李勁勁，鄺杰煒，鄭忠成，黃立新（.華南理工大學食品科學與工程學院，廣東廣州50640； .廣州海關化驗中心，廣東廣州5063）

三波長光譜法測定黃酒鐵含量的研究

李勁勁1，鄺杰煒2，鄭忠成1，黃立新1
（1.華南理工大學食品科學與工程學院，廣東廣州510640； 2.廣州海關化驗中心，廣東廣州510623）

摘要：對黃酒與黑糯米露酒采用鄰菲羅啉進行顯色，對基于423 nm、510 nm和700 nm波長處的吸光度進行數(shù)據(jù)處理，建立了一種三波長可見光譜法測定黃酒中鐵含量的方法，并進行了加標樣的回收實驗。結果表明，實驗用的黃酒與黑糯米露酒樣品鐵含量分別為0.83 mg/L±0.50 mg/L和1.50 mg/L±0.42 mg/L；樣品的回收率均較高，在

102%左右。本方法有效扣除了黃酒中自身色素物質以及基線漂移對結果的影響，避免了灰化方法前處理時的繁瑣，測定結果準確，適用于對黃酒等帶顏色的酒中鐵含量的測定。

關鍵詞：黃酒； 鐵含量； 光譜法； 測定

黃酒是具有中國特色的最古老的酒種，據(jù)歷史記載其有6000年左右的歷史，與啤酒和紅酒并稱為世界三大釀造古酒［1］。經歷數(shù)千年的發(fā)展，黃酒的產地越來越廣，品種也逐漸豐富多彩，如紹興女兒紅、江西九江封缸酒、廣東客家娘酒、珍珠紅酒等。現(xiàn)代黃酒是以稻谷等谷物為原料，以活性干酵母為發(fā)酵劑，以麥曲為糖化劑，經蒸煮、加曲、糖化、發(fā)酵、壓榨、過濾、煎酒、貯存、勾兌等工藝而釀造成的酒［2］。黃酒的成分豐富且復雜，主要含有乙醇、蛋白質、氨基酸、維生素和一些微量元素，除具有一定的營養(yǎng)成分外，也具有通血脈、潤腸胃、養(yǎng)脾養(yǎng)肝、祛風下氣等醫(yī)療作用。

黃酒也可以按原料劃分為不同的品種，如糯米酒、黑米酒等。黑糯米是一種藥食兼用、營養(yǎng)豐富的滋補米，在中醫(yī)上也有“藥米”“補血米”和“長壽米”的美稱，其蛋白質、氨基酸的含量都比一般的白米高，且含有豐富的天然色素。黑糯米酒是以黑糯米為主要原料，采用傳統(tǒng)的黃酒制造方法釀制而成的產品。黑糯米酒口感醇正、甜香撲鼻、入口綿軟，含有多種維生素、人體必需的微量元素、豐富的蛋白質和氨基酸，是一種比一般黃酒更好的保健酒［3，4］。

黃酒含有多種人體必需的微量元素，其中就包括鐵元素。鐵元素對維持人體內的代謝循環(huán)和大腦的正常生理功能都起著重要的作用，人體內鐵元素獲取的主要途徑是依靠膳食攝取。缺鐵會引發(fā)缺鐵性貧血，導致血紅蛋白數(shù)量減少，造成免疫力下降，消化吸收功能減弱，伴有惡心、乏力、頭暈、眼花等癥狀，還有研究發(fā)現(xiàn)鐵代謝對骨質疏松癥也有影響，也越來越受到重視［5-7］。一般情況下，正常人體內鐵的含量為4～5 g，成年男子需鐵量約12 mg/d，而青年女子需約為18 mg/d，上限為45 mg/d［8-9］。

目前，測定鐵含量的方法主要有鄰菲啰啉顯色可見分光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等。國家食品標準中鐵含量的測定方法是原子吸收光譜法［10］，此方法需要較昂貴的設備，且操作繁瑣、分析成本高，一般的企業(yè)不易進行常規(guī)的分析?？梢姺止夤舛确ň哂性O備投資少、操作維護成本低等優(yōu)點，更易于在行業(yè)企業(yè)中使用。選擇鄰菲羅啉顯色的可見分光光度法測定黃酒和黑糯米酒中鐵的含量時，由于黃酒和黑糯米酒中的顏色色素在400～600 nm波長間均有吸收，會對鄰菲羅啉-鐵（最大吸收波長一般在510 nm）的吸光光譜產生干擾。本實驗采用三波長可見光光譜的方法，能有效排除黃酒中的干擾物質和基線漂移對鄰菲羅啉顯色法測定鐵的影響?？筛咝蚀_測定黃酒、葡萄酒和果酒等有顏色的酒類中鐵含量［11］。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

古越龍山加飯酒，中國紹興黃酒集團有限公司；黑糯米露酒，吳川市聚仁堂保健酒有限公司。

NH4Fe（SO4）2·12H2O；乙酸-乙酸鈉緩沖溶液（pH4.6）；1.0%（w/v）鹽酸羥胺（現(xiàn)配）；0.1%（w/v）鄰菲羅啉（現(xiàn)配）；1.0 mol/L鹽酸溶液。試劑均為分析純。

UV Power系列紫外可見分光光度計，北京萊伯泰科儀器有限公司；PHSJ-4ApH計，上海精密科學儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1亞鐵標準溶液（0.01 mg/mL）

準確稱取0.8634 g NH4Fe（SO4）2·12H2O，置于燒杯中，用50 mL 1.0 mol/L鹽酸溶液溶解后轉入1000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。從中吸取50 mL該溶液于500 mL容量瓶中，加50 mL 1 mol/L鹽酸溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。

1.2.2測定步驟

1.2.2.1吸收曲線

分別準確移取0.01 mg/mL標準亞鐵溶液2.0 mL、4.0 mL、5.0 mL和6.0 mL至50 mL容量瓶中，加5 mL NaAc溶液，2.5 mL 1.0%鹽酸羥胺，再加入5 mL 0.1%鄰菲羅啉，加水定容至50 mL，搖勻。顯色15 min后，用分光光度計進行掃描，其最大吸收波長為510 nm，計算鄰菲羅啉-鐵絡合物在510 nm和其他波長處的吸光系數(shù)，取均值。

1.2.2.2標準曲線

分別向6個50 mL容量瓶中移取0.0、2.0 mL、4.0 mL、6.0 mL、8.0 mL和10.0 mL鐵標準溶液（0.01 mg/mL），按上述方法顯色，用1 cm的吸收池，用分光光度計在510 nm處測出其對應的吸收值。以標準鐵的含量濃度（mg/mL）為橫坐標，吸收值為縱坐標繪制標準曲線。

1.2.2.3光譜曲線

分別吸取酒類樣品10.0 mL于50 mL容量瓶中，1號瓶加入5 mL NaAc溶液，2.5 mL 1.0%鹽酸羥胺，再加入5 mL 0.1%鄰菲羅啉，2號瓶不加入鄰菲羅啉試劑，其他條件不變。定容，顯色15 min，用分光光度計對1號瓶、2號瓶的溶液進行全波長掃描，得到“樣品”的光譜曲線1#和“樣品空白”的光譜曲線2#。

1.2.3加標樣回收實驗

取3份同一樣品的酒樣各10 mL，其中1份作為本底，另外2份分別添加5×10-3mg和10×10-3mg的微量鐵，按照上述步驟測定加標后的總鐵含量，進行樣品鐵回收率的測定。

2　結果與討論

2.1可見光吸收光譜的特點

按1.2.2.1方法配制成的標準鐵溶液，1.2.2.3的方法配制成的黃酒樣品溶液，其吸收光譜見圖1。

圖1　鐵標準溶液吸收光譜和黃酒的吸收光譜

其中“1#”為古越龍山黃酒按鄰菲羅啉顯色法所得的“樣品”溶液的吸收曲線，“2#”則為該酒樣在相同條件下沒有添加鄰菲羅啉試劑所得的“樣品空白”溶液的吸收曲線，“3#”為［Fe2+］為1.2×10-3mg/mL的標準鐵溶液的吸收曲線。由圖1可知，受黃酒中所含的各種色素物質的影響，“樣品空白”在400～750 nm的波長范圍內，特別在600 nm以下有較大吸收，嚴重干擾了鐵含量的測定（510 nm）?！皹悠贰钡奈展庾V為“樣品空白”和標準鐵溶液吸收光譜的疊加。另外，亞鐵標液吸收光譜在700 nm處的吸光度為零，而“樣品空白”和“樣品”在700 nm處的吸光度都大于零，這是由黃酒內色素物質的吸收和可能的微粒光散射所造成。

由于黃酒中的色素物質和微細顆粒對樣品溶液中鐵含量的檢測存在著上述干擾，在用可見光譜法測定黃酒樣品中鐵含量時，必須將這些因素的影響扣除。

2.2三波長光譜法的建立

基于上述討論，圖1中“樣品”在波長510 nm處的吸光度是鄰菲羅啉-鐵絡合物、黃酒樣品中的色素物質以及基線漂移的加和，因此，在510 nm處扣除酒中色素干擾物和基線漂移的貢獻，便可準確計算出樣品中的鐵含量。對圖1的標準亞鐵溶液的吸收光譜曲線的分析可見，鄰菲羅啉-鐵絡合物在423 nm處的吸光系數(shù)?3是其在510 nm處的吸光系數(shù)?4的一半。由于光度計的穩(wěn)定性所引起的基線漂移的程度在不大的波長范圍內是相近的，故在423 nm和510 nm波長處的吸光度均可減去700 nm波長處的吸光度，從而扣除基線漂移對測定的影響。因此，未加鄰菲羅啉的樣品液在423 nm和510 nm處的吸光度比值K，即：

可用加鄰菲羅啉顯色后的樣品在423 nm處的吸光度扣除原樣品510 nm波長處對鐵含量測定的干擾。其中，式中?1和?2分別是黃酒色素干擾物在423 nm和510 nm處的吸光系數(shù)，單位是mL/mg。

根據(jù)色素干擾物與鄰菲羅啉-鐵絡合物的吸光度和濃度的關系，可知：

其中：C1是黃酒色素干擾物的濃度，單位是mg/mL；C2是鄰菲羅啉-鐵絡合物的濃度，單位是mg/mL。聯(lián)立上述各個式子，可得樣品中C2的計算公式：

上述為測定鐵含量的三波長光譜方法，則試樣的鐵含量w（mg/L）按下面的公式計算：

式中：50為容量瓶的體積，mL；10.0為酒樣的取樣體積，mL。

2.3計算式中系數(shù)的確定

按1.2.2.1的步驟方法，發(fā)現(xiàn)不同濃度的鄰菲羅啉-鐵絡合物的最大吸收波長都還是510 nm，與其他的文獻資料無異。另外，測定計算發(fā)現(xiàn)鄰菲羅啉-鐵絡合物在423 nm處的平均吸光系數(shù)?3為92.6，在510 nm波長處吸光系數(shù)?4的平均值為188.5，結果見表1。經3次平行測定，按照公式（1）計算所得的各酒類樣品的K值見表2，由表2數(shù)據(jù)可知，相同樣品的K值十分接近，其中古越龍山黃酒樣品的K值平均值為3.50，相對標準偏差為0.66%，黑糯米露酒K值的平均值為2.51，相對標準偏差為0.46%。

表1　不同濃度的鐵離子溶液的吸光系數(shù)?。╩L/mg）

表2　酒類樣品的K值

2.4酒中總鐵含量的測定

2.4.1黃酒

根據(jù)在選定的510 nm波長處鄰菲羅啉-鐵絡合物的吸光系數(shù)，以及古越龍山黃酒的顏色干擾物吸光度比值K為3.50，按2.2建立的測定方法和代入計算公式（4），可得到該黃酒樣品中鐵離子濃度的方程：

經測定，樣品的吸光度均值為A423=0.570，A510= 0.209，A700=0.027，按上述的公式計算可得C2為0.1662× 10-3mg/mL，再按公式（5）計算可得古越龍山黃酒中鐵的含量，為0.83 mg/L±0.50 mg/L。

2.4.2黑糯米露酒

黑糯米露酒的顏色干擾物吸光度比值K為2.51，最終可得到該樣品中鐵離子濃度的方程：

經測定，樣品的吸光度均值為A423=0.365，A510= 0.208，A700=0.029，按上述的公式計算可得C2為0.2990× 10-3mg/mL，再按公式（5）計算可得黑糯米露酒中鐵的含量，為1.50 mg/L±0.42 mg/L。

2.5總鐵回收率的測定

本底值為酒樣品10.0 mL，添加不同數(shù)量的標準亞鐵，按照本方法測出的鐵含量，回收率計算結果見表3。

表3　酒中總鐵回收率的測定結果

3　結論

本文建立了一種測定黃酒和糯米露酒中總鐵含量的三波長光譜法，扣除了酒中色素雜質吸收和基線漂移的干擾，具有實驗簡單、操作成本較低等優(yōu)點。加標樣回收實驗發(fā)現(xiàn)，回收率較高，約102%，測定結果快速準確，適

用于生產單位和科研機構對黃酒等有顏色的酒對其中鐵含量的測定。

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優(yōu)先數(shù)字出版時間：2016-03-23；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160323.1447.003.html。

中圖分類號：TS262.4；TS261.4；TS261.7

文獻標識碼：A

文章編號：1001-9286（2016）07-0100-03

DOI：10.13746/j.njkj.2016014

基金項目：2012年度國家自然科學基金重點項目（批準號：31130042），華南理工大學“學生研究計劃”項目和“百步梯攀登計劃”研究項目。

收稿日期：2016-01-18

作者簡介：李勁勁（1992-），從事食品工程研究，E-mail：460493430@qq.com。

通訊作者：黃立新（1967-），男，副教授，博士，主要從事碳水化合物功能化研究，E-mail：lxhuang@scut.edu.cn。

Determination of Iron Content in Yellow Rice Wine by Triple-Wavelength Spectroscopy

LI Jinjin1，KUANG Jiewei2，ZHENG Zhongcheng1and HUANG Lixin1
（1.School of Food Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou，Guangdong 510640；2.Testing Center of Guangzhou Customs，Guangzhou，Guangdong 510623，China）

Abstract:In this study，the content of iron in yellow rice wine/black glutinous rice wine was measured by triple-wavelength spectroscopy as follows:phenanthroline monohydrate was added for the coloration of the wine，and then the absorbance at wavelengths of 423 nm，510 nm and 700 nm were collected for data processing.The results showed that the iron content in yellow rice wine and black glutinous rice wine were 0.83 mg/L±0.50 mg/L and 1.50 mg/L±0.42 mg/L respectively.The recovery rates of wine samples were comparatively high（about 102%）. Such method could effectively deduct the influence of the coloring agents and baseline drift，avoid the complicated pretreatment of traditional method，and obtain accurate measurement results.It was suitable for the measurement of iron content in colored wine products.

Key words:yellow rice wine；iron content；spectroscopy；determination