鉬酸銨比色法測定蔗汁中磷酸鹽含量試驗方法的改進

張 琳

（華南理工大學食品科學與工程學院，廣東　廣州　510640）

鉬酸銨比色法測定蔗汁中磷酸鹽含量試驗方法的改進

張 琳

（華南理工大學食品科學與工程學院，廣東廣州510640）

采用鉬酸銨比色法測定蔗汁中磷酸鹽含量?？疾鞕z測波長、顯色時間、硫酸溶液、鉬酸銨溶液和氯化亞錫溶液添加量對測定結果的影響。研究結果表明：檢測波長為660 nm；硫酸溶液（6.25 mol/L）、鉬酸銨溶液（25 g/L）和氯化亞錫溶液（50 g/L）的加入量分別為0.5、2.0 mL、15滴；顯色時間5 min。在此條件下，磷酸鹽測定回歸方程為 A=0.17898C+0.00093，相關系數 r=0.9998，線性關系良好。高、中、低3種樣品濃度方法回收率和RSD都在合理范圍內。該方法可用于蔗汁中磷酸鹽含量測定。

磷酸鹽；鉬酸銨；分光光度法；驗證

0　前言

制糖工業生產過程中的原料甘蔗、半成品及成品糖，除含有蔗糖和有機非糖分外，還含有無機非糖物。無機非糖物如磷酸鹽、氯化物、鈣鹽等，會導致現糖液色值增大，蔗糖轉化或結晶速度降低，成品率下降等［1］，影響到制糖生產和產品的質量。因此，測定原料、半成品、成品及副產品中的無機非糖物的含量和變化規律，對于監控和改進糖品生產具有重要意義。

目前食品中磷酸值的測定方法常用有重量法、容量法［2］、分光光度法、離子色譜法、等離子體發射光譜法［3］等。但在實際操作中發現重量法和容量法操作繁瑣，耗時較長，儀器測定方法成本高，操作復雜，難以推廣和普及。

糖廠進行糖品中磷酸鹽含量測定多采用鉬酸銨分光光度法［4］。該方法操作簡單，快速準確，但隨著這種測定方法的不斷推廣，在應用中出現了一些問題，如顯色程度深淺不一，吸光度值隨放置時間變化，測定數據跳躍不穩定。測定波長、顯色時間、還原劑加入量、鉬酸銨加入量、樣品 pH值等都會影響到測量準確性。有研究表明，加入顯色試劑的澄清蔗汁最大吸收波長在660～725 nm之間，在690 nm處出現局部吸收峰值［5］，用720 nm波長進行比色時，其工作范圍（磷濃度）在0～1.0 mg/kg以內呈線性關系［6］。

本研究對鉬酸銨比色法測定磷酸值濃度試驗中的顯色反應時間、樣品酸度范圍、最佳吸收波長等問題進行探討，尋找最佳測定方法。

1　材料與方法

1.1儀器和藥品

1.1.1儀器

UV-1800型紫外可見分光光度儀，上海美譜達儀器有限公司；TLE204電子分析天平（精度0.1 mg），梅特勒-托利多儀器有限公司；石英比色皿（1 cm），江蘇金壇宏華儀器廠。

1.1.2藥品和材料

磷酸氫二鉀（分析純），臺山市粵僑試劑塑料有限公司；鉬酸銨（分析純），天津市化學試劑四廠；濃硫酸（分析純），氯化亞錫（分析純），天津市大茂化學試劑廠；二次蒸餾水。

糖蔗（產地廣西）；黃皮果蔗（產地福建）；黑皮果蔗（產地廣東）市場購買。

1.2方法

1.2.1標準溶液配置

磷酸鹽標準儲備液（10 mg/mL）：準確稱取磷酸二氫鉀19.1740 g（使用前于110℃干燥2 h），用蒸餾水溶解，轉移入1000 mL容量瓶中，加水至標線，搖勻。

磷酸鹽標準使用液（0.1 mg/mL）：將5.00 mL磷酸鹽標準儲備液轉移至500 mL容量瓶中，蒸餾水加水至刻度，搖勻。

1.2.2標準曲線繪制

準確吸取磷酸鹽標準使用液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mL于8個100 mL容量瓶中，加水至95 mL，準確加入25 g/L鉬酸銨溶液2.0 mL，6.25 mol/L硫酸溶液1.0 mL，搖勻后加入50 g/L氯化亞錫溶液10滴，加水至標線，搖勻后靜置5 min。用1 cm比色皿，以0 mL的磷酸鹽溶液為空白，在660 nm波長下測定其吸光度，繪制標準曲線。

1.2.3樣品處理

甘蔗斬段，剖開，放入壓榨機中將其破碎，收取蔗汁。準確吸取25.0 mL蔗汁，移入100 mL容量瓶中，加蒸餾水至標線，搖勻，過濾。棄去最初的濾液，吸取濾液50.0 mL，移入另一100 mL容量瓶中，按1.2.2方法處理，準備測定。

2　實驗方法改進

2.1檢測波長的選擇

取磷酸鹽標準使用溶液，按照1.2.2節方法加入適量鉬酸銨和氯化亞錫溶液進行顯色反應，用1 cm比色皿，設定波長為 630、640、650、655、660、665、670、675、680、690、700、705、710、715、720、725 nm，測定并比較吸光度，結果見圖1。

圖1　吸光度隨波長的變化

如圖1所示，當波長為660 nm時，吸光度達到峰值。在680～725 nm范圍內，吸光度值基本無變化，與文獻報道較一致。由此確定實驗最佳波長為660 nm。

2.2酸度的影響

本文考察在相同鉬酸銨和氯化亞錫溶液加入量下，添加0.05、0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 mL硫酸溶液對吸光度值的影響，見圖2。

圖2　硫酸溶液加入量對吸光度的影響

由圖可知，隨著溶液酸度增加，吸光度值先增加后逐漸下降，硫酸溶液加入量在0.5 mL時吸光度值最大。分析原因是，較低酸度條件下磷鉬酸銨具有弱氧化性，容易被氧化亞錫還原，使溶液變成藍色，但酸度過大時，會影響磷鉬絡合物還原成磷鉬藍，使藍色變淺。因此硫酸溶液加入量選擇0.5 mL。

2.3鉬酸銨加入量的影響

本文考察了在相同硫酸和氯化亞錫溶液加入量下，0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 mL鉬酸銨溶液加入量對吸光度的影響，見圖3。

圖3　鉬酸銨溶液加入量對吸光度的影響

由圖可知，隨著鉬酸銨量的增加，吸光度值也逐漸增加后趨于平衡，鉬酸銨溶液加入量在2.0 mL左右時吸光度值最大。分析原因是，鉬酸銨加入量較少時，反應不完全，為保證磷酸鹽能與鉬酸銨充分反應，鉬酸銨應該過量。考慮到過量鉬酸銨會增加背景吸收，在保證充分反應的基礎上，鉬酸銨溶液加入量選擇2.0 mL。

2.4氯化亞錫加入量

本文考察了在相同硫酸和鉬酸銨溶液加入量下，氯化亞錫溶液加入量分別為1、3、6、8、10、15滴時對磷鉬藍吸光度的影響，見圖4。由圖4可知，隨著氯化亞錫加入量的增加，吸光度值也在增加。加入量小于10滴時，吸光度值較小，說明氯化亞錫量不足，不能充分還原磷鉬酸銨。為保證反應充分進行，同時考慮到氯化亞錫的毒性和對環境的污染，選擇氯化亞錫溶液加入量為10滴。

圖4　氯化亞錫溶液加入量對吸光度的影響

2.5顯色反應時間的影響

按 1.2.2節方法考察反應 2、5、10、15、20、30、60 min對吸光度值的影響，結果見圖5。由圖5可知，顯色反應少于5 min時，吸光度值較低，說明樣液可能還未充分反應。顯色時間在 5～10 min內，吸光度值無顯著變化，隨著時間增加，吸光度值逐漸降低，因此確定合適的顯色反應時間為 5～10 min，考慮到實驗總體時長，選擇顯色反應時間為5 min。

2.6標準曲線繪制

圖5　顯色時間對吸光度的影響

按照 1.2.2節方法測定不同濃度磷酸鹽標準液吸光度值，測定結果見表1。繪制磷酸鹽標準曲線，擬合方程為A=0.17898C+0.00093（r=0.9998）。式中：A為吸光度，C為溶液質量濃度（μg/mL），磷酸鹽濃度在0.50～4.00 μg/mL范圍內線性關系良好。

2.7方法檢出限實驗

按照1.2.2節方法，重復10次空白實驗，將各個測定結果換算為樣品中的濃度，以3倍標準偏差計算方法檢出限為0.013 μg/mL。

2.8精密度和加標回收率實驗

取糖蔗蔗汁樣品，按照1.2.3方法測定磷酸值含量，并進行精密度和加標回收率實驗，測定結果見表2和表3。由結果可知，方法高、中、低3種濃度的加標回收率和相對標準偏差均在合理范圍內。說明本方法精密度好，方法準確可行。

2.8樣品測定

按1.2.3節方法，對市售3種甘蔗進行測定，測定結果見表 4。測定結果表明不同種類的甘蔗原料中磷酸鹽含量有差別，可能與甘蔗種類、纖維含量等有關。

表1　不同濃度磷酸鹽標準液的吸光度值

表2　糖蔗樣品精密度測定結果（n=6）

表3　糖蔗樣品加標回收率測定結果（n=6）

表4　樣品測定結果（n=3）

3　結論

本文依據鉬酸銨分光光度法的測量原理，對試驗中最佳吸收波長、樣品酸度、鉬酸銨加入量、顯色反應時間等問題進行探討，并用檢測限、精密度和加標回收率等指標對方法的準確性進行了驗證。結果表明，鉬酸銨比色法測定蔗汁中磷酸鹽含量試驗方法精密度好，準確度高，適合糖品中磷酸鹽含量控制分析。

［1］友部勝美，長坂忠良. 用原子吸收分光光度法測定糖中的無機非糖分［J］. 甜菜糖業，1979，6（3）：45-51.

［2］國家衛生和計劃生育委員會. 食品添加劑磷酸：GB/T 1886/15-2015［S］. 北京：中國標準出版社，2015.

［3］何宇霆，張新申，張一，等. 磷酸鹽測定方法及研究進展［J］. 皮革科學與工程，2008，18（4）：26-29.

［4］莫佳琳，張思原，陸海勤. 鉬酸銨分光光度法檢測糖廠工業磷酸含量的應用研究［J］. 甘蔗糖業，2015，2（1）：52-56.

［5］DOHERTY W O S， RACKERMANN D W， 張建珍. 蔗汁澄清中磷酸鈣的一些化學作用機理［J］. 廣西糖業，2012，12（4）：44-50.

［6］梁運江，謝修鴻，許廣波. 磷鉬藍比色法合適工作波長及線性范圍的探討［J］. 中國環境檢測，2007，23（2）：35-37.

（本篇責任編校：鄧丹丹）

Ammonium Molybdate Spectrophotometric Method for the Determination of Phosphate Content in Sugarcane Juice

ZHANG Lin
（School of Food Science and Engineering， South China University of Technology， Guangzhou 510640）

Ammonium molybdate spectrophotometric method was adopted for the determination of phosphate content in sugarcane juice. We investigated detection wavelength， color development time， the amount of reaction reagents effect on the determination results. The results showed that detection wavelength was 660 nm，sulfuric acid （6.25 mol/L） amount was 0.5 mL， ammonium molybdate solution （25 g/L） amount was 2.0 mL，stannous chloride solution （50 g/L） amount was 10 drops， and color development time was 5 min. Under these conditions， the regression equation was A=0.17898C+0.00093 （r=0.9998）， which had a good linear relationship. High， medium and low samples recovery rates and RSD were all in a reasonable range. The method could be applied to the determination of phosphate content in sugarcane juice.

Ahosphate；Ammonium molybdate；Spectrophotometry；Detection

TS247

A

1005-9695（2016）05-0057-06

2016-09-11；

2016-10-21

張琳（1985-），女，漢族，研究生，助理實驗師；E-mail：thionyl0008@163.com

引文格式：張琳. 鉬酸銨比色法測定蔗汁中磷酸鹽含量試驗方法的改進［J］. 甘蔗糖業，2016（5）：57-62.