共振光散射法测定食用油中铁含量.pdf

2013 年 4 月第 28 卷第 4 期中国粮油学报Journal of the Chinese Cereals and Oils AssociationVol 28，No 4Apr.2013共振光散射法测定食用油中铁含量李咏梅1李人宇2施鹏飞1(淮海工学院化学工程学院1，连云港222005)(连云港师范高等专科学校2，连云港222006)摘要采用微波消解对食用油进行前处理，根据铁()在氨 氯化铵缓冲溶液中对邻菲啰啉和灿烂黄所产生的共振光散射具有显著增强作用，建立了共振光散射法测定食用油中铁含量的新方法。试验了酸度、邻菲啰啉用量、灿烂黄用量、反应温度和时间对测定的影响，确定了最佳反应条件，还考察了共存离子对测定的干扰情况。在优化的反应条件下，最大共振光散射峰位于 360 9 nm，共振光散射增强量与铁()质量浓度在 0 0 25 g/mL 范围内线性关系良好，相关系数为 0 999 3，检出限为 2 8 ng/mL。将该法用于食用油中微量铁的测定，相对标准偏差 3%，回收率为 97 3%102 5%。该方法灵敏准确、简便快速、精密度高、高效环保，完全满足食用油中铁含量的检测要求。关键词共振光散射法食用油铁中图分类号:R155 5+8文献标识码:A文章编号:1003 0174(2013)04 0103 05基金项目:国家自然科学基金青年科学基金(21101069)收稿日期:2012 08 10作者简介:李咏梅，女，1973 年出生，高级实验师，硕士，应用化学通迅作者:李人宇，男，1972 年出生，教授，博士，应用化学食用油通常含有微量铁，对人体具有一定的补铁作用1。食用油中的铁含量容易受到环境污染、原料选取、生产加工、运输储存等因素的影响而增大。若食用油中铁含量过大会影响油的色泽和滋味，催化油的氧化变质，缩短油的保质期2。因此，严格监控食用油中铁含量具有重要意义。测定铁的方法主要有原子吸收分光光度法3 4、分光光度法5 6、荧光法7、色度法8 等。共振光散射法是一种简便、快速、灵敏、经济的分析方法，自1993 年创立以来，已广泛应用生物大分子、药物和无机元素分析9 10，但极少用于铁的测定11。本研究中，铁()在氨 氯化铵缓冲溶液中能与邻菲啰啉和灿烂黄发生络合反应，使共振光散射显著增强，国内外鲜见文献报道。通过试验对反应条件进行优化，结合微波消解样品前处理技术，建立了共振光散射法测定食用油中铁含量，检出限显著低于国标法 原子吸收分光光度法。1材料与方法1 1材料芝麻油、色拉油:市售;硫酸亚铁铵(优级纯):中国食品药品检定研究院;硫酸、硝酸、双氧水、盐酸羟胺(优级纯):国药集团化学试剂有限公司;氯化铵、冰乙酸、结晶乙酸钠、乙酸铵、邻菲啰啉、灿烂黄(分析纯):国药集团化学试剂有限公司;氨水(分析纯):南京化学试剂有限公司。实验用水为重蒸水。铁()标准储备 液:100 g/mL，准 确 称 取0 070 2 g硫酸亚铁铵，溶于 5 mL(1+1)硫酸中，移入 100 mL 容量瓶中，用水定容并摇匀，贮存于聚乙烯瓶内，冰箱 4 保存。铁()标准工作液:1g/mL，精确吸取 1 0 mL 铁()标准贮备液，用水定容至 100 mL，临用现配;pH 8 5 氨 氯化铵缓冲溶液:称取 40 g 氯化铵溶于水，加入 8 8 mL 氨水，用水稀释至 500 mL，经酸度计校正;邻菲啰啉溶液:1 0104mol/L;灿烂黄溶液:1 0 105mol/L。1 2试验仪器970CRT 荧光分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;ETHOS E 微波消解仪:意大利 Milestone 公司;DHC2010 低温恒温槽:重庆四达实验仪器有限公司;pHS 3C 型酸度计:上海精密科学仪器有限公司;SYZ B 型石英亚沸高纯水蒸馏器:宜兴新建石英玻璃器厂。1 3试验方法在 10 mL 比色管中，依次加入1 0 mL pH 8 5 的氨 氯化铵缓冲溶液，一定量铁()标准工作液或样品溶液，1 5 mL 1 0 104mol/L 邻菲啰啉溶液中国粮油学报2013 年第 4 期和 1 5 mL 1 0 105mol/L 灿烂黄溶液，用水定容并摇匀，控温于 20 反应 10 min。取适量溶液于石英比色皿中，置于荧光分光光度计上，在激发光和发射光狭缝宽度均为10 nm，灵敏度为3，ex=em的条件下，于最大共振光散射波长 360 9 nm 处测量溶液的共振光散射强度 IRLS。以不加铁()的溶液为试剂空白，测量其共振光散射强度 IoRLS，计算 IRLS=IRLS IoRLS。1 4样品处理称取 0 5 g(精确到 0 000 1 g)油样于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入 6 mL 硝酸和 2 mL 双氧水，轻微摇匀，安装好消解罐，置于微波消解仪中，按设置程序消解。在 5 min 内由室温升至 180，保温5 min，再在 5 min 内升温至 190，保温 5 min，消解完毕得透明溶液。待冷却后转入 50 mL 烧杯中，置于电热板上加热赶酸至消解液约 0 5 mL 为止，在此过程中适当滴加盐酸以利于氮氧化物的逸出。冷却后，用少量水将消解液转入 10 mL 容量瓶中，加入1mL 1 g/L 盐酸羟胺溶液将铁()还原为铁()，用水定容，置于冰箱 4 保存，待测。2结果与讨论2 1共振散射光谱按照试验方法在 ex=em条件下扫描获得共振散射光谱，如图 1 所示。在 pH 8 5 氨 氯化铵缓冲溶液中，当邻菲啰啉和灿烂黄共存时，最大共振光散射峰位于 360 9 nm(曲线 1)。当铁()加入其中发生络合反应后，最大共振光散射峰仍位于 360 9 nm(曲线 2 4)，且此波长处共振光散射强度增加量与铁()浓度呈正比。故选择 ex=em=360 9 nm为测定波长。图 1共振散射光谱2 2反应条件的优化2 2 1酸度的影响按试验方法，分别以乙酸 乙酸钠(pH3 6 5 7)，乙酸铵(pH7 0)和氨 氯化铵(pH7 5 10 5)缓冲溶液作为反应介质进行试验，结果表明，反应在碱性介质中容易发生，但在酸性或中性介质中很难发生。由表 1 可知，在 pH 8 5 氨 氯化铵缓冲溶液中反应，体系灵敏度最高，IRLS值最大。改变其用量进行试验，当缓冲溶液用量为 1 0 mL 时，IRLS值最大，如图 2 所示。选用 1 0 mL pH 8 5 氨 氯化铵缓冲溶液。表 1pH 值的影响pH 值364557707580859095100105IRLS14058 6488 25567 0554 47456 277155 397758 386616 369218 340031 289460图 2缓冲溶液用量的影响2 2 2邻菲啰啉用量的影响试验结果表明，当 1 104mol/L 邻菲啰啉溶液用量为 1 5 mL 时，IRLS值最大，如图 3 所示。选用1 5 mL 邻菲啰啉溶液。图 3邻菲啰啉用量的影响2 2 3灿烂黄用量的影响试验结果表明，当1 0 105mol/L 灿烂黄溶液用量在 1 0 3 0 mL 范围内，IRLS值最大，如图 4 所示。选用 1 5 mL 灿烂黄溶液。401第 28 卷第 4 期李咏梅等共振光散射法测定食用油中铁含量图 4灿烂黄用量的影响2 2 4反应温度的影响试验结果表明，当反应温度为 20 时，IRLS值最大且稳定，如图5 所示。故选择20 为反应温度。图 5反应温度的影响2 2 5反应时间与稳定性试验结果表明，反应开始后，IRLS值迅速增大。当反应 10 min 时，IRLS达到最大，并保持 50 min 基本不变(相对误差 5%)，如图 6 所示。故选择反应时间为 10 min。图 6反应时间的影响2 3标准曲线与检出限在一组10 mL 比色管中，分别准确加入1 g/mL铁()标准工作液 0、0 50、1 00、1 50、2 00、2 50mL，按试验方法在最优条件下反应，测定其 IRLS值，绘制标准曲线，如图 7 所示。线性范围为 0 0 25g/mL，标准曲线回归方程为 IRLS=2 109 3 4654 1，相关系数 r=0999 3。测定11 份试剂空白溶液的散射光强度，求得标准偏差 s=199，按照式 DL=3s/k(k:斜率)计算出方法检出限为 2 8 ng/mL，显著低于原子吸收光谱法的检出限(02 g/mL)。图 7标准曲线2 4共存离子的影响在最佳反应条件下，对 10 mL 溶液中 2 g 铁()进行测定，相对误差 5%范围内，常见离子的允许倍量(未做上限)为 F、Cl、Br、I、NO3、SO32、Na+、Ca2+、NH4+、Mg2+、Ba2+(500)，HCO3、CO32、K+(125)，Al3+(50)，Cu2+、Co2+、Ni2+(25)，SeO32、Zn2+(20)，Cd2+(10)。结果表明，方法有良好的选择性。对于食用油样品无需分离，可直接测定样品中铁含量。2 5样品分析精确吸取1 0 mL 按照1 4 步骤制备的样品溶液于 10 mL 比色管中，按照 1 3 试验方法测定铁含量，并与国标法 原子吸收分光光度法3 对照，测定结果见表 2。由表 2 可知，两种方法的测定结果一致，且 RSD 为 1 48%2 69%，表明该方法准确可靠，精密度高。表 2样品中铁含量测定结果(n=5)样品原子吸收法测定值/mg/kg本法测定值/mg/kg平均值/mg/kgRSD/%橄榄油40954 270、4145、4063、4 254、40194150269葵花籽油1042310425、10 653、10 591、10107、10 31810419210玉米胚芽油1407114491、14 635、14 186、14517、13 96214358193芝麻油1610716027、15 698、16 375、16235、15 86216039170色拉油2384222973、23 438、23 907、23684、23 52623506148501中国粮油学报2013 年第 4 期另称取 0 5 g 油样，加入 10 g 铁()标准工作液，按照 1 4 步骤预处理，精确吸取 1 0 mL 预处理后的样品溶液于 10 mL 比色管中，按照 1 3 试验方法测定铁含量，再计算回收率，结果见表 3。由表 3可知，回收率为 97 3%102 5%，表明该方法测定结果准确。表 3回收率测定结果(n=5)样品样品本底值/mg/kg加标量/mg/kg加标测定值/mg/kg平均值/mg/kg回收率/%橄榄油41502014017、14315、14458、14681、14534144011025葵花籽油104192020597、20508、20163、20459、21061205581014玉米胚芽油143582024165、24773、24216、24740、24308244401008芝麻油160392035552、35797、35468、36278、3632235883992色拉油235062042518、42902、42976、42862、43520429569733结论试验优化了铁()邻菲啰啉 灿烂黄体系反应条件，确定了最佳条件，采用微波消解对食用油进行前处理，建立了共振光散射法测定食用油中铁含量，检出限显著低于国标法 原子吸收分光光度法。该方法灵敏准确、简便快速、精密度高、高效环保，完全满足食用油中铁含量检测要求。参考文献 1 迟锡增 微量元素与人体健康 M 北京:化学工业出版社，1997，79 80 2 武汉医学院 营养与食品化学 M 北京:人民卫生出版社，1981，269 3 GB/T 5009 902003，食品中铁、镁、锰的测定 S 4 陈树榆，林淑钦，齐文启 雾化淀积石墨炉原子吸收法直接测定植物油中微量铁J 中国科学技术大学学报，1989，19(1):141 145 5 Wolpp R H H，Orhanovir M A Simple method for the colori-metric and spectrophotometric determination of ferric iron in alarge concentration range J Talanta，1965，11(7):1019 1029 6 朱战胜，张晶，刘素芳，等 快速测定营养强化大米和铁锅烹饪食品中的铁含量 J 中国食物与营养，2011，17(1):83 85 7 乔善宝，王庆东，焦昌梅 荧光猝灭法测定婴幼儿米粉中的铁 J 化学世界，2010，51(1):15 17 8 王小伟，侯彩云 小麦粉中三价铁检测方法的研究 J 中国粮油学报，2006，21(5):144 147 9 李原芳，黄承志，胡小莉 共振光散射技术的原理及其在生化研究和分析中的应用 J 分析化学，1998，26(12):1508 1515 10 梁金虎，唐英，张进，等 共振光散射技术的原理与研究进展 J 重庆文理学院学报:自然科学版，2010，29(4):31 36 11 谢锂纱，李永丽，刘忠芳，等 共振瑞利散射法测定盐渍食品中的亚铁氰化钾J 分析化学，2006，34(10):1511 1511Resonance Light Scattering Method for Determinationof Iron Content in Edible OilLi Yongmei1Li Renyu2Shi Pengfei1(School of Chemical Engineering，Huaihai Institute of Technology1，Lianyungang222005)(Lianyungang Teachers College2，Lianyungang222006)AbstractUsing microwave digestion for pretreatment of edible oil，a new resonance light scattering(RLS)method for determination of iron content in edible oil was established，which was based on Fe(II)obvious enhancingeffect on the RLS of phen and brilliant yellow in ammonia ammonium chloride buffer solution The optimal reactionconditions were determined after the experiments including acidity，phen and brilliant yellow dosage，reaction tempera-ture and time studied The interferences from coexistent ions were also investigated Under optimum reaction condi-tions，there was a good linear relationship between the enhanced intensity of RLS and the concentration of Fe(II)inthe range of 0 0 25 g/mL with the maximum RLS peak at 360 9 nm and the correlation coefficient of 0 999 3The detection limit of Fe(II)was 2 8 ng/mL The method was applied to the determination of trace iron in edible oil601第 28 卷第 4 期李咏梅等共振光散射法测定食用油中铁含量RSD was less than 3%，and recovery was in the range of 97 3%102 5%This method was sensitive，accurate，sim-ple，rapid，precise，efficient and environmentally friendly，which could completely meet the analysis requirements of i-ron content in edible oilKey wordsresonance light scattering method，edible oil，檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪iron(上接第 50 页)seed oil to scavenge DPPH free radicals and degree of peroxidation of two samples obtained by pressing and the super-critical CO2extraction method respectively were investigated The results showed that extraction time had the greatestimpact on extraction rate，followed by extraction temperature，extraction pressure was the least The optimal processconditions of supercritical CO2extraction method were temperature 35，pressure 30 MPa and the time 60 min，theoil extraction rate was 28 86%The content of unsaturated fatty acid reaches as high as 90%of peony seed oil，whilethe antioxidant property of seed oil is similar to fat soluble antioxidant;Super critical oils removal ability of DPPHradical was significantly higher than pressed oil，and lipid peroxide degree induced by Fe2+was less than pressed oil，which means supercritical peony seed oil extracted by supercritical CO2extraction method superiors to pressed oil So，supercritical CO2extraction method is recommended for extracting high value added peony seed oilKey wordspeony seed oil，supercritical CO2extraction，fatty acid composition，antioxidation activity701