雙波長分光光度法測定牛奶中的鈣

姚文紅，徐香

（青島農業大學化學與藥學院，山東青島 266109）

雙波長分光光度法測定牛奶中的鈣

姚文紅，徐香

（青島農業大學化學與藥學院，山東青島 266109）

采用雙波長分光光度法測定牛奶中鈣離子的含量?；谠趬A性緩沖液中，鈣與鉻黑T（EBT）-聚乙二醇溶液作用形成1∶1的配合物，利用等吸收雙波長消去法，消除EBT自身的干擾。在558 nm和645 nm處測定，得吸光度差ΔA，鈣的質量濃度在0～4.8 μg／mL范圍內符合比耳定律，線性回歸方程為ΔA=0.069 64c+0.009 86，r=0.998 9。用干灰化法處理樣品，通過測定樣品的ΔA，查得樣品中鈣離子的含量。該方法測定結果的相對標準偏差為1.7%～7.6%（n=5），平均加標回收率為79.0%～98.7%。

雙波長分光光度法；鉻黑T(EBT)；鈣；牛奶

鈣是人體不可缺少的微量元素之一，享有“生命元素”之稱［1］。人體自身不能合成鈣，所需的鈣完全依賴外界的補充和供給。按照營養學家的觀點，牛奶中含有豐富的活性鈣，其含量居眾多食物之首，約是大米的101倍、瘦牛肉的75倍、瘦豬肉的110倍，因此牛奶是最好的補鈣食品。牛奶質量與鈣的含量密切相關，因此測定牛奶中的鈣含量具有重要意義。

牛奶中鈣含量的測定通常采用EDTA滴定法［2.3］、高錳酸鉀滴定法［4，5］、火焰原子吸收光譜法［6］、分光光度法等。滴定法存在干擾嚴重、終點變化不明顯等問題，準確度不高；火焰原子吸收光譜法儀器昂貴、難以普及；分光光度法儀器設備簡單，操作方便、準確度高。筆者在前人工作的基礎上［7，8］，對實驗條件進行改進，利用雙波長分光光度法測定牛奶中的鈣，可消除鉻黑T(EBT）自身的干擾，提高測定的靈敏度。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

分光光度計：7200型，上海尤尼柯儀器有限公司；

分析天平：AR1140型，美國奧豪斯國際貿易有限公司；

馬弗爐：SX8-10型，上海申光儀器儀表有限公司；

Ca2+標準溶液：400.0 μg／mL，準確稱取在105～110℃下預先干燥至恒重的CaCO30.100 0 g，以HCl溶液（1+1）溶解后，煮沸除去CO2，定容至100 mL，使用時根據需要進行稀釋；

EBT-聚乙二醇溶液：1×10-3mol／L，準確稱取聚乙二醇(2000)5.005 7 g，EBT 0.114 1 g，溶解后，加入少量的鹽酸羥胺，防止其氧化褪色，定容至250 mL，使用時根據需要進行稀釋；

氨-氯化氨緩沖溶液：pH=10.0；

硼砂-氫氧化鈉緩沖液：pH=12.6；

三乙醇胺、鹽酸、8-羥基喹啉：分析純；

實驗所用其它試劑均為分析純，實驗用水為蒸餾水。

1.2 實驗方法

（1）樣品前處理

準確稱取牛奶樣品2 g于坩堝中，在電磁爐上炭化至無煙，置于550℃馬弗爐灰化2～3 h，冷卻后，加入HCl溶液（1+1）溶解，用硼砂-氫氧化鈉緩沖液調至中性，定容至100 mL，待測。

（2）標準曲線繪制

于25 mL比色管中，加入EBT-聚乙二醇溶液1.5 mL，氨-氯化氨緩沖液2.0 mL，分別加入0.0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 mL Ca2+標 準 溶 液 (40.0 μg／mL)，稀釋至刻度。放置10 min，以蒸餾水為參比，測定ΔA（ΔA=A558－A645），以ΔA為縱坐標，鈣的濃度為橫坐標繪制標準曲線。

（3）樣品測定

準確移取2.0 mL待測樣品溶液于25 mL比色管中，按標準曲線的制作步驟，加入各種試劑，為消除Mg2+對測定結果的影響，可加入掩蔽劑8-羥基喹啉，測定吸光度ΔA，由回歸方程計算樣品中的鈣含量。

2 結果與討論

2.1 吸收波長的選擇

于3支25 mL比色管中，分別加入EBT-聚乙二醇水溶液1.5 mL，其中兩支加入氨-氯化氨緩沖液 2.0 mL，鈣標準溶液 (40.0 μg／mL)0.0，5.0 mL，稀釋至刻度，放置10 min，以蒸餾水為參比，在420～720 nm之間，每隔2 nm測定吸光度，得吸收曲線，見圖1。

圖1 吸收曲線

由圖1可知，EBT-聚乙二醇溶液最大吸收波長為540 nm，加入氨-氯化氨緩沖溶液后，最大吸收波長為610 nm，紅移70 nm；EBT與EBT和鈣形成的絡合物對比度為Δλ=52 nm，而且兩部分吸收曲線重疊，彼此干擾。利用等吸收雙波長消去法，選擇645 nm為等吸收波長，測定ΔA(ΔA=A558-A645)，可消除EBT對EBT和鈣形成的絡合物吸光度的影響。

2.2 測定條件的選擇

（1）緩沖溶液用量

在體系中加入不同體積的氨-氯化氨緩沖溶液，測定吸光度。試驗表明，緩沖溶液用量在1.00～4.00 mL時，吸光度隨緩沖溶液用量的增加，趨于穩定，選用pH 10.0氨-氯化氨緩沖液2.0 mL，可將pH值控制在適宜范圍內。

（2）顯色劑用量和顯色時間

按試驗方法，在體系中分別加入不同體積的顯色劑，測定吸光度。結果表明，顯色劑自身顏色對絡合物所顯顏色有較大影響，隨顯色劑用量的增加，吸光度增大，選用1.5 mL EBT-聚乙二醇溶液作為顯色劑＝比較合適。體系加入顯色劑后在室溫下迅速顯色，放置5 min后，即可達到穩定，顯色完全后，可至少穩定24 h。

2.3 標準曲線方程

對1.2（2）中的系列鈣標準溶液進行測定，測定結果見表1。

表1 系列鈣標準溶液測定結果

利用表1數據，以ΔA對鈣含量進行線性回歸，鈣含量在0～4.8 μg／mL范圍內符合比耳定律，線性回歸方程為ΔA=0.069 64c+0.009 86，相關系數r=0.998 9，由工作曲線斜率計算絡合物的表觀摩爾吸光系數為 0.278 5×104L／（mol·cm）。

2.4 回收試驗

在一種牛奶樣品溶液中加入一定量的Ca2+標準溶液，按照實驗方法進行測定，平行測定5次，計算加標回收率，結果見表2。由表2可知，回收率在79.0%～98.7%之間，說明此方法的準確度較高。

表2 回收試驗結果

2.5 樣品測定

分別取蒙牛和伊利牛奶樣品，按1.2（1）中方法進行處理，測定樣品溶液的吸光度ΔA，從標準曲線求出各樣品中的鈣含量，測定結果見表3。由表3可知，測定結果的相對標準偏差為1.7%～7.6%，說明此方法的重復性較好。

表3 牛奶樣品測定結果（n=5）

3 結論

（1）通過實驗發現，EBT的吸光度受溶液pH值影響較大，EBT-聚乙二醇溶液最大吸收波長為540 nm，在氨-氯化氨緩沖液中，最大吸收波長為610 nm，紅移70 nm。

（2）EBT與EBT和鈣形成的絡合物的對比度Δλ=52 nm，兩部分吸收曲線重疊，利用等吸收雙波長消去法，可消除EBT自身顏色對其絡合物吸光度的影響，增大檢測體系的靈敏度。

（3）在樣品處理過程中采用干式灰化法，并用8-羥基喹啉作掩蔽劑，消除Mg2+對測定結果的影響。該法儀器設備簡單、操作方便、消耗藥品少，除牛奶外，茶葉、蔬菜水果中微量元素鈣也可用此法來測定。

［1］張丹鳳，陸東林 .牛奶和補鈣［J］.農村科技，2001 (3)： 17.

［2］李玉珍，呂寶華，荊志杰.EDTA絡合滴定法測定不同品質牛奶中鈣含量［J］.山西大同大學學報 (自然科學版 )，2011，27 (1)：42-44.

［3］王喜明，劉玉欣，常鳳啟，等.滴定法測定保健食品中的鈣［J］.中國衛生檢驗雜志，2006，16 (6)： 754-755.

［4］陳妙蘭.高錳酸鉀滴定法測定鈣片中鈣的含量［J］.遼寧化工，2009，38 (4)： 286-288.

［5］加建斌.高錳酸鉀滴定法測定補鈣制品中的鈣含量［J］.安徽農業科學，2007，35(23)： 7 076-7 077.

［6］李敏，王美菡，劉寧，等.火焰原子吸收法測定補鈣制品中的鈣及其干擾抑制［J］.中國公共衛生，2001，17 (8)： 759-760.

［7］陳偉，白麗明，趙樺萍.鉻黑T-聚乙二醇溶液穩定性的研究［J］.信陽師范學院學報(自然科學版 )，2002，15(3)： 303-304.

［8］王軍，顧玲.鉻黑T作顯色劑兼絡合劑分光光度法測定鈣的研究［J］.陜西科技大學學報，2008，26(4)： 58-60.

Determination of Calcium in Milk by Dual Wavelength Spectrophotometry

Yao Wenhong, Xu Xiang
(College of Chemistry and Pharmaceutical Sciences， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109 ， China)

The calcium content in milk was detected by dual wavelength spectrophotometric method. Chrome black T(EBT) was used as the color reagent，in pH10.0 buffer solution of ammonia，calcium reacted with EBT-polyethylene glycol to form a stable complex(1∶1). The interference of EBT was eliminated by double wave absorption and elimination technique. At wavelength of 558 nm and 645 nm，the absorbance difference ΔAwas detected and the calcium content obeyed Bee’s law in 0-4.8 μg／mL. The linear regression equation was ΔA=0.069 64c+0.009 86，with correlation coefficient of 0.998 9. The sample was treated with dry ashing method, the content of calcium in the sample was abtained by detecting ΔA. The relative standard deviation of this method was 1.7%-7.6% and the average recovery was 79.0%-98.7%.

dual wavelength spectrophotometry; chrome black T; calcium; milk

O657.3

A

1008-6145(2012)04-0071-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2012.04.022

聯系人：姚文紅；E-mail： qingfoywh@yahoo.com.cn

2012-04-28