小麦粉及其改良剂中痕量溴酸钾测定的甲酚红褪色分光光度法

杨冰仪 林仰锋 王 梅 邹志辉

(广东药学院公共卫生学院，广州 510310)

小麦粉及其改良剂中痕量溴酸钾测定的甲酚红褪色分光光度法

杨冰仪 林仰锋 王 梅 邹志辉

(广东药学院公共卫生学院，广州 510310)

在盐酸介质中，依据溴酸根离子氧化甲酚红褪色的原理提出了测定小麦粉及小麦粉品质改良剂中溴酸根离子的新方法。研究了各种因素如酸度、甲酚红的用浓度和用量、反应时间和温度等对测定的影响。结果表明，最优化的试验条件为最大吸收波长518 nm，0.6 mol/L盐酸，1.0 mL 1×10－4mol/L甲酚红，85℃水浴条件下加热5 min。在优化的试验条件下，溴酸钾含量在3.0～10.0 μg/mL之间存在线性关系，线性方程为ΔA=0.049 8C －0.151 4(C:μg/10 mL，相关系数0.999 6)，检出限为 0.02 μg/g(取样量 5 g)，摩尔吸光系数为ε=1.1×105L·mol－·1cm－1，将该法用于小麦粉中痕量溴酸钾的测定，样品加标回收率在93%～108%，相对标准偏差RSD＜5%，能够满足检测需求。

甲酚红 褪色分光光度法 溴酸钾 小麦粉

溴酸钾在焙烤业中已有87年的应用历史，被认为是最好的面团调节剂之一［1］。但研究发现，过量食用溴酸盐会损害人的血液、中枢神经和肾脏［2］。目前，溴酸盐被国际癌症研究机构定为2B级的潜在致癌物。我国于2005年7月1日全面禁止在小麦粉及其制品中使用溴酸钾［3］，但是仍存在不良商家为了利益非法添加使用溴酸钾。因此准确测定小麦粉及其制品中的溴酸盐含量对于控制食品卫生安全具有重要意义。

目前常用的测定痕量溴酸根的方法有离子色谱法［4－5］、分光光度法［6－11］和还原滴定法［12］;我国采用离子色谱法作为小麦粉中溴酸钾的标准检测方法［13］。但离子色谱法设备昂贵不易普及，还原滴定法检出限高;分光光度法因仪器价格低廉、检测灵敏度较高而广泛应用。已报道的分光光度法有采用酸性品红［7］、靛红［14］、、甲基红［15］甲基橙［16］和二甲基黄［17］等试剂来进行溴酸钾的测定。但文献多是用于化学试剂中微量溴酸根的测定［7－9，11，14－16］。用于小麦粉及其制品中的测定略有报道［17－19］。鲜有采用甲酚红褪色分光光度法测定小麦粉中痕量溴酸钾的报道。

本试验研究了溴酸根离子氧化甲酚红褪色的各种影响因素如反应介质、甲酚红浓度和用量、反应时间和温度等，建立了甲酚红褪色分光光度法测定小麦粉及小麦粉品质改良剂中痕量溴酸钾的新方法。

1 材料与方法

1.1 材料

溴酸钾(基准试剂):Aladdin公司;甲酚红(分析纯):上海三爱思试剂有限公司;盐酸、硫酸、硝酸、磷酸(分析纯):中国国药集团。

溴酸钾标准储备液:称取经干燥过的上述溴酸钾基准试剂0.130 5 g，用二次蒸馏水溶解后，定容至100 mL，临用时稀释成1 μg/mL标准工作液。

1.0 ×10－2mol/L甲酚红溶液:称取上述分析纯甲酚红0.382 4 g，用二次蒸馏水溶解后，定容至100 mL。

1.0 ×10－4mol/L 甲酚红溶液:取1.00 mL 1.0 ×10－2mol/L甲酚红溶液于100 mL容量瓶中，用二次蒸馏水稀释至刻度。

1.2 试验仪器

UV－2010紫外可见分光光度计:日本Panasonic电器产业株式会社;KA－1000电子离心机:上海安亭科学仪器厂;KQ－400KDB超声震荡仪:昆山市超声仪器有限公司;DK－600S三用恒温水箱:上海精宏实验设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 光谱测定

取两支经校正的10 mL具塞比色管，其中一支比色管中加入一定量的溴酸钾标准溶液或者样品溶液，再依次分别加入1.00 mL 1.0 ×10－4mol/L 甲酚红溶液和1.50 mL 4 mol/L盐酸溶液，稀释至刻度，摇匀后，立即85℃水浴加热5 min，取出后冷却。以水为参比在波长518 nm的条件下分别测定上述两管溶液的吸光度，样品则冷却后再用0.45 μm滤膜过滤后测定(滤膜使用6～8次后需要重新更换)。其中空白管的吸光度为A0，含溴酸钾管的吸光度为A，计算 ΔA(ΔA=A0－A)。

1.3.2 样品处理

1.3.2.1 小麦粉

准确称取5.00 g的小麦粉样品于250 mL具塞三角瓶中，加入100.0 mL二次蒸馏水，超声波振荡器中振荡20 min后，静置，转移20.00 mL上层液于50 mL离心管中，3 000 r/min离心20 min，取上清液，用0.45 μm滤膜过滤后即为待测样品。

1.3.2.2 小麦粉品质改良剂

准确称取0.100 g的样品，用二次蒸馏水溶解定容，用0.45 μm滤膜过滤后即为待测样品;临用前根据样品浓度进行适当的稀释。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

按照1.3试验方法的操作步骤，在不同波长下测定甲酚红－盐酸体系和溴酸钾－甲酚红－盐酸体系的吸光度，绘制吸收光谱曲线(图1)。

由图1可知，当甲酚红－盐酸体系中加入溴酸钾后，反应体系的吸光度显著下降，这是由于溴酸钾在盐酸介质中能与甲酚红发生氧化还原反应，使其褪色;且在一定范围内其褪色程度与溴酸钾的浓度呈线性关系。两体系的最大吸收波长均在518 nm处且形状相同，故是单纯的褪色反应。因此选用518 nm为测定波长。

图1 甲酚红体系的吸收光谱图

2.2 反应介质的影响

分别以盐酸、硫酸、硝酸和磷酸为反应介质比较4种酸对测定的影响，结果表明盐酸作为介质时ΔA有最大值，效果最好。研究不同浓度、用量的盐酸对测定的影响，试验结果表明0.6 moL/L盐酸溶液作为反应介质时ΔA有最大值且吸光度最稳定(图2)。

图2 不同浓度盐酸对测定的影响

2.3 甲酚红用量的影响

甲酚红在褪色反应体系中是指示物质，用量太大，则A0值过高，测量吸光度时误差大;用量太小，则线性范围窄。试验结果表明，甲酚红浓度在1×10－4mol/L灵敏度较高、线性范围较宽;进一步考察浓度为1.0×10－4mol/L甲酚红用量在0.2～10 mL 之间体系的反应情况，结果表明(图3):ΔA随着甲酚红用量先增大后减小，甲酚红用量在0.8～1.2 mL范围内ΔA 恒定且最大，因此选用1.00 mL 1.0 ×10－4mol/L甲酚红溶液。

图3 甲酚红用量对测定的影响

2.4 反应温度和反应时间的影响

按照试验方法，考察了温度在30～100℃之间体系的反应情况。结果(图4)表明:随着温度的提高，反应速率逐渐加快，85℃水浴反应后ΔA基本不变。进一步考察反应时间对测定的影响，结果表明(图5)，85℃水浴反应时间在1～5 min内ΔA逐渐增加，5 min后吸光度保持稳定;因此选用85℃水浴条件下加热5 min。

2.5 反应体系的稳定性

试验比较了5 min～5 h内吸光度的变化情况。结果(图6)表明，ΔA可在3 h内保持稳定。

图6 反应体系稳定时间

2.6 线性范围

按照优化的试验条件，配置一定的溴酸钾标准溶液，以水为参比，绘制标准曲线，结果如图7、图8所示。工作曲线的线性回归方程为ΔA=0.049 8C－0.151 4(C:μg/10 mL)，相关系数 r=0.999 6，溴酸钾浓度在3～10 μg/10 mL范围内符合比尔定律，摩尔吸光系数为1.1×105L·mol－1·cm－1。

2.7 精密度和检出限

本法11次测定甲酚红－盐酸体系和溴酸钾(4 μg/10 mL)－甲酚红－盐酸体系的相对标准偏差为1.0%，标准偏差S=0.001 3，用3S和回归方程斜率3S/K计算检出限为7.8×10－3μg/mL;按照取样量5 g计算，本法的检出限为 0.02 μg/g。

2.8 共存离子的影响

按照试验方法加入一些离子进行干扰试验，对于测定4.0 μg/10 mL溴酸钾的吸光度，相对误差不超过±5%，可共存离子允许量(以mg计)如下:Na+(20)，Mg2+(15)，Zn2+(15)，Ca2+(10)，Ba2+(15)，Cu2+(15)，NH+(10)，F－(20)，Ac－(20)，CO2－324(20)，SO42－(15)，NO3－(15)。氧化性阴离子MnO4－、IO3－、ClO3－、Cr2O72－、NO2－在试验条件下对甲酚红有褪色作用，但在实际样品中上述干扰离子存在量极少或不存在，故它们不干扰样品的测定。如果试样中含有混配添加剂抗坏血酸，则可通过将经前处理后的试样溶液60℃水浴加热5 min消除其对测定的影响;如果试样中含有过氧化苯甲酰，因过氧化苯甲酰难溶于水，本法中样品的提取和测定过程均在水溶液中进行，所以在本法的条件下过氧化苯甲酰不溶出，不会干扰溴酸钾的测定。

2.9 样品分析和加标回收试验

准确称取一定量的小麦粉样品按照2.2步骤提取样品后，平行测定5次，结果见表1。由表1可见，样品回收率在93%～108%，相对标准偏差RSD＜5%，可以满足检测要求。

同时按照国标方法采用离子色谱法［10］对实际样品进行测定，并与本试验所采用的方法进行比较，结果如表2。

表1 样品加标回收试验(n=5)

表2 两种方法测定结果比较(n=5)

由表2可见，2种方法的测定结果一致;但离子色谱法的样品前处理步骤较复杂、繁琐且仪器昂贵，甲酚红褪色分光光度法相对简单、更易普及。

3 结论

本试验研究了甲酚红褪色分光光度法测定小麦粉及其改良剂中痕量溴酸钾，建立的最优化试验条件为最大吸收波长518 nm，0.6 mol/L盐酸，1.0 mL 1×10－4mol/L甲酚红，85℃水浴条件下加热5 min。在优化的条件下，溴酸钾含量在3.0～10.0 μg/mL之间存在线性关系;方法检出限为0.02 μg/g(取样量5 g)，摩尔吸光系数为ε=1.1×105L·mol－1·cm－1，采用该方法测定法测定小麦粉及其改良剂中痕量溴酸钾，方法简便快捷，样品加标回收率在93%～108%，准确度和精密度较高，因此可以将其作为实际工作中的常规方法。

志谢:本研究得到广东药学院师资队伍建设经费和广东药学院重点学科建设经费的资助。

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Study on Spectrophotometric Determination of Trace Bromate Potassium by Oxidation－Decoloration of o－Cresolsulfonephthalein

Yang Bingyi Lin Yangfeng Wang Mei Zou Zhihui
(School of Public Health，Guangdong College of Pharmacy，Guangzhou 510310)

A new Spectrophotometric method for determination of trace bromate in wheat flour proposed on oxidation of o－Cresolsulfonephthalein－hydrochloric acid system.The effects of some important factors，such as acidity，the concentration and the volume of o－Cresolsulfonephthalein，the reaction time and temperature were investigated to acquire the optimum condition.The result showed that the optimum condition was as followed the max－imum absorption peak is located at 518 nm，0.6 mol/L hydrochloric acid，1.0 mL 1.00 ×10－4mol/L o － Cresolsulfonephthalein，the temperature was 85 ℃ and the reaction time was 5 min.Beer's law is obeyed over the range of bromate potassium is 3 ～10 μg/10 mL.The regression equation is ΔA=0.0498C －0.1514(C:μg/10 mL)with the correlation coefficient of 0.9996.The detection limit was 0.02 μg/g with a molar absorptivity of 1.1×105L·mol－1·cm－1.The method was used in the determination of trace bromate in wheat flour with satisfactory results.The recoveries of sample was in the range of 93%～108%and the relative standard deviation was below 5%.

o － Cresolsulfonephthalein，spectrophotometric method，bromate，wheat flour

R155.5+2

A

1003－0174(2012)03－0099－05

广东省大学生创新实验项目(1057310001)

2011－06－11

杨冰仪，女，1973年出生，副教授，卫生检验与卫生化学