白砂糖色值檢測影響因素研究

◎ 陳桂云，黎穎欣，林少揚，葉春常，陳 韻

(廣州市食品檢驗所，廣東 廣州 511400)

色值是白砂糖的重要理化指標之一。白砂糖的顏色是由于蔗糖晶體包含一定量的色素等膠體雜質引起的[1]。脫色、清汁、煮糖工序不恰當都可能造成色值偏高[2]。《白砂糖》（GB/T 317—2018）中，白砂糖分為精制、優級、一級和二級共4個等級，對色值的要求分別為≤25 IU、60 IU、150 IU和240 IU[3]。

目前，白砂糖色值檢測的方法主要有分光光度法[4]、在線分析儀檢測法[5]、近紅外光譜法[6-8]及可見光譜-結合偏最小二乘算法[9]等。最常用的是《白砂糖試驗方法》（GB/T 35887—2018），該方法對分光光度計、比色皿、阿貝折射儀、pH計和濾膜均有相關的要求。但在實際檢測中，由于無法購買到糖品過濾器，且方法中未明確所用比色皿的厚度、濾膜的材料等原因，可能會導致各個實驗室之間的檢測結果存在一定的差異。

本工作擬參考《白砂糖試驗方法》（GB/T 35887—2018）中8 色值，測定白砂糖色值大小，并分析檢測過程中緩沖溶液的pH值、比色皿的厚度、不同材質和品牌的濾膜、濾液的不同部分和測定的波長對結果的影響，以期在相關的檢測活動中提供一定的參考，減小檢測過程中產生的誤差。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白砂糖樣品，市售，色值為20～140 IU。

鹽酸（HCl），分析純，廣州化學試劑廠；三乙醇胺，分析純，天津市大茂化學試劑廠。

濾膜1，混合纖維素酯膜，0.45 μm，上海新亞凈化材料廠；濾膜2，混合纖維素酯膜，0.45 μm，上海興亞凈化器件廠；濾膜3，混合纖維素酯膜，0.45 μm，天津津騰實驗設備有限公司；濾膜4，糖品分析專用濾膜，混合纖維素酯，0.45 μm，廣州甘蔗糖業研究所；濾膜5，親水PTFE針式濾器，0.45 μm，上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

Seven ExcellenceTM多參數測試儀，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；RX-5000i-折光儀，日本ATAGO公司；BSA2202S電子天平，賽多利斯（上海）貿易有限公司；250PLUS紫外-可見分光光度計，德國耶拿公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 三乙醇胺-鹽酸緩沖溶液配制

稱取三乙醇胺14.92 g，用蒸餾水溶解并定容至1 L，然后轉移到燒杯用0.1 mol·L-1鹽酸溶液調節pH值為7.00±0.02。

1.3.2 測定

稱取白砂糖樣品100.0 g于250 mL燒杯中，加入三乙醇胺-鹽酸緩沖溶液135 mL，攪拌至完全溶解。用0.45 μm孔徑微孔膜過濾，棄去最初50 mL左右的濾液，用折射儀測定濾液的折光錘度，用分光光度計上于420 nm波長測定其吸光度，同時用經過過濾的三乙醇胺-鹽酸緩沖溶液調零。

1.3.3 白砂糖色值計算

白砂糖的色值按下式計算：

式中：Cv為色值結果，IU；c為樣液濃度（由改正到20 ℃的折光錘度乘上系數0.986 2，然后查GB/T 35887—2018附錄C所得），g·mL-1；b為比色皿厚度，cm；A為吸光度。

2 結果與分析

2.1 緩沖溶液pH值對檢測結果的影響

配制pH值分別為6.90、6.95、7.00、7.05和7.10的三乙醇胺-鹽酸緩沖溶液，分別溶解樣品后進行處理和檢測，結果見表1。由表1可知，在pH值為7.00±0.10范圍內，色值較低的樣品為樣品1、樣品2、樣品3，但緩沖溶液的pH值對同一個樣品的檢測結果影響不明顯；樣品4和樣品5，隨著pH值的增大呈上升趨勢，特別是色值超過100 IU的樣品5，不同pH值緩沖溶液對其檢測結果的影響較大。

表1 緩沖溶液pH值對白砂糖色值的影響表（單位：IU）

2.2 比色皿厚度對檢測結果的影響

根據《白砂糖試驗方法》（GB/T 35887—2018）中要求，比色皿的厚度應選擇使儀器透光度讀數在20%～80%，未說明具體的比色皿的厚度。根據吸光值與透光率的換算關系，A=-lgT，T=20%～80%時，A=0.097～ 0.699。

稱取白砂糖樣品，按國家標準方法處理后，分別選用厚度為1 cm、2 cm、3 cm、4 cm和5 cm的比色皿對5組樣品進行測定，檢測結果如表2所示。色值較高的樣品4和樣品5，采用2～5 cm厚度比色皿測定的吸光值均符合要求；色值較低的樣品1～3只有采用5 cm厚度的比色皿測定，其吸光值才更接近符合要求。《白砂糖》（GB/T 317—2018）對不同等級白砂糖色值的要求分別為≤25 IU、60 IU、150 IU和240 IU。按照此要求，在不明確樣品色值高低的情況下進行檢測時，應使用5 cm比色皿。

表2 比色皿厚度對白砂糖色值的影響表

2.3 濾膜材質和品牌對檢測結果的影響

《白砂糖試驗方法》（GB/T 35887—2018）要求樣品溶解后采用0.45 μm孔徑微孔膜，配套使用糖品過濾器過濾，實際上由于市面上無法采購到糖品過濾器，許多實驗室采用親水PTFE針式濾器過濾。稱取白砂糖樣品，分別采用4種不同品牌的纖維素酯膜和針式濾器進行過濾后進行測定。

由表3可知，同一樣品采用不同品牌的纖維素酯濾膜結果極差相對值為0%～5.2%；采用針式濾器過濾，所測色值偏高，極差相對值增大，為19.6%～53.8%。因此，在檢驗時不可采用針式濾器進行過濾，應采用纖維素酯膜，配套相應規格的布氏漏斗進行檢測。

表3 不同材質和品牌濾膜對白砂糖色值的影響表

2.4 濾液不同部分對檢測結果的影響

國家標準中要求過濾棄去50 mL初濾液，由于不具備標準中說明的糖品過濾器，在過濾的過程中，無法進行抽濾，對于色值較低的樣品，每過濾一個樣品需要約2 h，而色值較高的樣品，全部過濾完成的時間基本超過6 h，棄去初濾液也要2 h以上，因此本試驗研究了選取濾液的不同部分研究其對檢測結果的影響。

稱取白砂糖樣品，按《白砂糖試驗方法》（GB/T 35887—2018）處理，于波長420 nm處，分別測定濾液的不同部分0～50 mL、50～100 mL、100～150 mL和＞150 mL部分的吸光值和錘度。

由表4可知，樣品1～5，濾液的不同部分的檢測結果差異不大，極差相對值為0%～3.0%。在檢測過程中，可視情況棄去少量初濾液，縮短檢測的時間。

表4 濾液不同部分對檢測結果的影響表

2.5 吸收波長對檢測結果的影響

色值反映了白砂糖的生產工藝水平，是雜質含量多少的一種體現，雜質并不是單一物質，沒有最大吸收波長。稱取白砂糖樣品，按《白砂糖試驗方法》（GB/T 35887—2018）處理，測定（420±5）nm波長范圍內的吸光值。

由圖1可知，在（420±5）nm波長范圍內，吸光值隨著吸收波長的增大逐漸降低。因此在測定吸光值時，應選擇正確的波長。

圖1 吸收波長對檢測結果的影響圖

3 結論

本研究通過測定白砂糖的色值，分析檢測過程中對檢測結果有影響的因素及其大小。結果表明，在一定范圍內，緩沖溶液pH值對檢測結果的影響與樣品色值高低有一定的關系，對于色值低的樣品（20～36 IU），其檢測結果受影響不大；對于色值較高的樣品（98～140 IU），隨著緩沖溶液的pH值增大，結果呈現上升趨勢，色值越高，受影響越大。不同厚度的比色皿對檢測結果影響不大，但在不明確色值高低的情況下，應選用5 cm的比色皿進行測試。濾液的不同部分的檢測結果差異不大，因此在檢測過程中，可視情況只棄去少量初濾液，縮短檢測的時間。同時，由于色值測定的是雜質的含量，并非單一的物質，沒有最大的吸收波長，在（420±5）nm波長范圍內，吸光值隨波長增大逐步降低，應選用正確的波長，避免誤差。