4000溶液能分成兩相的特點(diǎn)，將糖果溶液中的色素定量轉(zhuǎn)移至聚乙二醇-4000相中，利用單波長(zhǎng)或者雙波長(zhǎng)等吸收法，實(shí)現(xiàn)糖果中不同色素含量的定量測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

不同品牌水果味棒棒糖、薄荷味硬糖 市售。

胭脂紅、誘惑紅 東京化成工業(yè)株式會(huì)社；檸檬黃、亮藍(lán)、日落黃 天津市密歐化學(xué)試劑有限公司；聚乙二醇-4000 汕頭市光華化學(xué)廠；硫酸銨 廣州化學(xué)試劑廠。所用試劑均為AR級(jí)，實(shí)驗(yàn)用水均為蒸餾水。

UV-2550紫外-可見分光光度計(jì) 日本島津公司；亞東微孔濾膜(孔徑0.45μm) 上海醫(yī)藥工業(yè)研究所亞東分離儀器廠；SHI-DII型循環(huán)水真空抽濾機(jī) 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；FA1004型分析天平 上海精科天平公司。

1.2 方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制

準(zhǔn)確稱取15.2mg檸檬黃、15.3mg日落黃、16.2mg誘惑紅、15.1mg胭脂紅、9.2mg亮藍(lán)，分別溶解定至100.0mL，其質(zhì)量濃度為0.152、0.153、0.162、0.151、0.092mg/mL。使用前稀釋至所需質(zhì)量濃度。

1.2.2 色素的萃取

準(zhǔn)確移取一定體積的色素溶液于60mL的分液漏斗中，加入5.0mL 300g/L聚乙二醇-4000溶液，搖勻，加入3.5g(NH4)2SO4固體，充分振蕩2min，靜置。待兩相分層清晰后，分液，棄去萃余水相，將萃取相轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，洗滌分液漏斗，洗滌液并入容量瓶，加水定容，搖勻。

1.2.3 吸收曲線的繪制

取5個(gè)60mL的分液漏斗，分別加入檸檬黃、日落黃、誘惑紅、胭脂紅、亮藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.2.2節(jié)操作得到各色素的萃取溶液，以未加色素的萃取相為參比溶液，在波長(zhǎng)350～800nm范圍對(duì)色素溶液進(jìn)行掃描，吸收曲線見圖1。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

圖1 吸收曲線Fig.1 Absorption curves of pigments

準(zhǔn)確移取檸檬黃、日落黃、誘惑紅、胭脂紅、亮藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.2.2節(jié)操作配制其系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，以未加色素的萃取相做參比溶液，在各色素的測(cè)定波長(zhǎng)下，測(cè)定其吸光度(A)，以質(zhì)量濃度(C)為橫坐標(biāo)，A為縱坐標(biāo)作圖繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算線性方程。

1.2.5 樣品的處理

準(zhǔn)確稱取一定量的待測(cè)糖果，加適量水微熱溶解，冷卻至室溫，定容至一定體積，用0.45μm的微孔濾膜減壓干過濾，濾液轉(zhuǎn)入干燥的試劑瓶中，待用。

1.2.6 樣品的測(cè)定

準(zhǔn)確移取一定體積糖果濾液于60mL的分液漏斗中，按1.2.2節(jié)操作萃取糖果中的色素，在各種色素的測(cè)定波長(zhǎng)下，測(cè)定其A或ΔA，代入線性方程，求出待測(cè)溶液中色素的質(zhì)量濃度，依據(jù)其稱量質(zhì)量，計(jì)算樣品中色素的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 測(cè)定波長(zhǎng)的確定

對(duì)只含有單一色素的糖果，根據(jù)吸收曲線，選擇其最大吸收波長(zhǎng)為測(cè)定波長(zhǎng)，胭脂紅的測(cè)定波長(zhǎng)為510nm，檸檬黃的測(cè)定波長(zhǎng)為427nm，日落黃的測(cè)定波長(zhǎng)為483nm。

對(duì)于含有兩種色素的糖果，觀察其吸收曲線，檸檬黃與亮藍(lán)相互干擾很小，在450nm和631nm波長(zhǎng)處直接測(cè)定檸檬黃和亮藍(lán)。若兩色素吸收曲線相互干擾，采用雙波長(zhǎng)等吸收法或依據(jù)吸收最大干擾最小的原則確定其測(cè)定波長(zhǎng)。檸檬黃與誘惑紅：誘惑紅可采用單波長(zhǎng)法測(cè)定，測(cè)定波長(zhǎng)為540nm，檸檬黃采用雙波長(zhǎng)法測(cè)定，組合波長(zhǎng)為λ測(cè)＝427nm，λ參＝563nm。誘惑紅與亮藍(lán)：誘惑紅采用雙波長(zhǎng)法測(cè)定，其組合波長(zhǎng)為λ測(cè)＝505nm，λ參＝690nm，亮藍(lán)采用單波長(zhǎng)法測(cè)定，測(cè)定波長(zhǎng)為631nm。檸檬黃與日落黃：檸檬黃采用雙波長(zhǎng)法，其波長(zhǎng)組合為λ參＝428nm，λ參＝525nm；日落黃采用單波長(zhǎng)法測(cè)定，其測(cè)定波長(zhǎng)為523nm。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

按1.2.4節(jié)操作，配制各色素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選定的波長(zhǎng)下測(cè)定其A或ΔA，以A-C或ΔA-C繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算線性方程，結(jié)果見表1。

表1 定量分析特征參數(shù)Table 1 Characteristic parameters for qualitative analysis of pigments

2.3 空白溶液的影響

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的上好佳薄荷味無色硬糖，按1.2.5節(jié)方法操作，配制無色糖果溶液。分別移取10.00mL水、10.00mL無色糖果溶液于兩個(gè)60mL分液漏斗中，按1.2.2節(jié)操作配制溶液1溶液2，分別以兩種溶液為參比溶液，對(duì)徐福記甜香橙味硬糖中的日落黃進(jìn)行定量測(cè)定，結(jié)果見表2。結(jié)果顯示，分別以溶液1、溶液2做參比溶液，其測(cè)定結(jié)果無顯著性差異。

表2 日落黃含量的測(cè)定結(jié)果(n＝3)Table 2 Results of analysis of sunset yellow (n＝3)

2.4 萃取效果的測(cè)定

為考察溶液中的色素轉(zhuǎn)移至萃取相的程度，按1.2.2節(jié)操作，將萃余水相轉(zhuǎn)移至容量瓶中，定容、搖勻。以未加色素的萃余水相為參比溶液，對(duì)色素溶液的萃余水相進(jìn)行光譜掃描，見圖2。結(jié)果顯示，萃余水相的最大吸光度小于0.004，說明萃取過程中，絕大多數(shù)色素已轉(zhuǎn)移至聚乙二醇-4000相，萃取效果好，一次萃取即能滿足實(shí)驗(yàn)的要求。

2.5 樣品測(cè)定

將處理好的待測(cè)糖果溶液，按1.2.6節(jié)操作測(cè)定其A或ΔA，代入線性方程，求出其色素含量，結(jié)果見表3。

2.6 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的待測(cè)樣品，加入一定體積的色素標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.2.5節(jié)操作處理樣品，按1.2.6節(jié)操作進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表4。

圖2 萃余水相的吸收曲線Fig.2 Absorption curve of aqueous phase extract

表3 樣品中色素含量的測(cè)定(n＝5)Table 3 Results of determination of pigments in fruit hard candies with different flavors(n＝5)

表4 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n＝5)Table 4 Results of spike recovery experiments(n＝5)

3 結(jié) 論

根據(jù)我國(guó)的食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)GB 2760—2011《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[18]，糖果中檸檬黃、日落黃、誘惑紅、胭脂紅、亮藍(lán)的最大使用量分別為0.1、0.1、0.3、0.05、0.3g/kg，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的結(jié)果，所測(cè)糖果中色素含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

利用水溶性高聚物可將水果硬糖溶液中的色素轉(zhuǎn)移至聚乙二醇-4000相中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)待測(cè)色素的定量測(cè)定。方法操作簡(jiǎn)單，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度較高，為水果硬糖中檸檬黃、日落黃、誘惑紅、胭脂紅、亮藍(lán)5種色素的定量測(cè)定提供了較理想的方法。

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[18]GB2760—2011 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)[S].

Determination of Pigments in Fruit Hard Candy by Polymer Extraction and Spectrophotometry

DU Jian-zhong，DONG Liu-yu，JIN Bei
(School of Chemistry Science and Technology, Zhanjiang Normal University, Zhanjiang 524048, China)

Based on the fact that aqueous solution of water-soluble polymers can be separated into two phases upon addition of inorganic salt, pigments in fruit hard candy were transferred into the polymer phase, resulting in reduced interference, and quantitatively determined by single-wavelength or dual-wavelength spectrometry. The results showed that the linear ranges of cochineal, lemon yellow, fancy red, sunset yellow, and bright blue were 0.2-30, 0.2-40, 0.2-35, 0.2-30, mg/mLand 0.1-10μg/mL, respectively, with correlation coefficient (r2) of larger than 0.997. This method needs only simple equipment and is easy to use, and accurate.

polythene glycol-4000；fruit hard candy；spectrometry；pigment

O658.2

A

1002-6630(2012)18-0191-04

2011-07-08

廣東省高校優(yōu)秀青年創(chuàng)新人才培育項(xiàng)目(LYM09110)

杜建中(1956—)，男，教授，本科，主要從事分析化學(xué)及微量組分分析研究。E-mail：djz560119@126.com