钼酸铵比色法测定蔗汁中磷酸盐含量试验方法的改进

张 琳

（华南理工大学食品科学与工程学院，广东　广州　510640）

钼酸铵比色法测定蔗汁中磷酸盐含量试验方法的改进

张 琳

（华南理工大学食品科学与工程学院，广东广州510640）

采用钼酸铵比色法测定蔗汁中磷酸盐含量。考察检测波长、显色时间、硫酸溶液、钼酸铵溶液和氯化亚锡溶液添加量对测定结果的影响。研究结果表明：检测波长为660 nm；硫酸溶液（6.25 mol/L）、钼酸铵溶液（25 g/L）和氯化亚锡溶液（50 g/L）的加入量分别为0.5、2.0 mL、15滴；显色时间5 min。在此条件下，磷酸盐测定回归方程为 A=0.17898C+0.00093，相关系数 r=0.9998，线性关系良好。高、中、低3种样品浓度方法回收率和RSD都在合理范围内。该方法可用于蔗汁中磷酸盐含量测定。

磷酸盐；钼酸铵；分光光度法；验证

0　前言

制糖工业生产过程中的原料甘蔗、半成品及成品糖，除含有蔗糖和有机非糖分外，还含有无机非糖物。无机非糖物如磷酸盐、氯化物、钙盐等，会导致现糖液色值增大，蔗糖转化或结晶速度降低，成品率下降等［1］，影响到制糖生产和产品的质量。因此，测定原料、半成品、成品及副产品中的无机非糖物的含量和变化规律，对于监控和改进糖品生产具有重要意义。

目前食品中磷酸值的测定方法常用有重量法、容量法［2］、分光光度法、离子色谱法、等离子体发射光谱法［3］等。但在实际操作中发现重量法和容量法操作繁琐，耗时较长，仪器测定方法成本高，操作复杂，难以推广和普及。

糖厂进行糖品中磷酸盐含量测定多采用钼酸铵分光光度法［4］。该方法操作简单，快速准确，但随着这种测定方法的不断推广，在应用中出现了一些问题，如显色程度深浅不一，吸光度值随放置时间变化，测定数据跳跃不稳定。测定波长、显色时间、还原剂加入量、钼酸铵加入量、样品 pH值等都会影响到测量准确性。有研究表明，加入显色试剂的澄清蔗汁最大吸收波长在660～725 nm之间，在690 nm处出现局部吸收峰值［5］，用720 nm波长进行比色时，其工作范围（磷浓度）在0～1.0 mg/kg以内呈线性关系［6］。

本研究对钼酸铵比色法测定磷酸值浓度试验中的显色反应时间、样品酸度范围、最佳吸收波长等问题进行探讨，寻找最佳测定方法。

1　材料与方法

1.1仪器和药品

1.1.1仪器

UV-1800型紫外可见分光光度仪，上海美谱达仪器有限公司；TLE204电子分析天平（精度0.1 mg），梅特勒-托利多仪器有限公司；石英比色皿（1 cm），江苏金坛宏华仪器厂。

1.1.2药品和材料

磷酸氢二钾（分析纯），台山市粤侨试剂塑料有限公司；钼酸铵（分析纯），天津市化学试剂四厂；浓硫酸（分析纯），氯化亚锡（分析纯），天津市大茂化学试剂厂；二次蒸馏水。

糖蔗（产地广西）；黄皮果蔗（产地福建）；黑皮果蔗（产地广东）市场购买。

1.2方法

1.2.1标准溶液配置

磷酸盐标准储备液（10 mg/mL）：准确称取磷酸二氢钾19.1740 g（使用前于110℃干燥2 h），用蒸馏水溶解，转移入1000 mL容量瓶中，加水至标线，摇匀。

磷酸盐标准使用液（0.1 mg/mL）：将5.00 mL磷酸盐标准储备液转移至500 mL容量瓶中，蒸馏水加水至刻度，摇匀。

1.2.2标准曲线绘制

准确吸取磷酸盐标准使用液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 mL于8个100 mL容量瓶中，加水至95 mL，准确加入25 g/L钼酸铵溶液2.0 mL，6.25 mol/L硫酸溶液1.0 mL，摇匀后加入50 g/L氯化亚锡溶液10滴，加水至标线，摇匀后静置5 min。用1 cm比色皿，以0 mL的磷酸盐溶液为空白，在660 nm波长下测定其吸光度，绘制标准曲线。

1.2.3样品处理

甘蔗斩段，剖开，放入压榨机中将其破碎，收取蔗汁。准确吸取25.0 mL蔗汁，移入100 mL容量瓶中，加蒸馏水至标线，摇匀，过滤。弃去最初的滤液，吸取滤液50.0 mL，移入另一100 mL容量瓶中，按1.2.2方法处理，准备测定。

2　实验方法改进

2.1检测波长的选择

取磷酸盐标准使用溶液，按照1.2.2节方法加入适量钼酸铵和氯化亚锡溶液进行显色反应，用1 cm比色皿，设定波长为 630、640、650、655、660、665、670、675、680、690、700、705、710、715、720、725 nm，测定并比较吸光度，结果见图1。

图1　吸光度随波长的变化

如图1所示，当波长为660 nm时，吸光度达到峰值。在680～725 nm范围内，吸光度值基本无变化，与文献报道较一致。由此确定实验最佳波长为660 nm。

2.2酸度的影响

本文考察在相同钼酸铵和氯化亚锡溶液加入量下，添加0.05、0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 mL硫酸溶液对吸光度值的影响，见图2。

图2　硫酸溶液加入量对吸光度的影响

由图可知，随着溶液酸度增加，吸光度值先增加后逐渐下降，硫酸溶液加入量在0.5 mL时吸光度值最大。分析原因是，较低酸度条件下磷钼酸铵具有弱氧化性，容易被氧化亚锡还原，使溶液变成蓝色，但酸度过大时，会影响磷钼络合物还原成磷钼蓝，使蓝色变浅。因此硫酸溶液加入量选择0.5 mL。

2.3钼酸铵加入量的影响

本文考察了在相同硫酸和氯化亚锡溶液加入量下，0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 mL钼酸铵溶液加入量对吸光度的影响，见图3。

图3　钼酸铵溶液加入量对吸光度的影响

由图可知，随着钼酸铵量的增加，吸光度值也逐渐增加后趋于平衡，钼酸铵溶液加入量在2.0 mL左右时吸光度值最大。分析原因是，钼酸铵加入量较少时，反应不完全，为保证磷酸盐能与钼酸铵充分反应，钼酸铵应该过量。考虑到过量钼酸铵会增加背景吸收，在保证充分反应的基础上，钼酸铵溶液加入量选择2.0 mL。

2.4氯化亚锡加入量

本文考察了在相同硫酸和钼酸铵溶液加入量下，氯化亚锡溶液加入量分别为1、3、6、8、10、15滴时对磷钼蓝吸光度的影响，见图4。由图4可知，随着氯化亚锡加入量的增加，吸光度值也在增加。加入量小于10滴时，吸光度值较小，说明氯化亚锡量不足，不能充分还原磷钼酸铵。为保证反应充分进行，同时考虑到氯化亚锡的毒性和对环境的污染，选择氯化亚锡溶液加入量为10滴。

图4　氯化亚锡溶液加入量对吸光度的影响

2.5显色反应时间的影响

按 1.2.2节方法考察反应 2、5、10、15、20、30、60 min对吸光度值的影响，结果见图5。由图5可知，显色反应少于5 min时，吸光度值较低，说明样液可能还未充分反应。显色时间在 5～10 min内，吸光度值无显著变化，随着时间增加，吸光度值逐渐降低，因此确定合适的显色反应时间为 5～10 min，考虑到实验总体时长，选择显色反应时间为5 min。

2.6标准曲线绘制

图5　显色时间对吸光度的影响

按照 1.2.2节方法测定不同浓度磷酸盐标准液吸光度值，测定结果见表1。绘制磷酸盐标准曲线，拟合方程为A=0.17898C+0.00093（r=0.9998）。式中：A为吸光度，C为溶液质量浓度（μg/mL），磷酸盐浓度在0.50～4.00 μg/mL范围内线性关系良好。

2.7方法检出限实验

按照1.2.2节方法，重复10次空白实验，将各个测定结果换算为样品中的浓度，以3倍标准偏差计算方法检出限为0.013 μg/mL。

2.8精密度和加标回收率实验

取糖蔗蔗汁样品，按照1.2.3方法测定磷酸值含量，并进行精密度和加标回收率实验，测定结果见表2和表3。由结果可知，方法高、中、低3种浓度的加标回收率和相对标准偏差均在合理范围内。说明本方法精密度好，方法准确可行。

2.8样品测定

按1.2.3节方法，对市售3种甘蔗进行测定，测定结果见表 4。测定结果表明不同种类的甘蔗原料中磷酸盐含量有差别，可能与甘蔗种类、纤维含量等有关。

表1　不同浓度磷酸盐标准液的吸光度值

表2　糖蔗样品精密度测定结果（n=6）

表3　糖蔗样品加标回收率测定结果（n=6）

表4　样品测定结果（n=3）

3　结论

本文依据钼酸铵分光光度法的测量原理，对试验中最佳吸收波长、样品酸度、钼酸铵加入量、显色反应时间等问题进行探讨，并用检测限、精密度和加标回收率等指标对方法的准确性进行了验证。结果表明，钼酸铵比色法测定蔗汁中磷酸盐含量试验方法精密度好，准确度高，适合糖品中磷酸盐含量控制分析。

［1］友部胜美，长坂忠良. 用原子吸收分光光度法测定糖中的无机非糖分［J］. 甜菜糖业，1979，6（3）：45-51.

［2］国家卫生和计划生育委员会. 食品添加剂磷酸：GB/T 1886/15-2015［S］. 北京：中国标准出版社，2015.

［3］何宇霆，张新申，张一，等. 磷酸盐测定方法及研究进展［J］. 皮革科学与工程，2008，18（4）：26-29.

［4］莫佳琳，张思原，陆海勤. 钼酸铵分光光度法检测糖厂工业磷酸含量的应用研究［J］. 甘蔗糖业，2015，2（1）：52-56.

［5］DOHERTY W O S， RACKERMANN D W， 张建珍. 蔗汁澄清中磷酸钙的一些化学作用机理［J］. 广西糖业，2012，12（4）：44-50.

［6］梁运江，谢修鸿，许广波. 磷钼蓝比色法合适工作波长及线性范围的探讨［J］. 中国环境检测，2007，23（2）：35-37.

（本篇责任编校：邓丹丹）

Ammonium Molybdate Spectrophotometric Method for the Determination of Phosphate Content in Sugarcane Juice

ZHANG Lin
（School of Food Science and Engineering， South China University of Technology， Guangzhou 510640）

Ammonium molybdate spectrophotometric method was adopted for the determination of phosphate content in sugarcane juice. We investigated detection wavelength， color development time， the amount of reaction reagents effect on the determination results. The results showed that detection wavelength was 660 nm，sulfuric acid （6.25 mol/L） amount was 0.5 mL， ammonium molybdate solution （25 g/L） amount was 2.0 mL，stannous chloride solution （50 g/L） amount was 10 drops， and color development time was 5 min. Under these conditions， the regression equation was A=0.17898C+0.00093 （r=0.9998）， which had a good linear relationship. High， medium and low samples recovery rates and RSD were all in a reasonable range. The method could be applied to the determination of phosphate content in sugarcane juice.

Ahosphate；Ammonium molybdate；Spectrophotometry；Detection

TS247

A

1005-9695（2016）05-0057-06

2016-09-11；

2016-10-21

张琳（1985-），女，汉族，研究生，助理实验师；E-mail：thionyl0008@163.com

引文格式：张琳. 钼酸铵比色法测定蔗汁中磷酸盐含量试验方法的改进［J］. 甘蔗糖业，2016（5）：57-62.