薛家興，李春燕，劉紹璞，胡小莉*，崔志平，王亞瓊，田 竟，朱經(jīng)輝，喬 曼

（發(fā)光與實時分析化學教育部重點實驗室（西南大學），西南大學化學化工學院，重慶 400715）

共振瑞利散射法測定果汁和糖果中的赤蘚紅

薛家興，李春燕，劉紹璞，胡小莉*，崔志平，王亞瓊，田 竟，朱經(jīng)輝，喬 曼

（發(fā)光與實時分析化學教育部重點實驗室（西南大學），西南大學化學化工學院，重慶 400715）

在pH 4.2～4.6的Britton-Robinson緩沖溶液中，硫酸耐爾藍與赤蘚紅形成1∶2的離子締合物，導致共振瑞利散射顯著增強，并產(chǎn)生新的散射光譜。在最大散射峰294 nm波長處，在0.2～4.5 mg/L范圍內，散射增強程度與赤蘚紅的質量濃度呈良好線性關系，檢出限為0.007 4 mg/L。據(jù)此建立靈敏度高、選擇性好、快速準確測定赤蘚紅的光散射新方法，適用于果汁和糖果中赤蘚紅含量的測定，并研究共振瑞利散射光譜特征和適宜的反應條件，并對硫酸耐爾藍與赤蘚紅的結合模式進行討論。

硫酸耐爾藍；赤蘚紅；共振瑞利散射；果汁；糖果

食品的色彩是食品感官品質的一個重要因素。與天然色素相比較，人工合成色素色澤鮮艷、性質穩(wěn)定，更能增加食品外官美感，提升人們的食欲和購買欲，已被廣泛應用于食品加工業(yè)。赤蘚紅又名四碘熒光素、櫻桃紅，是我國允許使用的一種食品合成色素，常用于果汁味飲料、糕點、糖果、配制酒、碳酸飲料等食品中[1]。由于合成色素潛在的慢性毒性，過量攝入將對人體健康造成嚴重影響，尤其對免疫系統(tǒng)發(fā)育尚不成熟的嬰幼兒，會在體內蓄積并對腎臟、肝臟產(chǎn)生一定的傷害[2]。目前，赤蘚紅的測定方法主要有分光光度法[3-4]、高效液相色譜法[5-7]、毛細管電泳法[8]及膠束敏化化學發(fā)光法[9]等。其中分光光度法的準確性和靈敏度較低，高效液相色譜法的樣品前處理過程較繁瑣、耗時。因此為了滿足食品安全檢測快速、準確的要求，進一步研究和發(fā)展操作簡便、選擇性好、靈敏度高的測定赤蘚紅的方法是一項有意義的工作。

共振瑞利散射（resonance Rayleigh scattering，RRS）作為一種新的分析技術，具有操作簡單和靈敏度高等特點，已廣泛應用于無機離子[10-12]、藥物[13-16]、核酸[17-20]、蛋白質[21-23]的研究與測定，但采用硫酸耐爾藍為探針RRS法測定果汁和糖果中的赤蘚紅尚未見報道。本實驗研究了硫酸耐爾藍（nile blue sulphate，NBS）和赤蘚紅（erythrosin，Ery）相互作用的RRS光譜，優(yōu)化了反應條件，研究了共存物質的影響，提出了快速檢測果汁和糖果中赤蘚紅含量的RRS新方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菠蘿汁（果汁1）、葡萄果汁（果汁2）、鮮桃汁（果汁3）、草莓糖（樣品1）、鮮橙糖（樣品2）、芒果糖（樣品3） 市售；硫酸耐爾藍 上海江萊生物科技有限公司；赤蘚紅 美國Merck公司；所用試劑均為分析純；實驗用水為超純水。

1.2 儀器與設備

F-2500型熒光分光光度計 日本日立公司；UV-2450型紫外-可見分光光度計 日本島津公司；PHS-3C型酸度計 上海精密科學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 溶液配制

NBS溶液：以超純水配制5.0×10-3mol/L的貯備溶液和5.0×10-5mol/L的工作溶液；Ery：以超純水配制500.0 mg/L的貯備溶液和50.0 mg/L的工作溶液；Britton-Rohinson（BR）緩沖溶液：用0.04 mol/L H3PO4、H3BO3和CH3COOH與0.2 mol/L NaOH溶液按一定比例混合，配成pH 3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0的緩沖溶液，并用酸度計測定其pH值。

1.3.2 樣品處理

分別移取果汁1～3各100.0 mL，過濾，蒸發(fā)濃縮至約15 mL，轉移至25.0 mL比色管，加水定容，待測。另取樣品1～3各10.0 g，粉碎，用超純水溶解，過濾，定容至25.0 mL，待測。

1.3.3 RRS測定

綜上所述，以上我們由《詩經(jīng)·唐風》考察了晉國文化。 是這種文化造成了晉國的強大。 這種文化的穩(wěn)定、厚重為人們所贊頌，而其保守、木訥也為人們所揶揄。 這些都是我們需要進一步研究的。 我們還要知道，“晉國天下莫強焉”，而在衛(wèi)鞅入秦之后，晉國逐漸走向衰弱，但又以另一種方式作用于社會的變革和進步。 司馬遷在《史記·張儀列傳》中言：“三晉多權變之士，夫言從衡強秦者，大抵皆三晉之人也?！盵8]2304 這也是我們需要進一步研究的。 而且，這種研究和探索，必將對我們現(xiàn)在進行的事業(yè)產(chǎn)生積極的作用。

在10 mL比色管中，依次加入1.0 mL pH 4.4的BR緩沖溶液、1.0 mL 5.0×10-5mol/L的NBS溶液和不同量的50.0 mg/L Ery溶液使其質量濃度分別為0.5、1.5、2.5、3.5、4.5 mg/L，加入每種試劑后均將溶液混勻，最后用超純水稀釋至刻度、搖勻、靜置5 min。以λex=λem進行同步掃描（測定參數(shù)：狹縫寬度5 nm），記錄RRS光譜，并于最大散射峰294 nm波長處分別測定結合產(chǎn)物的RRS強度I和空白試劑的RRS強度I0（ΔI=I-I0）。

2 結果與分析

2.1 RRS光譜

由圖1A可知，NBS和Ery本身的RRS光譜十分微弱。當二者形成結合產(chǎn)物后，RRS強度顯著增強，最大RRS峰位于294 nm波長處。由圖1B可以看出，隨著Ery質量濃度的增加，體系的RRS強度呈比例增大，可作為定量檢測Ery的依據(jù)。

圖1 RRS光譜Fig.1 Resonance Rayleigh scattering (RRS) spectra

2.2 反應條件的優(yōu)化

2.2.1 pH值的影響

圖2 pH值的影響Fig.2 Effect of buffer pH

在上述優(yōu)化條件下，研究不同pH值的BR緩沖溶液對反應體系RRS強度的影響（圖2）。當pH值在4.2～4.6時，體系ΔI達到最大且波動較小，故實驗選用pH 4.4的BR緩沖溶液，適宜用量為1.0 mL。

2.2.2 NBS用量的影響

實驗結果表明，NBS的濃度在2.5×10-6mol/L時，體系的ΔI值達到最大，且在2.5×10-6～7.5×10-6mol/L區(qū)間ΔI變化較小，濃度過高或過低，ΔI均有一定的降低。故本實驗選用NBS的濃度為5.0×10-6mol/L。

2.2.3 離子濃度的影響

用0.5 mol/L的NaCl溶液研究離子強度對體系RRS散射強度的影響。結果表明，當NaCl濃度小于5.0×10-2mol/L時，對RRS強度基本無影響，但進一步增大NaCl的濃度會引起ΔI值逐漸降低，因此反應體系應盡量減少強電解質的引入。

2.2.4 體系的反應速度及其穩(wěn)定性

室溫下，體系在5 min后可反應完全，反應產(chǎn)物的’I值在2 h內基本不變，故在反應5 min后測量散射強度。

2.3 標準曲線

在優(yōu)化的實驗條件下，測定了不同質量濃度的Ery與NBS反應后的ΔI，以ΔI為縱坐標、Ery質量濃度（ρ）為橫坐標繪制標準曲線，線性回歸方程為ΔI=-74.35＋405.9ρ，相關系數(shù)r=0.999 5，線性范圍0.2～4.5 mg/L。根據(jù)GB/T 5009.1—2003《食品衛(wèi)生檢驗方法：理化部分總則》[24]，計算出方法的檢出限為0.007 4 mg/L，其靈敏度是分光光度法的2.7倍[4]、HPLC法的28.4倍[6]、化學發(fā)光法的4.1倍[9]，因此RRS法更適合于痕量Ery的測定。

2.4 NBS與Ery的結合比

用等摩爾連續(xù)變化法和摩爾比法分別測定了NBS和Ery的結合比。2種方法測定結果均為n（NBS）∶n（Ery）=1∶2。在pH 4.4左右的酸性溶液中，根據(jù)Ery的解離常數(shù)[25]（pKa1=2.9，pKa2=3.8）可知，此時Ery主要以HL-一價陰離子形式存在（HL-約占為89%），由文獻[26]知Ery的羥基比羧基更易離解。而在實驗條件下，NBS離解成2個一價陽離子，故NBS與Ery形成1∶2的離子締合產(chǎn)物。

2.5 方法的選擇性及應用

2.5.1 共存物質的影響

在優(yōu)化的實驗條件下，對4.0 mg/L Ery進行測定，相對標準偏差≤5%時，下列物質的允許倍量如下：NaCl、KCl、KNO3（100倍）；NH4Cl、ZnSO4、Co(NO3)2（75倍）；CuSO4、MgSO4、FeSO4、Na2HPO4（60倍）；莧菜紅、胭脂紅（15倍）；麥芽糖、蔗糖、葡萄糖（550倍）；苯甲酸鈉（90倍）；VC、VE（80倍）；L-亮氨酸、L-蘇氨酸（50倍）；DL-苯丙氨酸（65倍）。因此，本方法具有良好的選擇性，可用于飲料和糖果中Ery的檢測。2.5.2 實際樣品測定

按照1.3.3節(jié)方法測定1.3.2節(jié)的待測樣品1，并與文獻[6]對照，同時進行加標回收實驗，結果見表1。

表 1 實際樣品測定結果（ =5）Table 1 Comparative results for the determination of erythrosin infruit juice and candy by this method and UPLC ( = 5)

由表1可以看出，本方法測定結果與對照法基本一致。RRS法用于果汁和糖果中Ery的測定，相對標準偏差為1.3%～3.2%，加標回收率為96.4%～104.3%，顯示了較好的精密度和較高的準確度。

3 結 論

本實驗利用RRS光譜研究了NBS與Ery的相互作用，結果表明NBS與Ery通過靜電引力作用形成1∶2的離子締合物，導致RRS顯著增強，據(jù)此建立了測定果汁和糖果中Ery的含量的RRS新方法。該法操作簡單、反應時間短、靈敏度高。用于果汁和糖果中Ery含量的測定結果令人滿意。

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Determination of Erythrosine in Fruit Juice and Candy by Resonance Rayleigh Scattering Method

XUE Jia-xing, LI Chun-yan, LIU Shao-pu, HU Xiao-li*, CUI Zhi-ping, WANG Ya-qiong, TIAN Jing, ZHU Jing-hui, QIAO Man
(Key Laboratory of Luminescent and Real-Time Analytical Chemistry (Southwest University), Ministry of Education, College of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest University, Chongqing 400715, China)

In Britton-Robinson buffer medium at pH 4.2–4.6, nile blue sulphate reacted with erythrosin to form a 1:2 ionassociated complex, which led to a distinctly enhanced resonance Rayleigh scattering and the appearance of a new resonance Rayleigh scattering spectrum. The maximum scattering peak was located at 294 nm. The increment of scattering intensity was directly proportional to the concentration of erythrosin in the range of 0.2 to 4.5 mg/L with the detection limit being 0.007 4 mg/L. Therefore, a sensitive, selective, rapid, accurate and new light scattering method for quantifying erythrosin was developed. The proposed method was satisfactorily applied to determine erythrosin in fruit juice and candy. The resonance Rayleigh scattering spectral characteristics and optimal reaction conditions were investigated. The combination mode of nile blue sulphate with erythrosin was also discussed.

nile blue sulfate; erythrosme; resonance Rayleigh scattering; juice; candy

O657.3

A

1002-6630（2014）06-0065-04

1 0.7506/spkx1002-6630-201406013

2013-07-02

國家自然科學基金面上項目（20875078）；重慶市科委重點實驗室專項項目

薛家興（1987—），男，碩士研究生，研究方向為分子光譜分析。E-mail：woshixuejiaxing@163.com

*通信作者：胡小莉（1963—），女，教授，碩士，研究方向為分子光譜分析。E-mail：xiaolihu@swu.edu.cn