摘 要：采用銀納米顆粒與檸檬黃結(jié)合反應(yīng)，建立了紫外-可見分光光度法測定飲料中檸檬黃的方法。通過單因素實(shí)驗(yàn)法篩選出最佳的測定條件為加入3.0 mL銀納米顆粒分散液做反應(yīng)試劑，調(diào)節(jié)體系pH值為6.0，在4 ℃下反應(yīng)20 min后于波長400 nm處測定吸光度。經(jīng)過進(jìn)一步方法學(xué)驗(yàn)證表明，該方法線性范圍較寬、線性關(guān)系、準(zhǔn)確度與精密度良好，可用于飲料中檸檬黃含量的檢測。

關(guān)鍵詞：分光光度法；飲料；檸檬黃

Study on the Determination of Lemon Yellow in Beverages by UV Visible Spectrophotometry

WANG Kaihui

（Shenzhen Academy of Metrology amp; Quality Inspection， Shenzhen 518000， China）

Abstract： The method for determining lemon yellow in beverages using UV visible spectrophotometry was established by combining silver nanoparticles with lemon yellow. The optimal measurement conditions were selected through a single factor experiment method， which involved adding 3.0 mL of silver nanoparticle dispersion as the reaction reagent， adjusting the pH of the system to 6.0， reacting at 4 ℃ for 20 minutes， and measuring the absorbance at a wavelength of 400 nm. Further methodological validation has shown that this method has a wide linear range， good linear relationship， and good accuracy and precision， and can be used for the detection of lemon yellow content in beverages.

Keywords： spectrophotometry; drink; lemon yellow

檸檬黃是一種著色力強(qiáng)、價(jià)格低廉的人工合成色素，在現(xiàn)代食品工業(yè)領(lǐng)域主要用于為食品、飲料著色，以增加食品的吸引力，被廣泛運(yùn)用于飲料生產(chǎn)、糕點(diǎn)加工等過程中[1]。然而，人體攝入過量的檸檬黃會(huì)在體內(nèi)蓄積，對肝腎等產(chǎn)生損害，更嚴(yán)重的是會(huì)影響兒童智力發(fā)育，因此加強(qiáng)飲料等食品中檸檬黃的監(jiān)管檢測十分重要[2]。銀納米顆粒是一種貴金屬納米材料，可以實(shí)現(xiàn)對食品中多種成分的定性定量分析，近年來在食品檢測領(lǐng)域成為熱點(diǎn)[3]。本研究采用銀納米顆粒與檸檬黃結(jié)合反應(yīng)，建立了紫外-可見分光光度法測定飲料中檸檬黃的分析方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

Evolution260紫外-可見光分光光度計(jì)，美國賽默飛公司；ME204E/02電子天平（精度0.000 1 g），瑞士梅特勒-托利多公司；MYP11-2A恒溫磁力攪拌器，上海梅穎浦儀器儀表公司；KH-100DB超聲波清洗器，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；AP-GD-50CS桌面式高低溫試驗(yàn)箱，廣東愛佩試驗(yàn)設(shè)備有限公司。

水中檸檬黃標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（濃度500 μg·mL-1），壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司；CW-Ag-W納米銀溶液（水性），上海超威納米科技有限公司；硝酸銀溶液（500 g·L-1），山東星菲化學(xué)有限公司；檸檬酸三鈉、硼氫化鈉、鹽酸、氫氧化鈉，均為分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 銀納米顆粒分散液制備

準(zhǔn)確移取100 mL超純水于250 mL高腳燒杯中，置于轉(zhuǎn)速500 r·min-1的磁力攪拌器上，加入1.75 mL檸檬酸三鈉溶液（50 g·L-1）、0.5 mL硝酸銀溶液（4.8×10-2 mol·L-1），待攪拌均勻后，緩慢滴加5.0 mL硼氫化鈉溶液（1 g·L-1），使燒杯中溶液由淺黃色逐漸變?yōu)樯铧S色，再變?yōu)辄S色，繼續(xù)攪拌20 min，置于室溫下冷卻，將燒杯中溶液全部轉(zhuǎn)移至250 mL棕色容量瓶中，加入超純水定容，搖勻，制備得濃度為10.26 mg·L-1的銀納米顆粒分散液。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確吸取0 mL、0.025 mL、0.050 mL、0.100 mL、0.200 mL、0.300 mL濃度為500 μg·mL-1的檸檬黃標(biāo)準(zhǔn)溶液于7支10 mL具塞比色管中，分別加入3 mL銀納米顆粒分散液，用超純水稀釋定容至刻度，搖勻，配制成檸檬黃濃度為0 μg·mL-1、1.25 μg·mL-1、2.50 μg·mL-1、5.00 μg·mL-1、10.00 μg·mL-1、15.00 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.2.3 樣品處理測定

稱取0.5 g（精確至0.000 1 g）飲料試樣于10 mL具塞比色管中，使用稀鹽酸或氫氧化鈉溶液將pH值調(diào)節(jié)至6.0，加入3 mL銀納米顆粒分散液，用超純水稀釋定容至刻度，搖勻，待處理。

1.3 單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化方案

稱取50 g經(jīng)測試不含檸檬酸的果蔬汁飲料試樣，加入1 mL濃度為500 μg·mL-1的檸檬黃標(biāo)準(zhǔn)溶液，制備成飲料加標(biāo)試樣。

稱取0.5 g飲料加標(biāo)試樣，調(diào)節(jié)pH值至6.0，分別加入0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL銀納米顆粒分散液，定容至10 mL，置于高低溫試驗(yàn)箱中，于20 ℃下反應(yīng)10 min后測定，計(jì)算加標(biāo)回收率，篩選出最佳的反應(yīng)劑銀納米顆粒分散液用量。

選用最佳反應(yīng)劑用量，置于高低溫試驗(yàn)箱中，反應(yīng)溫度分別設(shè)置為4 ℃、10 ℃、20 ℃、40 ℃、60 ℃，其他操作同上，篩選出最佳的反應(yīng)溫度。

選用最佳反應(yīng)劑用量與反應(yīng)溫度，反應(yīng)時(shí)間分別設(shè)定為5 min、10 min、15 min、20 min、25 min，其他操作同上，篩選出最佳的反應(yīng)時(shí)間。

選用最佳反應(yīng)劑用量、反應(yīng)溫度與時(shí)間，分別調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值為2.0、4.0、6.0、8.0、10.0，其他操作同上，篩選出最佳pH值。

2 結(jié)果與分析

2.1 吸收光譜

將檸檬酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、銀納米顆粒分散液以及兩者的混合液分別置于分光光度計(jì)中，在波長300～

650 nm條件下進(jìn)行測試，三者的紫外吸收光譜圖見圖1，由圖中可看出檸檬酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、銀納米顆粒分散液的紫外吸收峰范圍分別為410～430 nm、385～410 nm，檸檬酸標(biāo)準(zhǔn)溶液與銀納米顆粒分散液結(jié)合后吸光度明顯提升，結(jié)合兩個(gè)范圍來看，得出最佳的吸收波長為400 nm。

2.2 線性關(guān)系

將配制的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液置于4 ℃下反應(yīng)20 min，吸取適量標(biāo)準(zhǔn)系列與待測樣反應(yīng)液于比色皿中，置于紫外-可見分光光度計(jì)上測定吸光度，在波長400 nm處測試，以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中檸檬黃的濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)測得的吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，獲得線性回歸方程為Y=0.024 5X+0.205 3，相關(guān)系數(shù)R2為0.999 6，線性關(guān)系良好。

2.3 單因素實(shí)驗(yàn)分析

2.3.1 反應(yīng)試劑用量

加入0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL銀納米顆粒分散液作為反應(yīng)試劑，測得加標(biāo)回收率分別為68.1%、73.5%、78.4%、82.6%、82.7%，可見隨著反應(yīng)試劑用量的增加，反應(yīng)更加充分，加標(biāo)回收率明顯提升，當(dāng)反應(yīng)試劑加入量為3.0 mL時(shí)，達(dá)到充分反應(yīng)，反應(yīng)試劑用量繼續(xù)增加，回收率也趨于穩(wěn)定，篩選出反應(yīng)試劑銀納米顆粒分散液最佳用量為3.0 mL。

2.3.2 反應(yīng)溫度

設(shè)置反應(yīng)溫度為4 ℃、10 ℃、20 ℃、40 ℃、60 ℃，測得加標(biāo)回收率分別為96.2%、88.5%、82.6%、78.4%、74.5%，可見在4 ℃反應(yīng)溫度下，加標(biāo)回收率最高，由于檸檬酸遇水會(huì)放熱，再加上隨著反應(yīng)溫度上升，檸檬酸溶液密度降低，進(jìn)而影響了銀納米顆粒分散液與檸檬酸的反應(yīng)[4]，加標(biāo)回收率逐漸下降，因此篩選出最佳反應(yīng)溫度為4 ℃。

2.3.3 反應(yīng)時(shí)間

設(shè)定反應(yīng)時(shí)間為5 min、10 min、15 min、20 min、25 min，測得加標(biāo)回收率分別為87.3%、95.2%、96.6%、99.3%、97.5%，可見隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，反應(yīng)更加充分，加標(biāo)回收率上升，在反應(yīng)時(shí)間為20 min時(shí)充分反應(yīng)，回收率最高，反應(yīng)時(shí)間超過20 min，可能出現(xiàn)其他副反應(yīng)，回收率反而下降，篩選出最佳反應(yīng)時(shí)間為20 min。

2.3.4 反應(yīng)體系pH值

調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值為2.0、4.0、6.0、8.0、10.0，測得加標(biāo)回收率分別為91.3%、95.4%、99.3%、96.2%、95.1%，可見隨著反應(yīng)體系pH值的升高，加標(biāo)回收率先上升，在pH值為6.0時(shí)回收率最高，然后下降，這與檸檬酸自身呈現(xiàn)弱酸性有關(guān)，篩選出最佳反應(yīng)體系pH值為6.0。

2.4 準(zhǔn)確度與精密度試驗(yàn)

選擇不含檸檬黃成分的果蔬汁飲料和固體飲料作為加標(biāo)基質(zhì)樣品，各稱取18份，每6個(gè)試樣為1組。結(jié)合方法標(biāo)準(zhǔn)線性范圍與《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）[5]中對飲料類中檸檬酸最大使用量的規(guī)定，分別添加0.05 mL、0.10 mL、1.00 mL濃度為50 μg·mL-1的檸檬黃標(biāo)準(zhǔn)溶液，制備成低（0.005 g·kg-1）、中（0.010 g·kg-1）、高（0.100 g·kg-1）3個(gè)濃度水平的飲料加標(biāo)試樣，按照2.3中優(yōu)化的試樣處理過程反應(yīng)并測定，考察方法的準(zhǔn)確度（以加標(biāo)回收率表示）與精密度（以相對標(biāo)準(zhǔn)偏差表示），測試結(jié)果見表1。由表1中數(shù)據(jù)可看出，在陰性果蔬汁飲料中檸檬酸的加標(biāo)回收率為95.9%～100.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.99%～1.45%；在茶飲料中檸檬酸的加標(biāo)回收率為95.7%～99.6%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.92%～1.50%，可見該方法的準(zhǔn)確度與精密度良好。

2.5 實(shí)際樣品測定

根據(jù)《食品安全監(jiān)督抽檢實(shí)施細(xì)則（2024版）》對飲料中檸檬酸的監(jiān)督抽檢范圍，依據(jù)本研究建立的方法對果蔬類飲料、固體飲料、咖啡飲料、植物飲料及風(fēng)味飲料等5種不同類別的20批次飲料進(jìn)行檸檬酸含量檢測，結(jié)果顯示，全部檢測樣品中12批次飲料不含檸檬酸，其他8批次飲料樣品檸檬酸含量均小于0.1 g·kg-1，符合GB 2760—2014中的規(guī)定。

3 結(jié)論

本研究采用銀納米顆粒與檸檬黃結(jié)合反應(yīng)，建立了一種紫外-可見分光光度法測定飲料中檸檬黃的分析方法，通過單因素實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化樣品處理過程，篩選出最佳的測定條件為加入3.0 mL銀納米顆粒分散液做反應(yīng)試劑、反應(yīng)溫度為4 ℃、反應(yīng)時(shí)間為20 min、反應(yīng)體系pH值為6.0，分光光度測試波長為400 nm。經(jīng)過進(jìn)一步線性關(guān)系、準(zhǔn)確度及精密度驗(yàn)證表明，該方法線性范圍較寬、線性關(guān)系良好，在果蔬汁及固體飲料中的加標(biāo)回收率在95.7%～100.2%范圍內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.92%～1.50%，可用于飲料中檸檬黃含量的檢測。

參考文獻(xiàn)

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[3]王碩，劉敬民.基于功能納米材料的食品安全分析新技術(shù)[J].中國食品學(xué)報(bào)，2018，18（6）：1-8.

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[5]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì).食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)：GB 2760—2014[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.