紫外分光光度法測定飲料中糖精鈉的含量

宗水珍，王禮風，王 彬

（常熟理工學院 化學與材料工程學院，江蘇 常熟 215500）

近年來，隨著生活水平的提高，人們對飲品的質量和安全性的要求越來越高，發現的問題也越來越多.因此，找到更快捷、簡單并能廣泛應用的食品安全檢測方法迫在眉睫.糖精鈉（Sauharin Sodium）是飲料中常用的一種人工合成甜味劑[1-2]，學名鄰磺酰苯酰亞胺鈉，分子式為C7H4O3NSNa·2H2O，相對分子質量241.19.有研究表明攝入大量的糖精鈉會導致雄性大鼠患膀胱癌[3]，過多攝入甜食及加糖飲料會增加人患胰腺癌的危險[4].美國肝臟疾病研究協會動物實驗證明，含糖軟性飲料同患肝病有關系.因此，世界衛生組織（WHO）規定糖精鈉的人體每日允許攝入量ADI為0～0.005 g/Kg[5]，中華人民共和國食品添加劑使用衛生標準GB276086規定糖精鈉在蜜餞、冷飲類食品中的最大使用量為0.15 g/kg[6].因此，準確測定、嚴格控制食品中糖精鈉的用量對保障食品安全和人體健康有重要意義.

目前測定糖精鈉的方法有多種，主要有液相色譜法[7]、薄層色譜法[8]、非水滴定法[9]和極譜法[10]等，但由于設備昂貴、操作繁瑣、耗時長、靈敏度較低[11]、污染等原因很難得到推廣應用.

本文利用少量糖精鈉可使亞甲基藍的吸收增強，并且吸光度隨糖精鈉濃度的增加而增加，建立了亞甲基藍－紫外分光光度法測定糖精鈉的含量，并將此法用于飲料中糖精鈉含量的測定，結果滿意.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

TU-1901雙光束紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；pHS-3C型精密pH計（上海精密科學儀器有限公司）；電子分析天平（常熟市衡器廠）.0.2 mg/mL糖精鈉標準溶液：準確稱取在120℃下烘干4 h的糖精鈉0.1702 g，用水溶解，再定量轉移到1000 mL容量瓶中定容；0.25 mg/mL亞甲基藍溶液；pH=7.0的B-R緩沖溶液；其他試劑均為分析純，實驗用水為二次蒸餾水.

1.2 實驗方法

精確移取一定量的糖精鈉標準溶液于10 mL比色管中，再依次加入0.5 mL亞甲基藍溶液和1 mLB-R緩沖溶液，加二次蒸餾水至刻度線，搖勻.在240～280 nm范圍內測其吸光度曲線（查文獻可知，亞甲基藍在250 nm左右處有最大吸收波長），取其在最大波長處吸光度，即247 nm.另取一10 ml比色管，不添加糖精鈉標準液，并按照上述實驗方法操作，分別測定兩個體系的吸光度A與A0，計算出△A（△A=A-A0），以△A對糖精鈉標準溶液的濃度C作圖，繪制出糖精鈉濃度校準曲線，由樣品測量出的△A就可以計算出糖精鈉的含量.

2 結果與討論

2.1 吸收光譜曲線

不同溶液在紫外分光光度儀上的吸收曲線如圖1所示，亞甲基藍以及亞甲基藍與糖精鈉形成的締合物在247 nm處有最大吸收峰.曲線1表明，當體系中不加入亞甲基藍，僅有糖精鈉與B-R緩沖液時，糖精鈉-B-R體系在247 nm處吸收峰很弱，說明糖精鈉與B-R緩沖液在247 nm處對亞甲基藍以及亞甲基藍與糖精鈉形成的締合物在此處的吸光度的干擾很小；曲線2、3表明，固定其他條件，體系中加入少量糖精鈉時，體系在247 nm處的吸光度顯著增強.曲線3、4、5表明在糖精鈉-亞甲基藍-B-R緩沖溶液體系中，隨著糖精鈉濃度的增加，體系吸光度隨之增加，由此推測，該體系吸光度的增長值△A與糖精鈉加入量有線性關系，因此選擇在247 nm處測定該體系的吸光度.

圖1 吸收光譜曲線圖

2.2 緩沖溶液的選擇

圖2所示的是糖精鈉和亞甲基藍在不同緩沖溶液中的相對吸光度，B-R緩沖溶液的相對吸光度（△A）遠遠大于其他四種緩沖溶液，說明糖精鈉和亞甲基藍所形成的絡合物在B-R緩沖溶液中測定效果更好，所以選擇B-R緩沖溶液.

2.3 緩沖溶液酸度對體系的影響

緩沖溶液pH=7.0時體系的△A值最大，且通過實驗知，加入緩沖液體積為1 mL時，體系最為穩定，所以選擇在體系中加入pH=7.0的B-R緩沖溶液1 mL.

圖2 不同緩沖溶液吸收曲線圖

2.4 染色劑用量的影響

在固定其他條件不變時，染色劑加入量為0.5 mL時，△A值達到最大值，故選擇在體系中加入染色劑的量為0.5 mL.

2.5 反應時間的影響

在固定其他條件不變時，體系的反應時間在140 min內吸光度無明顯變化，本次實驗選取反應時間為20 min.

2.6 反應溫度的影響

在固定其他條件不變的情況下，測定體系溫度在15～40℃之間的吸光度變化值.當體系的溫度在20～30℃之間時，體系的吸光度變化較小，可以忽略，而當溫度低于20℃或高于30℃時，體系的吸光度變化較大，測定時會存在較大的誤差，故本實驗選擇體系反應的溫度為20～30℃.

2.7 干擾實驗

運用控制變量法，在控制其他實驗條件不變的前提下，向體系中加入糖精鈉濃度100倍的干擾離子，測定其是否存在干擾.測定誤差都在±5%以內，100倍Cl-、I-、NO3-、SO42-、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+、Ni2+、Ba2+、Cd2+、Mn2+、Pb2+對體系的測定無干擾.

2.8 校準曲線的繪制

通過控制變量法，控制實驗在最佳條件下，以不加糖精鈉的溶液體系為空白樣，并測定其吸光度（A0）；再測定加入不同量糖精鈉的標準溶液的吸光度（Ai），并計算出其相對吸光度ΔA（ΔA=Ai-A0），最后再以不同濃度糖精鈉標準溶液的ΔA對其濃度C繪制校準曲線，如圖3所示.當糖精鈉的濃度在0.08～44 ug/mL之間時，其相對吸光度（ΔA）與糖精鈉的濃度C之間的線性關系非常好，其線性回歸方程為△A=0.02034+0.00484×C，線性相關系數為r=0.99994，并且最小檢出限為0.004 μg/ml.

2.9 實際樣品分析

取雪碧、蘋果醋、冰糖雪梨飲料100 ml于蒸發皿中，加熱去除CO2.把濃縮樣轉移至150 ml燒杯中，加入5 g NaCl，0.6 ml H3PO4和幾粒沸石，加熱煮沸15 min，冷卻后用水定容至250 ml[11].用此法處理實際樣品的結果令人滿意，能夠有效消除實際樣品中苯甲酸、山梨酸等物質對體系吸光度產生的影響.按照實驗方法測定樣品中糖精鈉含量，通過△A與濃度C的關系，計算出食品中糖精鈉的含量，結果見表1，并將結果與國標法相比較，由表1得到的結果與高效液相色譜法測定的糖精鈉含量基本相同.

圖3 △A對糖精鈉濃度的校準曲線

2.10 加標回收實驗

分別移取一定量的樣品試樣，再分別加入不同量的糖精鈉標準溶液，按照試驗方法做加標回收實驗，結果如表2所示.從表2可以得出，加標回收率在98.17%～103.25%之間，結果令人滿意，說明該實驗方法的準確度很好.

表1 實際樣品分析

3 結論

本文運用紫外分光光度法測定雪碧、蘋果醋和冰糖雪梨飲料中糖精鈉含量，得到蘋果醋為0.113 g/kg，而雪碧與冰糖雪梨中未檢出，這與國標法所測定的結果基本相同，加標回收率：98.17%～103.25%，相對標準偏差（n=6）均小于5.0%.本法具有干擾少、靈敏度較高、線性范圍較寬、操作快速簡單、節省試劑等特點，對于飲料中糖精鈉含量的測定較為理想.

表2 加標回收實驗

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