桑椹红—双氧水褪色光度法测定微量铜

刘 欣，王鑫彤

（唐山师范学院 化学系，河北 唐山 063000）

桑椹红—双氧水褪色光度法测定微量铜

刘 欣，王鑫彤

（唐山师范学院 化学系，河北 唐山 063000）

建立了桑椹红-双氧水褪色光度法测定微量铜的新方法。考察了酸度、桑椹红色素浓度、双氧水浓度、反应温度、反应时间对铜离子催化双氧水桑椹红褪色反应的影响，得到了测定铜的最佳条件。利用此方法测定绿茶及红茶中铜含量分别为1.881 μg·mL-1、0.946 μg·mL-1，加标回收率为95%～104%，相对标准偏差分别为0.27%、0.49%。

褪色光度法；桑椹红色素；铜；双氧水

铜在自然界中分布很广，是人体及动植物必需的微量元素之一，对机体的新陈代谢有重要的调节作用，但过量摄入铜也会产生危害。因此，测定水质、食品、化工、生命体内及环境样品中痕量铜具有重要的意义[1]。目前，环境、食物、植物、药物中痕量铜的测定常用原子吸收光谱法和萃取光度法[2]。以铜为催化剂，催化H2O2[3]的褪色光度法的有关研究颇为活跃。

茶是我国人民日常生活中最主要的饮料之一。饮茶可以补充一些人体所必需的矿物元素。铜也是茶树生长发育的必需微量元素。铜不仅是茶树多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶等多种重要酶类的组成成分之一，而且与叶绿素的形成有关。茶树体内铜的丰缺状况，直接关系到其生长发育及生理代谢过程，进而影响茶叶产量和品质[4,5]。

本文采用桑椹红—双氧水褪色光度法测定了茶叶中的铜。桑椹红色素属花青素类色素，是一种广泛存在于植物中的天然色素1[6]。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1.1.1 主要仪器

FA22048电子分析天平（奥豪斯国际贸易（上海）有限公司），YP601NPHSJ-4A电子天平（上海精密科学仪器有限公司），实验室pH计（上海精密科学仪器有限公司），UV-2550分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）CROP系列高纯水系统（上海康雷分析仪器有限公司）。

1.1.2 主要试剂

浓HNO3，浓HCl，H2O2，CuSO4·5H2O，Fe2(SO4)3，NH4Cl，浓氨水，邻苯二甲酸氢钾，NaOH，冰乙酸，无水乙酸钠，三乙醇胺，聚乙烯吡咯烷酮K30，十二烷基苯磺酸钠，聚乙二醇2000，β-环状糊精，NaCl，KCl，ZnSO4，桑椹红色素，市售散装红茶、绿茶，一级超纯水。

桑椹红储备液的配制：准确称取1.000 3 g桑椹红色素于1 000 mL容量瓶中定容，摇匀备用。

铜标准溶液的配制：准确称取15.625 g CuSO4·5H2O于1 000 mL容量瓶中定容，摇匀，配制成4 mg·mL-1Cu2+标准溶液备用。

取25.00 mL 4 mg·mL-1Cu2+标准溶液于500 mL的容量瓶里定容，然后再配制成0.2 μg·mL-1的Cu2+标准溶液。

1.2 实验方法

1.2.1 A值的测定及△A的计算

于两支50 mL容量瓶中分别加入8.00 mL 0.25 mg·mL-1桑椹红溶液与2.00 mL 1% H2O2溶液；在其中一瓶中加入Cu2+标准溶液；用水稀释至刻度。在λmax为522.5 nm处分别测定吸光度A0和A，计算△A=A0-A。

1.2.2 茶叶样品试液的制备

准确称取烘干后的红茶和绿茶各10.00 g，蒸馏水润湿，滴加浓HNO3和双氧水消解茶叶，加热除尽双氧水，分别转移至100 mL容量瓶，定容，备用。

2 结果与讨论

2.1 吸收曲线的绘制

1.0 mg·mL-1桑椹红—双氧水溶液以及桑椹红—双氧水—铜离子溶液的吸收曲线如图1。

图1 吸收光谱

桑椹红色素的最大吸收波长为522.5 nm[7]。由图1可知，向桑椹红—双氧水溶液中加入铜离子后吸光度明显降低，Cu2+能很好地催化双氧水桑椹红的褪色反应。

2.2 桑椹红—双氧水体系测定Cu2+含量

2.2.1 桑椹红浓度的影响

分别取4.00 mL，5.00 mL，6.00 mL，7.00 mL，8.00 mL，10.00 mL 0.25 mg·mL-1桑椹红色素溶液，加入2.00 mL 1% H2O2溶液、2.00 mL 4 mg·mL-1Cu2+溶液于50 mL容量瓶中定容，测其吸光度，结果见图2。

图2 桑椹红色素溶液浓度对褪色反应的影响

桑椹红用量过多，A0值太大；用量过小，线性范围窄。如图2所示，加入8.00 mL桑椹红色素，褪色明显。

2.2.2 双氧水用量的影响

如表1所示，1%的H2O2溶液用量在0.5～2.5 mL范围内△A较大且稳定，实验时选用2.00 mL。

表1 双氧水用量对褪色反应的影响

2.2.3 酸度的影响

在桑椹红、双氧水、铜标液用量不变的条件下分别加入pH=1～10缓冲溶液，定容，观察现象并测其吸光度。实验表明，pH=8～9时有沉淀生成，pH=10时生成了天蓝色络合物干扰实验，在pH=7的去离子水条件下褪色效果最好。

2.2.4 温度的影响

取8.00 mL 0.25 mg·mL-1桑椹红色素溶液，加入2.00 mL 1%的H2O2溶液、2.00 mL 4 mg·mL-1Cu2+溶液，于50 mL容量瓶中定容，分别在25 ℃，30 ℃，50 ℃，70 ℃，90 ℃水浴中反应一段时间，冷却后测定吸光度，结果见表2。

表2 温度对褪色反应的影响

如表2所示，随着温度的升高，△A变化不大，故可在常温条件下反应。

2.2.5 反应时间的影响

在上述实验条件下，分别在反应5、10、15、20、25 min时测定吸光度，结果表明时间对褪色反应影响不大，因此选择褪色反应时间为5 min。

2.2.6 表面活性剂对反应的影响

在上述实验条件下，分别加入1.00 mL 1%的表面活性剂于50 mL容量瓶中定容，测其吸光度，结果见表3。

表3 表面活性剂对反应的影响

十二烷基苯磺酸钠严重影响了Cu2+对双氧水桑椹红褪色反应的催化作用，所以△A为负值。其他表面活性剂的加入对△A影响不明显，所以实验中不加表面活性剂。

2.2.7 干扰离子对反应的影响

实验表明，相对误差在±5%范围内，对15 ng·mL-1的Cu2+，1 000倍的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NO3-、SO42-、Cl-，100倍的Zn2+、Fe3+、Al3+不干扰测定。

2.2.8 标准曲线的绘制

各取1.00 mL，2.00 mL，3.00 mL，4.00 mL，5.00 mL 0.2 μg·mL-1Cu2+，加入2.00 mL 1% H2O2溶液、8.00 mL 0.25 mg·mL-1桑椹红色素溶液于50 mL容量瓶中，定容，测其吸光度，绘制标准曲线，见图3。用D=3σ/S计算最低检出限Dm=0.044 μg·mL-1。

图3 标准曲线

2.3 茶叶中铜含量的测定

2.3.1 加标回收实验

取上述待测绿茶试液，按2.2最佳条件做加标回收实验，回收率在95%～104%。结果见表4。

2.3.2 红茶、绿茶中铜含量的测定

按2.2最佳测定条件对红茶、绿茶试液进行测定，Cu2+含量分别为1.881 μg·mL-1、0.946 μg·mL-1，相对标准偏差分别为0.27%、0.49%。

表4 加标回收实验

3 结论

桑椹红色素最大吸收波长为522.5 nm，铜能很好地催化双氧水—桑椹红的褪色反应。在实验最佳条件下测定铜的标准曲线的线性回归方程为

检出限为0.044 μg·mL-1。

将本方法用于红茶、绿茶中的铜含量的测定，铜含量分别为1.881 μg·mL-1、0.946 μg·mL-1，加标回收率95%～104%，相对标准偏差分别为0.27%、0.49%。该方法测定快速、灵敏，实验结果符合分析要求，可以作为测定茶叶中铜含量的一种方法。

[1] 宋学省.地衣红褪色光度法测定痕量铜[J].冶金分析, 2006,26(3)∶62-64.

[2] 严小平,李立,李成平.褪色光度法测食品中痕量铜[J].理化化验-化学分册,2007,43(7)∶599-600.

[3] Piero Fossati, Lorenzo Prencipe, Giovanni Bertl. Enzymic Creatinine Assay∶ A New Colorimetric Method Based on Hydrogen Peroxide Measurement[J]. Clinical Chemistry, 1983, 29(8)∶ 1494-1496.

[4] 顾谦,陆锦时,叶宝存.茶叶化学[M].合肥∶中国科学技术大学出版社,2002∶109-118.

[5] 曾剑超,马力,王强.茶叶中铜铅含量的检测[J].凯里学院学报,2007,25(3)∶20-22.

[6] 王琳,岳田利.桑椹红色素的研究进展[J].西北农业学报, 2004,13(3)∶169-172.

[7] 王金亭,张季冬.桑椹红色素的制备及其应用[J].江西农业学报,2008,20(3)∶78-79.

（责任编辑、校对：琚行松）

Fading Spectrophotometric Determination of Copper with Mulberry Pigment-Hydrogen

LIU Xin, WANG Xin-tong

(Department of Chemistry, Tangshan Teachers College, Tangshan 063000, China)

The new method of fading spectrophotometric determination of trace copper with mulberry pigment-hydrogen was established. The effect of the acidity, mulberry pigment’s concentration, hydrogen peroxide’s concentration, reaction temperature, reaction time of copper ion catalytic hydrogen peroxide mulberry pigment fade was examined, and the optimum conditions were obtained. Using this method, the copper content of the green tea and the black tea could be determined. They were 1.881 μg·mL-1and 0.946 μg·mL-1. The recovery with additional standard achieved 95%～104%, The relative standard deviations were 0.27% and 0.49%, respectively.

fading spectrophotometric determination; mulberry pigment; copper; hydrogen peroxide

O657.32

A

1009-9115(2013)05-0016-03

10.3969/j.issn.1009-9115.2013.05.005

2011年度河北省人才工程培养基金（A201100265）

2013-07-31

刘欣（1972-），女，河北唐山人，硕士，教授，研究方向为分析化学。