王勇

1 概述

紫外可見分光光度計對于分析人員來說是最有用的分析工具之一，幾乎每一個分析實驗室都離不開紫外可見分光光度計，在食品檢測中也是如此，可以用來進(jìn)行食品的多種成分分析和檢測，應(yīng)用十分廣泛。

1.1 紫外可見分光光度法

紫外可見分光光度法是利用物質(zhì)分子對紫外可見光譜區(qū)的輻射吸收來進(jìn)行分析的一種儀器分析方法。這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價電子和分子軌道上的電子在電子能級間的躍遷，它廣泛應(yīng)用于無機和有機物質(zhì)的定性和定量分析。

朗伯一比耳定律（lamber-beer）是光吸收的基本定律，俗稱光吸收定律，是分光光度法定量分析的依據(jù)和基礎(chǔ)。當(dāng)入射光波長一定時，溶液的吸光度A是吸光物質(zhì)的濃度C及吸收介質(zhì)厚度I（吸收光程）的函數(shù)。其常用表達(dá)式為：

1.2 紫外可見分光光度計

紫外可見分光光度計是基于紫外可見分光光度法的原理工作的常規(guī)分析儀器。根據(jù)光路設(shè)計的不同，紫外可見分光光度計可以分為單光束分光光度計、雙光束分光光度計和雙波長分光光度計。

各種型號的紫外可見分光光度計，就其基本結(jié)構(gòu)來說，都是由5個基本部分組成，即光源、單色器、吸收池、檢測器及信號指示系統(tǒng)。

本文著重介紹的是食品檢測中應(yīng)用的優(yōu)尼柯公司生產(chǎn)的UV-2600紫外可見分光光度計，技術(shù)參數(shù)如下：

（1）光譜帶寬：

1.8nm（4nm可選），2nm

（2）光度精度：

±0.2%T

（3）光度重復(fù)性：

±0.15%T

（4）波長范圍：

320-1 100nm，190-1100nm

（5）波長精度：±0.5nm

（6）波長重復(fù)性：0.15nm

（7）波長顯示：0.05nm

（8）雜散光：≤0.03%T

（9） 光度范圍：0～200%T，－0.4～4.0Abs

（10）光學(xué)系統(tǒng)：雙光束比例檢測（單光束可選），1200條/mm衍射全息光柵。

1.3 紫外可見分光光度計的特點

1.3.1 應(yīng)用廣泛

在國際上發(fā)表的有關(guān)分析的論文中，光度法約占28%。由于各種各樣的無機物和有機物在紫外-可見區(qū)域都有吸收，因此均可借此方法加以測定。在食品行業(yè)，紫外可見分光光度計被廣泛應(yīng)用于食品檢測之中。

1.3.2 儀器價格相對低廉且分析成本低

紫外可見分光光度計價格相對低廉，分析成本低，在使用過程中儀器幾乎沒有什么耗損。食品企業(yè)大多屬于中小企業(yè)，規(guī)模不大且利潤薄，降低食品檢測費用尤為重要，用紫外可見分光光度計作為主要檢測儀器可以大大降低企業(yè)檢測成本。

1.3.3 操作簡便、快速

對一些保質(zhì)期較短的食品檢測，要求操作簡便、快速，比如鮮牛奶的保質(zhì)期短（僅ld時間），對它的檢測必須簡便、快速，用紫外可見分光光度計就可以很好滿足此要求。

1.3.4 準(zhǔn)確度高

對于一般的分光光度法來說，濃度測量的相對誤差在l%～3%范圍內(nèi)，如采用示差分光光度法測量，則誤差往往可減少到千分之幾。

2 紫外可見分光光度計在食品檢測中的應(yīng)用

當(dāng)分子中含有1個或更多的生色基團(tuán)（即具有不飽和鍵的原子基團(tuán)），輻射就會引起分子中電子能量的改變。常見的生色基團(tuán)有：

如果2個生色基團(tuán)之間只隔l個碳原子，則形成共扼基團(tuán)，會使吸收帶移向較長的波長處（即紅移），且吸收帶的強度顯著增加；當(dāng)分子中含有助色基團(tuán)（0）時，也會產(chǎn)生紅移效應(yīng)。常見的助色基團(tuán)有：

這些基團(tuán)在食品和食品添加劑中大量存在，所以紫外分光光度計在食品檢測中的應(yīng)用有著無可比擬的優(yōu)越性，其主要用途有以下幾點：

2.1 光度測量

在食品生產(chǎn)中，為了保證有顏色的飲料（如可樂、果汁及茶飲料）產(chǎn)品的顏色一致，可以在可見光區(qū)用紫外可見分光光度計來測定其吸光度值，使色差符合產(chǎn)品要求。在發(fā)酵業(yè)中可通過測定吸光度值來確定產(chǎn)品的發(fā)酵完成程度。對于一些成分比較單一的產(chǎn)品也可通過測定吸光度值來確定產(chǎn)品合格與否。比如判定營養(yǎng)增強劑維生素B1的質(zhì)量就可以在400nm下測定其吸光度值，當(dāng)其值不超過0.02時，即可確定為合格品。

2.2 成分的定性分析

物質(zhì)的吸收光譜本質(zhì)上就是物質(zhì)中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波長的光能量，相應(yīng)發(fā)生了分子振動能級躍遷和電子能級躍遷的結(jié)果。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu)，其吸收光能量的情況也就不會相同，因此每種物質(zhì)都有其特有的、固定的吸收光譜曲線，可根據(jù)吸收光譜上的某些特性波長處的最大吸收峰（峰值）和波形圖來判斷某種物質(zhì)是否存在。在食品生產(chǎn)中會使用一些食品添加劑，為了確定食品添加劑的質(zhì)量，可以用紫外可見分光光度計對其進(jìn)行光譜掃描。例如對食品中涉及的一些復(fù)合甜味劑、復(fù)合防腐劑和復(fù)合鮮味劑等就可以用紫外可見分光光度計進(jìn)行一次全面掃描，以排除違禁添加劑的使用。另外，此方法還可以在物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方面作為紅外光譜（IR）、核磁共振（NMR）、質(zhì)譜（MS）等方法的輔助手段。

2.3 成分的定量分析

對于食品衛(wèi)生安全檢測中一些含量需要嚴(yán)格控制的成分項目，可以用紫外可見分光光度計來準(zhǔn)確檢測。食品中常用紫外可見分光光度計測定的項目見下表。

表1 食品中可用紫外可見分光光度計檢測的項目表

2.4 DNA/蛋白質(zhì)分析

DNA/蛋白質(zhì)為生物大分子，所產(chǎn)生的紫外光吸收往往是其分子內(nèi)的小基團(tuán)所引起的，例如嘌呤堿、嘧啶堿、酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和肽鍵等。嘌呤堿、嘧啶堿以及由它們參與組成的核苷、核苷酸及核酸對紫外光有強烈的吸收，在吸收波長260nm處有最大吸收值。在蛋白質(zhì)分子中，酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Trp）殘基的苯環(huán)含有共扼雙鍵，該共扼雙鍵對紫外光有吸收（其中最大吸收Tyr在吸收波長274nm處；Phe在吸收波長257nm處；Trp在吸收波長280nm處），從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)對紫外光有吸收。肽鍵對紫外光的最大吸收在吸收波長238nm處。利用這個特性可以準(zhǔn)確、可靠地測定乳制品中蛋白質(zhì)含量。

3 結(jié)語

總之，紫外可見分光光度計基本可以滿足廣大中小食品企業(yè)食品檢測分析的需要。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紫外可見分光光度計還可和其他分析儀器聯(lián)機，使其應(yīng)用范圍更加廣泛，能在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用。