实验1 食品中防腐剂的紫外光谱测定

实验食品中防腐剂的紫外光谱测定

一、实验目的

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性鉴定。

掌握最小二乘法处理光度分析数据的方法并对食品中防腐剂的含量进行定量测定。

二、实验原理

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它们的钠盐、钾盐是食品卫生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、β不饱和羰基结构，在波长250nm处有π→π＊跃迁的K吸收带,因此根据它们的紫外吸收光谱特征可以对它们进行定性鉴定和定量测定。

由于食品中防腐剂用量很少，一般在千分之一左右，同时食品中其它成分也可能产生干扰，因此需要预先将防腐剂与其它成分分离，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。本实验采用溶剂萃取的方法，用乙醚将防腐剂从样品中提取出来，再经碱性水溶液处理及乙醚萃取以达到分离、提纯的目的。

采用最小二乘法处理标准溶液的浓度和吸光度数据，以求得浓度与吸光度之间的回归直线方程，并根据直线方程计算样品中防腐剂的含量。

三、仪器、试剂及材料

1. 仪器：UV-2000紫外可见分光光度计和TU-1901紫外可见分光光度计；电子天平；带盖石英比色皿2个；分液漏斗 150mL，250mL；容量瓶 0mL，25mL，100mL；移液管 1 mL ，2mL，5mL，10 mL

2. 试剂：苯甲酸；山梨酸；乙醚；NaCl；NaHCO3(1％水溶液）；HCl（0.05mol·L-1，2mol·L-1）

待测样品：饮料、果汁、果酱或酱油。(学生自备)

四、实验步骤

1. 认真阅读UV-2000紫外可见分光光度计的操作说明书。

2．样品中防腐剂的分离

准确称取待测样品2.0g，用40mL蒸馏水溶解，移入150mL分液漏斗中，加入适量的粉状NaCl，待溶解后滴加 0.lmol·L-1HCl，使溶液的pH＜4。依次用30mL、25mL和20mL3份乙醚萃取样品溶液，合并乙醚溶液并弃去水相。用2份30mL0.05mol·L-1HCl洗涤乙醚萃取液，弃去水相。然后用3份20mL1％NaHCO3水溶液萃取乙醚溶液，合并NaHCO3溶液，用2mol·L-1HCl酸化NaHCO3溶液并多加 lmL，将该溶液移入250mL 分液漏斗中。依次用 25mL、25mL、20mL乙醚分3次萃取已酸化的NaHCO3溶液，合并乙醚溶液并移入100mL 容量瓶中，用乙醚定容后吸取2mL于10mL容量瓶中，定容后供紫外光谱测定。

3．防腐剂定性鉴定

取经提纯稀释后的乙醚萃取液，用1cm的石英吸收池，以乙醚为参比，用TU-1901紫外可见分光光度计在波长210～310nm范围作紫外吸收光谱，根据吸收峰波长及吸收强度确定防腐剂的种类。

4．制作工作曲线

⑴配制苯甲酸（或山梨酸）标准溶液

准确称取0.20g苯甲酸，用乙醚溶解，移入50mL容量瓶中定容，吸取该溶液2mL用乙醚稀释至50mL，此溶液含苯甲酸为0.16mg·mL-1作为储备液。吸取10mL储备液于50mL容量瓶中，定容后成为32μg·mL-1苯甲酸标准溶液。

分别吸取苯甲酸标准溶液0.5mL，1.0mL，1.5mL，2.0mL和2.5mL于5个10mL容量瓶中，用乙醚定容。

⑵用1cm吸收池，以乙醚作参比，在UV-2000紫外可见分光光度计上分别测定上述5个标准溶液的吸收光谱，并测定苯甲酸K吸收带吸收最大波长处的吸光度。

如果待测样品中含山梨酸，则可用同样方法配制山梨酸标准溶液并测定其K吸收带的吸光度。

5．食品中防腐剂定量测定

利用步骤2样品乙醚萃取液的紫外吸收光谱，确定其K吸收带的吸光度。

五、结果处理

1．将实验测定的标准溶液浓度和吸光度数据填入表1中。

2．用最小二乘法计算浓度与吸光度间回归直线方程A＝kC＋b的系数k及常数b。

表1 实验测定数据

将数据填入表1中。根据最小二乘法原理，回归直线方程的系数ｋ和常数ｂ可用下述公式计算：

表2 计算数据

将表2数据代入计算公式中，求得回归直线方程的系数ｋ和常数ｂ。

3. 绘制工作曲线

将各标准溶液的浓度C代入回归直线方程中，求得相应的吸光度计算值A'。在直角坐标纸上以C为横坐标，以A'为纵坐标绘出回归直线，同时将实验测定的吸光度A值也标在图上，进行比较。

4. 计算样品中防腐剂的含量

将实验步骤4中测得的样品溶液的吸光度A代入回归直线方程中，求得样品的乙醚提取液中苯甲酸浓度C X，用下式计算样品中防腐剂的百分含量（以苯甲酸钠计）

m为样品质量

六、思考题

1、将实验结果与毛细管电泳的结果进行比较，指出其异同？

2、紫外光谱和红外光谱的应用范围是什么？也就是在什么情况下需要用到红外光谱，什么情况下要用到紫外光谱？主要是问在化学分析中应用的不同。