仪器分析实验设计方案

仪器分析实验设计方案
学生姓名：张碧柳学号：20122401144
学生姓名：黎初文学号：20122401158
课程名称：化学仪器分析实验实验类型：探究性实验实验项目：熏肉制品中亚硝酸盐含量的测定（紫外-可见分光光度法）
熏肉制品中亚硝酸盐含量的测定
【摘要】以α-萘胺为显色剂, 利用紫外可见分光光度计, 测定了从超市买来的熏肉制品中亚硝酸盐的含量。

本实验进一步探究了实验的最佳条件: 酸度、显色剂的用量和显色时间。

【关键词】肉制品; 亚硝酸盐; 紫外-可见分光光度法
【引言】亚硝酸盐用于肉类食品中作为发色剂。

在食品加工过程中,添加适量的化学物质与食品中的某些成分作用, 从而使食品呈现良好的色泽, 这样的化学物质成为发色剂。

类腌制品中最常有的发色剂是硝酸盐, 亚硝酸盐以及发色助剂, 抗环血酸、烟酰胺等。

肉制品由于使用亚硝酸盐而呈鲜红色。

亚硝酸盐也是一种防腐剂, 它可抑制微生物的增值, 在食品工业生产中,原料内的红色是由肌红蛋白及血红蛋白所呈现的感官性状。

肌红蛋白约占60 % - 70 % ,血红蛋白占
10 % - 30 %, 即肌红蛋白是表现肉颜色的主要成分, 新鲜肉中还原型的肌红蛋白呈暗紫红色, 它很不稳定, 易被氧化而呈鲜红的氧合肌红蛋白, 继续氧化则成褐色高铁肌红蛋白, 再继续氧化呈黄色或绿色的氧化卟啉。

在肉制品加工过程中, 为了使肉类食品呈鲜艳的红色, 添加硝酸盐及亚硝酸盐, 在肉制品内它们转化为亚硝酸, 并分解出亚硝基, 生成的亚硝基会很快的与肌红蛋白生成鲜艳亮红色的
亚硝基肌红蛋白, 亚硝基肌红蛋白遇热放出变成具有鲜红色的亚硝基血色原,赋予食品鲜艳的红色。

亚硝酸盐不仅具发色作用,同时对肉毒杆菌具有特殊的抑制作用,对提高肉类食品的风味有一定的功效,它们作为食品添加剂, 对人体有一定的毒性,摄取过多亚硝酸盐,可使血液中正常的血红蛋白(二价铁)变成正铁血红蛋白(三价铁)而失去携氧功能, 导致神经缺氧。

由于肉制品生产企业在生产过程中乱加、误加亚硝酸盐而引起食物中毒, 所以强制检验肉制品生产企业加入硝酸盐与亚硝酸盐的含量起到非常重要的作用。

肉类罐头与肉制品最大使用量不得超过0.05克/公斤。

除了肉类食品含有硝酸盐及亚硝酸盐, 果蔬制品、酱腌菜中也含有亚硝酸盐。

肉类食品中亚硝酸盐测定方法有很多种，以下是对几种方法的简介：
1、光度法
光度法测定亚硝酸盐占据了重要的地位。

目前，光度法测定亚硝酸盐的方法除经典的格里斯试剂比色法及其改良法外，又有一些报道如催化（褪色）光度法流动注射系统 - 分光光度法顺序注射系统 - 分光光度法导数光度法等分光光度法主要有 3 种：可见分光光度法、紫外分光光度法、红外分光光度法。

2、示波极谱法
示波极谱分析法是指在特殊条件下进行电解分析以测定电解过程中所得到的电流 - 电压曲线来做定量定性分析的电化学方法，示波极谱法是新的极谱技术之一，该方法的优点是灵敏度高适用范围广检出限低和测量误差小等优点。

示波极谱法的原理是将样品经沉淀蛋白质去除脂肪后，在弱酸条件下亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后，在弱碱性条件下再与 8- 羟基喹啉偶合成染料，该偶合染料在汞电极上还原产生电流，电流与亚硝酸盐浓度成线性关系，可与标准曲线定量在示波极谱仪上采用三电极体系即以滴汞电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比
电极，铂电极为辅助电极进行测定测定时要注意显色条件的严格控制 8- 羟基喹啉溶液的配制及样品的前处理采用单扫描示波极谱法测定香肠中的亚硝酸盐的含量，测定结果与分光光度法测定的结果基本一致该法的检测限为 3x10-9 g/mL
3、荧光分析法
荧光分析法是光谱分析法的一种荧光分析法的原理是亚硝酸盐与过量的对氨基苯磺酸重氮化后，剩余的对氨基苯磺酸与荧光胺作用，生成稳定的荧光团和无荧光的水解产物，在激发波长 436nm，荧光波长 495nm 下其荧光强度与对氨基苯磺酸的量成正比,对氨基苯磺酸原始量与重氮化后过剩的对氨基苯磺酸的量的差值为与亚硝酸盐发生重氮化反应的对氨基苯磺酸的量，进而算出亚硝酸盐的含量该方法的优点是灵敏度高、选择性好试样用量小，且不受检测液本身颜色和浑浊的干扰，也不受样品稀释度的影响；但是操作较为复杂，对环境因素敏感，
干扰因素较多，而且适用范围不广
4、离子色谱法
离子色谱法是液相色谱法的一种如离子色谱法同时测定苹果汁中的亚硝酸盐 硝酸盐和硫酸盐的含量，提出了用离子色谱/电导检测法来进行测定。

采用 IonPacAS11-HC 阴离子交换分离柱30mg/L 氢氧化钾作流动相，自动再生抑制型电导检测器 ASRS-4mm ，该方法有良好的线性和重复性，相关系数为 0.9996，相对偏差小于 3%，回收率为 97.0%
5、其他检测方法
目前还有人将以下方法应用于亚硝酸盐的检测：气相色谱法（GC ）、 高效液相色谱法（HPLC ）、毛细血管电泳（CE ）、催化动力学法、气相流动分析－红外检测法等。

最常用的方法是盐酸萘乙二胺法, 也就是用分光光度计测定样品吸光度, 分光光度法以其设备简单、操作快捷、灵敏度高、结果直观的优点, 深受欢迎。

本实验研究了以α - 萘胺为显色剂, 利用紫外可见分光光度计测定肉制品中的亚硝酸盐的含量的方法。

结果证明, 此方法简单、快捷、准确, 是一种食品检测的好方法。

【实验原理】
自样品中抽提分离出亚硝酸盐，亚硝酸盐在酸性条件下与对氨基苯磺酸发生重氮化反应生成重氮盐，此重氮盐再与α-萘胺试剂发生偶合反应，生成紫红色偶氮化合物。

其颜色的深度与样液中亚硝酸含量成正比，可比色测定。

反应式如下：
N H 2SO 3H
N
+
N SO 3H
NO 2
-
H
+
O
H 2
++
+
N
SO 3H
N
NH
2
N
+
N
SO 3H
+
NH 2
肉制品中亚硝酸盐含量==
50150040100010001
⨯
⨯⨯⨯
m X （mg/kg ） 式中：X 为由测得的吸光度在标准曲线上对应的亚硝酸钠质量浓度（μg/mL ）；
m为样品质量（g）。

【试剂及仪器】
⒈试剂：
（1）亚铁氰化钾溶液：称取10.619克亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6·3H2O]溶于水，并稀释至100mL。

（2）乙酸锌溶液：称取22.0克乙酸锌[Zn(CH3COO)2·2H2O]，加3mL冰醋酸溶于水，并稀释至100mL。

（3）饱和硼砂溶液：5.0克硼酸钠（Na2BO4·10H2O）溶于100mL热水中，冷却备用。

（4）对氨基苯磺酸溶液（0.4g/L）：称取2.4g对氨基苯磺酸溶于50mL20%盐酸中，避光保存。

（5） 0.2%α-萘胺溶液(2g/L) ：称取1.000g盐酸萘乙二胺，以水定容50mL，避光保存。

（6）亚硝酸钠标准溶液（200μg/mL）：精确称取0.1003克于硅胶干燥器中干燥24h的亚硝酸钠（优级纯），加水定容到500mL。

（7）亚硝酸钠标溶液（5μg/mL）：临用前，吸取此溶液2.5ml于100ml容量瓶中，用水定容到100ml
⒉仪器：
①研钵②UV8500紫外-可见分光光度计③分析天平④1mL、2mL、5mL、20mL移液管各1支⑤50mL烧杯1个，100ml烧杯1个⑥10ml量筒1个，100ml量筒1个⑦500mL 烧杯1个，500ml容量瓶4个⑧50mL容量瓶10个，100ml容量瓶4个⑨滤纸、过滤装置一套⑩比色皿2个。

【实验步骤】
1、样品处理
样品中硝酸盐及亚硝酸盐的提取：称取经剁碎混合均匀的样品5g于100mL 烧杯中，加入硼砂饱和溶液12.5mL，以玻璃棒搅拌，然后用70℃左右的水约300mL，将其稀释转移到500mL容量瓶，沸水浴中加热15分钟，取出，转动，加入5mL亚铁氰化钾溶液，摇匀，再加5mL乙酸锌溶液，以沉淀蛋白质。

冷却到室温，用水定容，摇匀。

放置片刻，去除上层脂肪，清液用滤纸过滤，前30ml滤液弃之不用。

2、最大吸收波长的确定
先用0.0000μg/mL的去离子水作为空白溶液也就是参比溶液进行基线调零，调零后，把靠近外面的比色皿拿出换装浓度为0.08μg/ml的标准溶液在波长610nm—450nm之间进行扫描,求出最大吸收波长
3、探究各个影响因素的最优条件
用移液管精确吸取亚硝酸钠标准液(5μg/mL)0.8ml于50ml的容量瓶中，各加水至约25ml，加入2ml0.4g/ml对氨基苯磺酸溶液（分别用15%、20%、25%的盐酸溶解对氨基苯磺酸），摇匀，静置3-5min后，各加入0.2%α-萘胺溶液（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0ml），并用水定容到50ml，摇匀，静置（0、5、10、15、
20、25min）后，用分光光度计在最大波长测定吸光度，以蒸馏水为空白。

a、酸度的影响
保持其他条件固定不变，分别采用15%、20%、25%溶解对氨基苯磺酸调整待测溶液的酸度,经紫外- 可见分光光度仪测其在540nm处的吸光度。

做pH-吸光度曲线。

b、显色剂用量的影响
保持其他条件固定不变，分别用0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0ml显色剂α-萘胺溶液，经紫外- 可见分光光度仪测其在540nm处的吸光度。

，作显色剂用量-吸光度曲线。

c、显色时间的影响
保持其他条件固定不变，分别于加入显色剂后0min、5min、10min、15min、 20min、25min、测待测溶液在540nm处的吸光度, 作显色时间-吸光度曲线。

4、亚硝酸钠标准曲线的绘制
用移液管精确吸取亚硝酸钠标准液(5μg/mL) 0.0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.5，2.0，2.5mL(各含0，1，2，3，4，5，7.5，10，12.5μg 亚硝酸钠)于一组50 mL 容量瓶中，各加水至约25mL，分别加2mL0.4g/ml对氨基苯磺酸溶液，摇匀，静置3—5min 后，各加入1mL 0.2%α-萘胺溶液，并用水定容到50mL，摇匀。

（浓度分别为0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.15,0.20, ug/ml）
静置15min后，用20mm比色皿，用分光光度计在最大波长下测定吸光度，
以蒸馏水为空白。

以测得的各比色液的吸光度对应的亚硝酸浓度作曲线。

5、亚硝酸盐的测定
取40mL待测液于50mL容量瓶中，加1mL0.4%对氨基苯磺酸溶液，摇匀。

静置3～5分钟后，加入1mL 02%α-萘胺溶液，定容，摇匀。

比色测定，记录吸光度。

根据标准曲线方程算得相应的亚硝酸钠浓度（μg/mL），计算试样中亚硝酸盐（以亚硝酸钠计）的含量。

【实验数据的记录计算与分析】
1.最大吸收波长的确定
2、酸度的选择
3、显色剂的用量
4、显色时间的影响
5、亚硝酸钠标准曲线（确定最大波长为）
6、待测溶液的吸光度和结果
【参考文献】
[1] 杜红霞,贺稚非,李洪军. 食品中亚硝酸盐检测技术研究进展[J]. 肉类研究. 2006(01)
[2]王丹. 紫外分光光度法对肉制品中亚硝酸盐化合物的测定[J]. 安徽农业科学,2007,08:2213-2214.
[3] 邱罡,陈宜菲. 国内光度法测定亚硝酸根进展[J]. 光谱实验室. 2010(03)
[4]郭金全,李富兰. 亚硝酸盐检测方法研究进展[J]. 当代化工,2009,05:546-549
[5]衡朝晖. 火腿肠中亚硝酸盐的测定[J]. 浙江化工,2011,08:29-32.
[6]刘红艳,宋秀环,朱慧. 紫外分光光度法测定肉制品中亚硝酸盐[J]. 光谱实验室,2004,06:1119-1121.
试剂清单
⒈试剂：
10.619g亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6·3H2O]
22.0g乙酸锌[Zn(CH3COO)2·2H2O]
3mL冰醋酸
5.0g硼酸钠（Na2BO4·10H2O）
2.4g对氨基苯磺酸
50mL20%盐酸
1.000g盐酸萘乙二胺
亚硝酸钠0.1003g（优级纯）
样品5g
⒉仪器：
①研钵②UV8500紫外-可见分光光度计③分析天平④1mL、2mL、5mL移液管各1支⑤50mL烧杯1个，100ml烧杯1个⑥10ml量筒1个， 100ml量筒1个⑦500mL烧杯1个，500ml容量瓶4个⑧50mL容量瓶10个，100ml容量瓶4个⑨滤纸、过滤装置一套⑩沸水浴装置。