張彥青

(衡水學(xué)院 化工學(xué)院，河北 衡水 053000)

熒光光譜法測(cè)定食品中的莧菜紅含量

張彥青

(衡水學(xué)院 化工學(xué)院，河北 衡水 053000)

建立了熒光光譜法測(cè)定食物中的莧菜紅色素含量的方法，選擇320 nm處為最佳激發(fā)波長(zhǎng)， 425 nm處為最佳發(fā)射波長(zhǎng)，掃描莧菜紅的熒光光譜圖。莧菜紅濃度在1.5～14 mg/L范圍內(nèi)與其熒光強(qiáng)度具有良好的線性關(guān)系，線性回歸方程為F = 46.38634 + 31.48683 C(mg/L)，相關(guān)系數(shù)r = 0.9991，檢出限為0.031 mg/L。利用熒光光譜法測(cè)定食物中莧菜紅的含量，測(cè)得樣品的回收率為92.13%～105.61%。熒光法具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)、信息量豐富、方法簡(jiǎn)便、高效精確等諸多特點(diǎn)。

熒光光譜法；含量；莧菜紅

莧菜紅是常見(jiàn)的水溶性色素，用作于食品添加劑，可被添加至果汁飲料、碳酸飲料，也可用于配制糖果、酒、青梅、山楂制品等。測(cè)定莧菜紅有很多方法，除了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的薄層層析、示波極譜法[1]、高效液相色譜法(HPLC)[2]外，還有熒光光譜法[3-4]、分光光度法[5]、離子色譜法、液質(zhì)聯(lián)用法、微柱法、紙上層析法、導(dǎo)數(shù)吸附伏安法、極譜法[6-8]和紫外—可見(jiàn)吸收光譜法。目前對(duì)莧菜紅含量測(cè)定的多種方法，有些方法太過(guò)復(fù)雜，檢測(cè)過(guò)程消耗時(shí)間長(zhǎng)，不易大范圍使用。有些方法雖然簡(jiǎn)單高效，但所用設(shè)備昂貴，分析成本較一般方法高，分析時(shí)間較長(zhǎng)，不易于推廣。本課題所選用的熒光光譜法樣品使用量少，方法簡(jiǎn)單，高效且準(zhǔn)確性好，對(duì)莧菜紅的含量測(cè)定具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

主要儀器：FA2204B電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司)；日立F-4500熒光分析儀； TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)；pH計(jì)；

試劑：莧菜紅(天津多福源實(shí)業(yè)有限公司)；二次蒸餾水；NaOH固體；濃HCl溶液(12 mol/L)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 莧菜紅標(biāo)準(zhǔn)液的配制

莧菜紅標(biāo)準(zhǔn)液的配制：于100 mL小燒杯中加入準(zhǔn)確稱取的莧菜紅樣品1.0000 g，溶解后，轉(zhuǎn)移至1 L容量瓶中定容，搖勻，配制1.0×103mg/L的莧菜紅標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.2.2 測(cè)定方法

于10 mL比色管中，加入定量的濃度為1.0×103mg/L標(biāo)準(zhǔn)莧菜紅溶液(或樣品溶液)，用二次蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，在最佳激發(fā)波長(zhǎng)為320 nm、激發(fā)單元狹縫和發(fā)射單元狹縫均為5.0 nm，在 200～600 nm 波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)莧菜紅溶液(或樣品溶液)的熒光發(fā)射光譜。分析所得熒光光譜圖425 nm 波長(zhǎng)處所對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度。

1.2.3 吸收曲線的掃描

準(zhǔn)確移取1.0×103mg/L莧菜紅標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1 mL于10 mL比色管中，二次蒸餾水稀釋至刻度定容，搖勻，配制成10 mg/L的莧菜紅溶液，移至1 mL比色皿中，于TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)上，掃描200～700 nm波長(zhǎng)范圍的該菜紅溶液的吸收譜圖。

1.2.4 最佳激發(fā)波長(zhǎng)的掃描

準(zhǔn)確移取1.0×103mg/L的莧菜紅標(biāo)準(zhǔn)溶液0.05 mL于10 mL比色管中，用二次蒸餾水稀釋至刻度定容，搖勻，配制成濃度為5 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。在按1.2.2所述方法測(cè)得的激發(fā)波長(zhǎng)，對(duì)莧菜紅溶液于400～500 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行熒光光譜的掃描。

1.2.5 最佳發(fā)射波長(zhǎng)的掃描

分別移取1.0×103mg/L的莧菜紅標(biāo)準(zhǔn)溶液0.10、0.15、0.20、0.30 mL于10 mL比色管中，用二次蒸餾水稀釋至刻度定容，搖勻，配制成濃度分別為10、15、20、30 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。在按1.2.2所述方法測(cè)得的最佳激發(fā)波長(zhǎng)下，掃描波長(zhǎng)為370～500 nm范圍內(nèi)莧菜紅溶液的熒光光譜。

1.2.6 工作曲線的測(cè)定

分別移取1.0×103mg/L的莧菜紅標(biāo)準(zhǔn)溶液0.02、0.03、0.05、0.06、0.09、0.10、0.12、0.14 mL于10 mL比色管中，加二次蒸餾水定容至刻度，搖勻，配制成濃度分別為2.0、3.0、5.0、6.0、9.0、10.0、12.0、14.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，均置于1 cm石英比色皿中，設(shè)置激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)分別為320 nm和425 nm、熒光分光光度計(jì)的激發(fā)狹縫寬度和發(fā)射狹縫寬度均為5.0 nm，在該條件下進(jìn)行熒光光譜掃描，測(cè)定不同濃度莧菜紅溶液的熒光強(qiáng)度。

1.2.7 樣品中莧菜紅含量測(cè)定

樣品1：準(zhǔn)確稱取樣品75.8950 g，水浴加熱，脫氣，用NaOH溶液調(diào)pH值為7左右，轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中用二次蒸餾水定容，搖勻，配成樣品溶液1。分別準(zhǔn)確移取1.00 mL樣品溶液1于6支潔凈的10 mL比色管中，并用二次蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，待用。

樣品2：準(zhǔn)確稱取樣品44.2105 g，水浴加熱，脫氣，用NaOH溶液調(diào)pH值為7左右，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中用二次蒸餾水定容，搖勻，配成樣品溶液2。分別準(zhǔn)確移取5.00 mL樣品溶液2于6支潔凈的10 mL比色管中，并用二次蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，待用。

樣品3：將樣品固體粉碎，準(zhǔn)確稱量粉碎后的固體5.0518 g，于100 mL燒杯中溶解，用NaOH溶液調(diào)pH值等于7左右，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中用二次蒸餾水定容，搖勻，配制成樣品溶液溶液3。分別準(zhǔn)確移取2.00 mL樣品溶液3于6支潔凈的10 mL比色管中，并用二次蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，待用。

將上述溶液分別置于1 cm石英比色皿中，設(shè)置熒光分光光度計(jì)的激發(fā)狹縫寬度和發(fā)射狹縫寬度均為5.0 nm、激發(fā)波長(zhǎng)為320 nm、發(fā)射波長(zhǎng)為425 nm進(jìn)行光譜掃描，測(cè)定溶液熒光強(qiáng)度。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收曲線

莧菜紅的紫外吸收光譜圖如圖1所示。

圖1 莧菜紅溶液吸收光譜圖

由圖1可知，莧菜紅在波長(zhǎng)200～700 nm之間有較強(qiáng)的吸收，莧菜紅在425 nm處有明顯的吸收峰。

2.2 最佳激發(fā)波長(zhǎng)的確定

1.290 nm;2.300 nm;3.310 nm;4.320 nm;5.330 nm;6.340 nm

按1.2.4所述方法作圖如圖2，由圖可知，隨著激發(fā)波長(zhǎng)的增大，莧菜紅溶液在435 nm波長(zhǎng)處的熒光強(qiáng)度先增大，后減小，激發(fā)波長(zhǎng)為320 nm時(shí)，莧菜紅溶液在425 nm波長(zhǎng)處的熒光強(qiáng)度達(dá)到極大值，故莧菜紅的最佳激發(fā)波長(zhǎng)為320 nm。

2.3 最佳發(fā)射波長(zhǎng)的確定

按1.2.5所述方法掃描不同濃度莧菜紅溶液在370～500 nm波長(zhǎng)處的熒光強(qiáng)度如圖3所示。由圖3可知，莧菜紅溶液在425 nm處熒光強(qiáng)度最大，并且隨著溶液濃度的遞增，熒光強(qiáng)度不斷增大，最大熒光強(qiáng)度均在425 nm波長(zhǎng)處，所以，莧菜紅溶液的最佳發(fā)射波長(zhǎng)為425 nm。

1.10 mg/mL;2.15 mg/mL;3.20 mg/mL;4.30 mg/mL

2.4 反應(yīng)條件的選擇

2.4.1 pH值的選擇

測(cè)得不同pH值下的莧菜紅溶液的熒光強(qiáng)度，如圖4。

圖4 熒光強(qiáng)度隨pH值變化曲線

由圖4可知，當(dāng)pH值在3至12范圍內(nèi)，莧菜紅溶液的熒光強(qiáng)度幾乎不會(huì)隨pH值的改變而大范圍波動(dòng)，只有在過(guò)酸或過(guò)堿時(shí)，莧菜紅溶液的熒光強(qiáng)度才會(huì)降低，符合莧菜紅溶液的耐酸耐堿性。

所以，本實(shí)驗(yàn)不用調(diào)節(jié)莧菜紅溶液的pH值。

2.4.2 穩(wěn)定性的測(cè)定

按測(cè)定方法實(shí)驗(yàn)，室溫下莧菜紅非常穩(wěn)定，熒光強(qiáng)度不會(huì)隨時(shí)間改變而改變。

2.5 工作曲線及檢出限

圖5 熒光強(qiáng)度隨莧菜紅濃度的變化曲線

由1.2.3所述方法測(cè)得不同濃度莧菜紅溶液的熒光強(qiáng)度作圖，如圖5。

由圖5可知，莧菜紅溶液濃度在1.5～14 mg/L范圍內(nèi)與其熒光強(qiáng)度具有良好的線性關(guān)系，其線性回歸方程F = 46.29702

+ 32.29711 C(mg/L)，相關(guān)系數(shù)r = 0.9991，線性范圍為1.5～14 mg/L。檢出限為0.031 mg/L。

2.6 樣品含量的測(cè)定

按1.2.7實(shí)驗(yàn)操作方法，莧菜紅含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 莧菜紅含量測(cè)定結(jié)果

[1] 劉玉瑩.示波極譜法測(cè)定飲料及糖果中合成色素日落黃[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,1998,8(6): 351.

[2] 王冬妍,楊書(shū)寧.高效液相色譜法測(cè)定杏罐頭中的檸檬黃和日落黃[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2010,31(9):134-136.

[3] Rauf M A,Akhter Z,Kanwal S. PHotometric studies of the complex formation of Cu2+and Cr3+ions with Sudan Red B[J].Dyes and Pigments,2005,67:77-79.

[4] José Luis Godínez-Ortega,Pauli Snoeijs,Daniel Robledo,et al. Growth and pigment composition in the red alga Halymenia floresii cultured under different light qualities[J].J Appl PHycol,2008,20:253-260.

[5] 陳海春,王宓娜.多元線性回歸分光光度法同時(shí)測(cè)定檸檬黃和日落黃[J].儀器儀表與分析監(jiān)測(cè),2001(4): 29-30.

[6] 曾 玲.導(dǎo)數(shù)極譜法測(cè)定檸檬黃的研究與應(yīng)用[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,1997,7(6):369-370 .

[7] 張 榕,王海英,張祝華.用極譜法測(cè)定食品中亮藍(lán)[J].分析化學(xué),1992,20(7):863-864.

[8] 劉玉瑩.示波極譜法測(cè)定飲料及糖果中合成色素日落黃[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,1998,8(6):351.

(本文文獻(xiàn)格式：張彥青.熒光光譜法測(cè)定食品中的莧菜紅含量[J].山東化工,2017,46(7):124-126.)

Fluorescence Spectrometry of the Content of Amaranthus in Food

ZhangYanqing

(HengShui University Department of Chemistry,Hengshui 053000,China)

The experiment established one method to measure the amaranth in food. Amaranth were determined at the optimum wavelength of the lemon yellow was 320 nm,and the best emission wavelength was 452 nm. When the concentration of amaranth was in the range of 1.5 ～ 14 mg/L,there has good linear relationship,the linear regression equation F = 46.38634 + 31.48683 C (mg/L),and the correlation coefficient r = 0.9991,the detection limit was 0.031 mg/L. By useing fluorescence method to measure amaranth in food,the recovery wasdetermined between 92.13%～105.61%. Fluorescence analysis has some advantage,such as high sensitivity,strong selectivity,rich information,efficient and accurate.

fluorescence spectroscopy;content;amaranth

2017-02-23

河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(zc2016087)

張彥青(1982—)，女，河北衡水人，講師，主要從事分子光譜應(yīng)用研究。

O657.31

A

1008-021X(2017)07-0124-03