CPC-SY體系吸收光譜研究及其分析應(yīng)用

楊 卓，李文秀，朱薛軻，武林娜，李桂賢

(洛陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471934)

日落黃(sunset yellow，簡(jiǎn)稱SY)，水溶性偶氮染料，人工合成色素，因價(jià)格低廉、顏色鮮艷而常作為食品或藥品的著色劑。在人體內(nèi)，SY對(duì)肝臟、腎臟產(chǎn)生損傷，且其代謝產(chǎn)物是常見的致癌物。我國(guó)《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB2760-1996)規(guī)定：飲料中SY的最大使用量為100 mg/L。

目前建立的測(cè)定SY含量的方法主要有薄層色譜法[1]、毛細(xì)管電泳法[2]、高效液相色譜法[3-4]、電化學(xué)方法[5-6]和熒光光譜法[7-8]等，其中分光光度法[9-10]因儀器價(jià)廉、操作簡(jiǎn)便快速、準(zhǔn)確度高、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛。研究發(fā)現(xiàn)：在pH 4～10的Britton-Robison(BR)緩沖溶液中，氯化十六烷基吡啶(Cetylpyridinium chloride，簡(jiǎn)稱CPC)與SY共存時(shí)，SY吸收明顯減弱，482 nm吸收峰處體系的吸光度與日落黃濃度呈良好的線性關(guān)系，用于飲料中日落黃含量的測(cè)定，結(jié)果可靠，據(jù)此建立了一種測(cè)定飲料中SY含量的光度法。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 主要儀器及試劑

UV 3200型紫外可見分光光度計(jì)。

2.0×10-3mol·L-1SY溶液，2.0×10-3mol·L-1CPC溶液，1.0 mol·L-1NaCl溶液，99.5% 丙酮，不同pH的BR緩沖溶液和NaAc-HAc緩沖溶液(用PHS-3C型酸度計(jì)校正)。實(shí)驗(yàn)試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水均為二次蒸餾水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

依次準(zhǔn)確移取適量SY溶液、1 mL BR緩沖溶液及1 mL 1.0×10-3mol·L-1的CPC溶液于10 mL比色管中，蒸餾水定容，靜置5 min后于紫外可見分光光度計(jì)上掃描體系的吸收光譜圖，并在測(cè)量波長(zhǎng)處，測(cè)定體系的吸光度A及空白溶液吸光度A0，ΔA=A-A0。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜

圖1和圖2是CPC-SY體系的吸收光譜圖。在pH 4.35的BR緩沖介質(zhì)中，CPC在259 nm處有一吸收峰，SY在234 nm、311 nm和482 nm處各有一吸收峰；當(dāng)兩者共存時(shí)，溶液顏色明顯變淺，且吸收明顯減弱，表明CPC對(duì)SY有一定的褪色作用。研究發(fā)現(xiàn)，234 nm、311 nm和482 nm處體系的吸光度均與溶液中SY的濃度呈良好的線性關(guān)系，由于在482 nm處具有較高的靈敏度和較好的線性關(guān)系，因此，選擇482 nm為測(cè)量波長(zhǎng)。

圖1 吸收光譜圖(溶劑空白為參比溶液)Fig.1 Absorption spectra (measured against the solvent blank)

圖2 吸收光譜圖(SY溶液為參比溶液)Fig.2 Absorption spectra (measured against the SY solution)

2.2 酸度的影響

分別用BR緩沖溶液和NaAc-HAc緩沖溶液研究了酸度對(duì)體系吸收情況的影響，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)pH>11或pH<3時(shí)，SY的吸收明顯減弱；當(dāng)pH在4～10時(shí)，SY的吸收相對(duì)較穩(wěn)定。當(dāng)SY與CPC共存時(shí)，酸度變化對(duì)體系吸收情況的影響并不明顯。因此，體系最適宜的酸度范圍是pH 4～10。本實(shí)驗(yàn)選用pH 4.35的BR緩沖溶液來維持體系酸度。

2.3 CPC用量的影響

研究了CPC用量對(duì)體系吸收情況的影響，發(fā)現(xiàn)：隨著CPC用量逐漸增加，體系的褪色現(xiàn)象逐漸明顯，在(0.8～2.0)×10-4mol·L-1濃度范圍內(nèi)，體系的褪色情況處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)；當(dāng)CPC用量大于2.0×10-4mol·L-1時(shí)，體系的褪色情況略有下降。因此，本實(shí)驗(yàn)選用的CPC用量為0.50 mL 2.0×10-3mol·L-1。

2.4 離子強(qiáng)度的影響

用1.0 mol·L-1NaCl溶液研究了體系離子強(qiáng)度變化對(duì)吸收情況的影響，發(fā)現(xiàn)：隨著離子強(qiáng)度的增大，SY的吸收基本不變，但SY與CPC共存體系的吸收逐漸增大，也即是隨著離子強(qiáng)度的增大，體系的褪色現(xiàn)象逐漸降低。因此，測(cè)定過程中一定要保持溶液離子強(qiáng)度較低且恒定。

2.5 有機(jī)溶劑的影響

研究了丙酮用量對(duì)體系吸收情況的影響，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)丙酮含量小于1%時(shí)，體系的吸收隨丙酮含量的增加而增加；當(dāng)丙酮含量為1%～10%時(shí)，體系的吸收較為穩(wěn)定；當(dāng)丙酮含量大于10%后，體系的吸收呈逐漸下降趨勢(shì)?；诖?，在實(shí)際樣品測(cè)定時(shí)，一定要注意丙酮的使用量。

2.6 體系的穩(wěn)定性

研究了CPC與SY的反應(yīng)速度和體系的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)：CPC與SY在共存5 min后才完成反應(yīng)，且在反應(yīng)后2 h之內(nèi)較穩(wěn)定。因此，本實(shí)驗(yàn)需在兩者反應(yīng)5 min后再進(jìn)行研究測(cè)定。

2.7 方法的選擇性

按照1.2實(shí)驗(yàn)方法，考察了一些常見共存物質(zhì)對(duì)體系吸收情況的影響，其中Pb(II)、Al(III)、Fe(III)、Cu(II)有略微干擾，陽(yáng)離子表面活性劑干擾較為嚴(yán)重，結(jié)果如表1所示，若在EDTA的共存下，干擾顯著降低，由此說明該方法具有較好的選擇性。

表1 共存物質(zhì)的影響(SY 4.0×10-5 mol·L-1)Table 1 Effects of coexisting substances (SY 4.0×10-5 mol·L-1)

2.8 方法的靈敏度

在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下，取不同量的SY與CPC反應(yīng)，在測(cè)量波長(zhǎng)處測(cè)ΔA值，以ΔA對(duì)SY濃度作圖，結(jié)果如表2所示，其中482 nm處?kù)`敏度最高，摩爾吸收系數(shù)達(dá)1.04×104L·mol-1·cm-1。

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)參數(shù)Table 2 The calibration graphs and the relevant parameters

3 分析應(yīng)用

采用超聲波技術(shù)除去市售橙子味運(yùn)動(dòng)飲料中的二氧化碳，移取25.00 mL試樣液于250 mL容量瓶中，用蒸餾水定容。移取2.00 mL稀釋后的試樣液于10 mL比色管中，按1.2實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定ΔA，計(jì)算得到飲料中SY的含量分別為25.6 mg·L-1和24.5 mg·L-1，低于我國(guó)規(guī)定的飲料中SY的最大使用量100 mg·L-1。采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)得回收率為102.5%～104.4%，RSD為1.9%～2.5%，說明方法準(zhǔn)確可靠(表3)。

表3 飲料中SY含量的檢測(cè)結(jié)果(n=9)Table 3 Results of the concent of SY in beverages

4 結(jié) 論

在pH 4～10的BR緩沖溶液中，CPC對(duì)SY有明顯的褪色作用，其中482 nm處的線性關(guān)系最好，靈敏度最高，線性范圍寬，干擾可控，用于飲料中SY含量的測(cè)定，結(jié)果可靠，據(jù)此建立了一種測(cè)定飲料中SY含量的光度法。