苏秀琴--紫外分光光度法同时测定饮料中的山梨酸钾和苯甲酸钠

甘肃联合大学学生毕业论文题目：紫外分光光度法同时测定饮料中的苯甲酸钠和山梨酸钾作者：苏秀琴指导老师：展惠英化工学院学院系工业分析与检验专业2010级三年制工业分析与检验班2012年6月20日主要内容简介：（300——500字）《中华人民共和国食品卫生法》对食品添加剂的定义：“为改善食品的品质和色﹑香﹑味，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质”。目前，中国商品分类中的食品添加剂种类共有35类，包括增味剂、消泡剂、膨松剂、着色剂、防腐剂等，含添加剂的食品达万种以上。其中，《食品添加剂使用标准》和卫生部公告允许使用的食品添加剂分为23类，共2400多种，制定了国家或行业质量标准的有364种。主要有酸度调节剂、抗结剂、消泡剂、抗氧化剂、漂白剂、膨松剂、胶基糖果中基础剂物质、着色剂、护色剂、乳化剂、酶制剂、增味剂、面粉处理剂、被膜剂、水分保持剂、营养强化剂、防腐剂、稳定剂和凝固剂、甜味剂、增稠剂、食品用香料、食品工业用加工助剂、其他等23类。食品添加剂的检测包括对产品质量检测和对其在食品中残留量的检测。食品添加剂的种类多，功能各异，经常测定的项目有甜味剂﹑防腐剂﹑发色剂﹑漂白剂﹑着色剂等。测定中须将上述食品添加剂从复杂的食品混合物中分离出来，再根据其物理﹑化学性质选择适当的方法进行测定。常用的方法有紫外分光光度法﹑薄层层析法﹑高效液相色谱法等。指导老师姓名展惠英职称副教授论文评语本论文利用紫外分光光度法同时测定饮料中的苯甲酸钠和山梨酸钾，该法样品处理简单、仪器操作快速、灵敏度高，对食品中防腐剂的测定具有一定的参考价值。论文结构完整、数据真实可信、能利用计算机独立编写论文，综上所述，建议成绩为良。成绩良指导老师签名展惠英总评意见：评审人：年月日紫外分光光度法同时测定饮料中的山梨酸钾和苯甲酸钠内容摘要：介绍了饮料中山梨酸钾和苯甲酸钠的紫外分光光度法同时测定方法。实验表明该方法可快速准确地测定饮料中的山梨酸钾和苯甲酸钠，样品中山梨酸钾最小检出限为0.00067g/L,回收率为92%-94%;苯甲酸钠最小检出限为0.0014g/L,回收率为94%-96%。关键词：山梨酸钾；苯甲酸钠；同时测定；紫外分光光度法一﹑实验目的(一)通过实验了解食品防腐剂的紫外光谱吸收特性,并利用这些特性对食品中所含的防腐剂进行定型鉴定.(二)掌握工作曲线的制作方法，并对食品中防腐剂的含量进行定量测定.二﹑实验原理食品添加剂对于改善食品色﹑香﹑味，延长食品保质期具有重要作用.山梨酸和苯甲酸及它们的盐在饮料中使用较为广泛，但都具有一定的毒性，其中苯甲酸还是防腐剂中使用量最大者.监测它们在饮料中的使用量，对于保障人们身体健康具有重要的现实意义.为了防止食品在储存﹑运输过程中发生变质﹑腐败，常在食品中添加少量防腐剂.防腐剂使用的品种和用量在食品卫生标准中都有严格的规定，苯甲酸和山梨酸以及他们的钠盐﹑钾盐是食品标准允许使用的两种主要防腐剂.苯甲酸具有芳烃结构，在波长228nm和272nm处有K吸收带和B吸收带，山梨酸具有α不饱和羟基结构，在波长250nm处有β跃迁的K吸收带，因此根据他们的紫外吸收光谱特征可以对他们进行定性鉴定和定量测定.由于食品中防腐剂的用量很少，一般在千分之一左右，同时食品中其他成分可能产生干扰.因此需要预先将防腐剂与其他成分分离，并经提纯浓缩后进行测定.常用的从食品中分离防腐剂的方法有蒸馏法和溶剂萃取法等.本实验可以采用溶剂萃取的方法，用乙醚将防腐剂从样品中提取出来，在经碱性水溶液处理及乙醚萃取以达到分离﹑提纯的目的.三﹑试剂山梨酸钾标准溶液:0.0052㎎/ml﹑苯甲酸钠标准溶液：0.0052㎎/ml﹑盐酸（1:1）；乙醚（AR）﹑饱和NaCl溶液，以上试剂为分析纯，水为重蒸馏水，7%的葡萄糖饮料.四﹑仪器UV-1201紫外分光光度计五﹑实验部分(一)实验方法取一定量实验所用溶液于分液漏斗中，加入20ml饱和NaCl溶液，再加入10ml盐酸（1：1）和25ml乙醚充分振摇5min后静置弃去无机相，以试剂空白为参比测吸光度。实验所得结果是山梨酸和苯甲酸的含量，乘以相应的分子量比即可得山梨酸钾和苯甲酸钠的含量.(二)最大吸收波长的确定1.取0.0052㎎/ml山梨酸钾标准溶液3.0ml于分液漏斗中,按实验方法操作以吸光度对波长绘制吸收曲线.图1山梨酸钾的吸收曲线2.另取0.0052㎎/ml苯甲酸标准溶液3.0ml于分液漏斗中，按实验方法操作，以吸光度对波长绘制吸收曲线.(三)盐酸（1：1）加入量的影响图2苯甲酸钠吸收曲线1.取7支比色管备用，往分液漏斗中加入等量的山梨酸钾标准溶液3.0ml只改变HCl（1：1）的用量，按实验方法操作，最后将分液漏斗中已弃去无机相后剩余的有机相按盐酸体积的用量依次放入放入比色管中，发现HCL（1:1）的用量在6.0ml以上时吸光度最大且趋于稳定，如图3表1山梨酸钾中盐酸对吸光度的影响盐酸体积（ml）12.00.03.06.09.015.018.0吸光度（A）0.06730.04060.06180.0670.06720.06750.0674山梨酸钾与盐酸的关系00.020.040.060.0805101520体积（ml）吸光度（A）图3山梨酸钾吸光度与HCL用量的关系2.取7支比色管备用，往分液漏斗中加入等量的苯甲酸钠标准溶液3.0ml，只改变HCl（1：1），按实验方法操作，最后将分液漏斗中已弃去无机相后剩余的有机相按盐酸体积的用量依次放入比色管中，发现HCl（1:1）的用量在7.0ml以上时吸光度最大且趋于稳定，如图4表2苯甲酸钠中盐酸对吸光度的影响盐酸体积（ml）03691215吸光度（A）0.032000.03600.05360.05830.05900.0598苯甲酸钠与盐酸用量的关系00.020.040.060.0805101520体积（ml）吸光度（A)图4苯甲酸钠吸光度与HCL用量的关系综合图3﹑图4所得结果，考虑到山梨酸钾和苯甲酸钠共存的因素，本实验采用HCl（1:1）用量为10.0ml.(四)饱和NaCl加入量的影响1.加入饱和NaCl溶液可降低有机物在水中的溶解度，提高萃取率.取6支比色管，往分液漏斗中加入等量的山梨酸钾标准溶液3.0ml，按实验方法操作，最后将分液漏斗中已弃去无机相后剩余的有机相依次放入比色管中，只改变饱和NaCl溶液的用量，下图为饱和NaCl对山梨酸钾萃取率的影响.表3山梨酸钾中饱和氯化钠的影响饱NaCl体积（ml）0510152025吸光度（A）0.02240.02810.03650.03690.03820.0380.山梨酸钾与饱和氯化钠用量的关系00.010.020.030.040.05051015202530体积（ml）吸光度（A)图5山梨酸钾吸光度与饱和NaCl用量的关系2.加入饱和NaCl溶液可降低有机物在水中的溶解度，提高萃取率.取6支比色管，往分液漏斗中加入等量的苯甲酸钠标准溶液3.0ml，按实验方法操作，最后将分液漏斗中已弃去无机相后剩余的有机相依次放入比色管中，只改变饱和NaCl溶液的用量，下图为饱和NaCl对苯甲酸钠萃取率的影响.表4苯甲酸钠中饱和氯化钠的影响饱和NaCl体积（ml）0510152025吸光度（A）0.29620.34310.35490.42080.41650.4136苯甲酸钠与饱和氯化钠的用量关系00.10.20.30.40.5051015202530体积(ml)吸光度（A）图6苯甲酸钠吸光度与饱和NaCl用量的关系如图5﹑图6所示，乙醚对山梨酸的萃取在饱和NaCl加入量大于10.0ml后基本趋于稳定；对苯甲酸的萃取在饱和NaCl加入量大于15.0ml后基本处于稳定，在此饱和NaCl的体积采用20.0ml.(五)振摇时间和温度的影响本实验参考文【3】献本实验中振摇时间采用5min，温度为室温.(六)回收率按实验方法操作，加标测定回收率，得山梨酸钾的回收率如表1﹑苯甲酸钠的回收率如表2.表5山梨酸钾的回收率样品名称样品测得值（ug）加入山梨酸钾量（ug）测得值（ug）回收率橙汁39.15.234.994%苹果汁41.25.246.092%表6苯甲酸钠的回收率样品名称样品测得值(ug)加入加入苯甲酸钠量（ug）测得值（ug）回收率汽水42.75.247.796%橘子汁45.95.250.894%(七)最小检出限最小检出限由文献【4】中公式计算得：取接近于空白的山梨酸钾溶液进行10次测定，结果为Cd1=0.00064g/L;同样取接近于空白的苯甲酸钠溶液进行10次测定，结果为Cd1=0.00012g/L.(八)工作曲线1.山梨酸钾的工作曲线取7支比色管备用，依次向每个125ml的分液漏斗中加入0.0052㎎/ml山梨酸钾标准溶液量为0.0﹑1.0﹑2.0﹑3.0﹑4.0﹑5.0﹑6.0ml,分别按实验方法操作，在波长为264nm处测其吸光度，绘制A-C曲线，如图7表7不同浓度的山梨酸钾吸光度山梨酸钾浓度C00.00510.01040.01560.02080.02600.0312吸光度A0.00000.00620.01250.01760.02390.03010.0358山梨酸钾工作曲线y=1.1426x+0.0002R2=0.999500.010.020.030.0400.0050.010.0150.020.0250.030.035浓度(C)吸光度（A)图7山梨酸钾标准曲线按文献【5】由上得山梨酸钾的回归方程为：A=1.1426C+0.00022.取7支比色管备用，依次向每个125ml的分液漏斗中加入0.0052㎎、ml的苯甲酸钠标准溶液量为0.0﹑1.0﹑2.0﹑3.0﹑4.0﹑5.0﹑6.0mnl，分别按实验方法操作，在波长为230nm处测定其吸光度，绘制A-C曲线，如图8表8不同浓度的苯甲酸钠的吸光度苯甲酸钠浓度C00.00520.01040.01560.02080.02600.0312吸光度A0.00000.12580.28030.46560.61180.75640.8356苯甲酸钠标准曲线y=28.156x+0.0001R2=0.992700.20.40.60.8100.0050.010.0150.020.0250.030.035浓度（C）吸光度（A）图8苯甲酸钠标准曲线同样按文献【5】由上的苯甲酸钠的回归方程为：A=28.156C+0.0001(九)样品的测定取一定量的7%的葡萄糖饮料样品，按实验方法操作，在波长为264nm处测得山梨酸钾的吸光度为0.1579；在波长为230nm处测得苯甲酸钠的吸光度为0.9650；按文献【6】分别计算，故根据山梨酸钾的回归方程计算得该饮料中山梨酸钾的含量为0.1380g/L；根据苯甲酸钠的回归方程的该饮料中苯甲酸钠的含量为0.0343g/L.六﹑讨论(一)苯甲酸钠与山梨酸钾同时测定的可能性通过对图1﹑图2曲线的分析可知在264nm波长时苯甲酸钠的吸光度几乎为零，而山梨酸钾却有最大吸收值.在230nm波长时，苯甲酸和山梨酸均有吸收，这样可以在同一试样中首先于264nm处测其总吸光度，再在230nm处测其总吸光度，其中摩尔吸光系数可由山梨酸和苯甲酸标准溶液分别在两最大吸收波长处所测得的吸光度值计算求得（本实验测得在230nm出苯甲酸ε为3.8×103L·mol-1cm-1，在230nm出山梨酸钾ε为1.7×102L·mol-1cm-1，在246nm出苯甲酸钠吸光度接近于零，令为0，在246nm出山梨酸钾ε为8.1×103L·mol-1cm-1），而石英比色皿厚度为已知，根据吸光度加和性原理，得如下两式：A1=εx1bcx+εy1bcyA2=εx2bcx+εy2bcy其中：CX﹑Cy分别为X﹑Y两组分的浓度；εx1、εy1分别为X﹑Y两组分在波长为1（此处即230nm）时的摩尔吸光系数；εx2、εy2分别为X﹑Y两组分在波长为2（此处即246nm）时的摩尔吸光系数.由上两式即可分别计算出X、Y两组分的含量.(二)分析方法的适用性本法利用山梨酸及苯甲酸在酸性条件下溶于乙醚的性质