果脯中苯甲酸含量的测定.doc

果脯中苯甲酸含量的测定
紫外分光光度法
高效液相色谱法
酸碱滴定法测定苯甲酸钠
荧光光谱标准加人法测定苯甲酸钠的含量
电势滴定法测定苯甲酸钠含量
高效离子色谱法测定辣椒红色素中苯甲酸的含量
气相色谱法测定苯甲酸的含量

一、 紫外分光光度法
一、实验目的
１、掌握紫外分光光度计的使用方法及正确操作方法；
２、了解不同果脯中苯甲酸测定的处理方法及测定方法。
二、实验原理
苯甲酸及苯甲酸钠在近紫外光区具有较强的吸收。通过A-λ实验找到苯甲酸最大吸收锋位置。
另一方面，苯甲酸的钠盐在水中具有适当的溶解度，所以，可将标样和样品处理成水溶液，采用紫外分光光度计，通过标准曲线法而实现酸性食品中苯甲酸（钠）含量的测定。
三、仪器和试剂
7500或240型紫外-可见分光光度计，分析天平，研钵，容量瓶（50mL若干），抽滤瓶，布氏漏斗，吸量管若干。
苯甲酸标准储备液 (0.5000mg/mL):准确称取0.5000g苯甲酸(AR)溶于少量0.01mol/L的NaOH中，然后用上述NaOH溶液定容于1000mL容量瓶中即得。
0.01mol/L的NaOH溶液。
四、实验内容
1.制作标准溶液系列
取5mL标准储备液于50mL容量瓶中，用0.01MNaOH溶液定容。另取6只50mL容量瓶（标号0~5）分别移取稀释液0.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL于容量瓶中，定容。
2.样品处理
称取待测果脯样品10g（记录实际称取量）置于研钵中，加入适量0.01M的NaOH，充分研磨。抽滤，注意用氢氧化钠溶液洗涤研钵和布氏漏斗。将滤液收集于同一50mL容量瓶中，定容。从中取2.5mL于50mL容量瓶中，定容。
（如果实验中发现浓度不合适，可另取不同体积样品液稀释）
3.制作A-λ曲线
以0号样为参比，对3号样进行扫描，波长范围210~240nm，找出最大吸收波长。
4.标准曲线制作与未知样测定
以0号样为参比，在找到的最大吸收波长下测定标准溶液系列的吸光度，最后 测定未知液的吸光度。

五、计算
制作标准曲线并计算
二、高效液相色谱法
一、实验目的
1.学习高效液相色谱仪的操作
2.了解高效液相色谱法测定苯甲酸的基本原理
3.掌握高效液相色谱法进行定性定量分析的基本方法
二、实验原理
将浓度不同的苯甲酸标准溶液与未知样品在相同色谱条件下进行分离试验，分别测得它们在色谱图上的保留时间tR和峰面积A，可直接用tR进行定性分析，并以峰面积A作为定量测定的参数，采用工作曲线法（外标法）测定食品中的苯甲酸。
三、 仪器试剂
Agilent1100高效液相色谱仪（带紫外检测器）；色谱柱(Kromasil C18,5 um*150mm*4.6mm),平头微量注射器；
分析天平(精度0.1mg)、料理机。
甲醇(SG)、乙酸铵 (AR)、苯甲酸标准品(≥99%,国家标准物质中心)
实验用水为超纯水
甲醇：经滤膜0.45um过滤；
乙酸铵溶液(0.02mol/l):准确称取1.54g乙酸铵，加入1000mlH2O溶解，并经0.45um滤膜过滤；
NaHCO3溶液(20g/L):称取2g NaHCO3,加水100ml,摇匀；
苯甲酸标准储备液（1mg/ml）：准确称取100mg苯甲酸，加NaHCO3溶液（20g/L）5ml,加热溶解，移入100ml容量瓶并定容；
流动相：甲醇:乙酸铵溶液(0.02mol/l)=5:95,流动相进入色谱前，用超声波发生装置脱气10min；
待测试样：果脯样品。
四、实验内容
（1）苯甲酸标准使用液（100ug/ml）的配置：取储备液10ml,放入100ml容量瓶，加水稀释至刻度摇匀，并经0.45um滤膜过滤。
（2）标准溶液： 分别精密量取 5、 10 、20、40 mL 的标准使用液至 50mL 容量瓶中 ，用超纯水定容，得 10 、20
40 、80 、100 ug/mL 的系列标准溶液 .
（3）样品处理：准确称取0.05g果脯置于100ml洁净干燥的烧杯中，用20ml蒸馏水煮沸10min，冷却后，将上层清液经0.45um滤膜过滤于50ml容量瓶，残渣按此步骤再重复一次，将清液全部转移至容量瓶，并定容至刻度。
4）色谱仪器条件：泵的流速1.0ml/min;检测波长230nm,进样量20ul，柱温室温。
（5）待仪器基线稳定后，由低浓度至高浓度进苯甲酸标准液，记录不同浓度下保留时间及峰高、峰面积；再测定果脯试液的色谱图，分别记录三个样品的保留时间及峰高、峰面积。
五、 数据处理
（1）以标样的峰面积为纵坐标，浓度为横坐标绘制标准曲线。
（2）根据保留时间确定样品的中的苯甲酸的色谱峰。
（3）根据求取样品中苯甲酸的浓度。
三、酸碱滴定法测定苯甲酸钠 （应该会有其他物质干扰，具体量也不好确定）
一、实验原理：
试样中加入饱和氯化钠溶液，在碱性条件下进行萃取，分离出蛋白质、脂肪等，然后酸化，用乙醚提取试样中的苯甲酸，再将乙醚蒸去，溶于中性醚醇混合液中，最后以标准碱液滴定。
二、仪器和试剂：
中性乙醇
0.05mol/L 氢氧化钠标准滴定溶液
Nacl、无水乙醚、1：1盐酸、无水硫酸钠、1%酚酞指示剂
电子天平、分液漏斗、滴定装置、蒸馏装置
三、 实验内容
1、样品处理：称取待测果脯样品100g（记录实际称取量）置于研钵中，加入适量0.01M的NaOH，充分研磨。抽滤，注意用氢氧化钠溶液洗涤研钵和布氏漏斗。将滤液收集于同一50mL容量瓶中，加AR NaCl直到不溶解为止（降低苯甲酸在水中溶解度，以减少在提取及水洗过程中的损失），用10%NaOH调为碱性（这时苯甲酸生成苯甲酸钠，并以苯甲酸钠状态存在）→用饱和NaCl定容50ml→静置2小时→过滤→弃去初液→收集滤液
2、氢氧化钠的标定：
用邻苯二甲酸氢钾标定
准确分别称取邻苯二甲酸氢钾0、2±0、01g 3份与锥形瓶中，酚酞作为指示剂，用配好的氢氧化钠分别滴定，直至溶液变为红色为滴定终点，记录消耗氢氧化钠的体积，计算取平均值
3、 提取及滴定：吸滤液100ml→于500ml分液漏斗→加1︰1 HCl 4ml酸化→用50ml乙醚分三次提取→每次振荡不能太激烈以防乳化→合并醚层→连接蒸馏装置→回收乙醚（50℃水浴）→用20ml中性醚醇+50ml水溶解残渣→加2滴酚酞→用0.05mol/L NaOH滴出微红色（同时要求做空白实验）
四、 数据处理
四、 荧光光谱标准加人法测定苯甲酸钠的含量
我国国标G B2 7 6 O一19% 规定食品中苯丙酸钠含量低于0. 2g/Kg , 苯甲酸和苯甲酸钠作为防腐剂适用范围: 碳酸饮料、低盐酱菜、酱类、蜜饯、葡萄酒、果酒、软糖、酱油、食醋、果酱(不包括罐头)、果汁(味)型饮料、食品工业塑料桶装浓缩果汁。《绿色食品食品添加剂使用准则》中规定绿色食品中禁用
苯甲酸钠和苯甲酸。
当前对苯甲酸钠的测定方法主要有: 滴定法、紫外分光光度计法、液相色谱法、毛细管电泳法等,而被研究所用的是荧光光谱法, 其优点主要是测量准确、灵敏度高、选择性强。
1 实验部分
1 主要的试剂和仪器试剂: 苯甲酸钠(纯度> 9 9. 5 % , 上海来泽精细化
学品研究所), NaA c·3H2O (纯度>9 9 % , 宜兴市第二化学试剂厂), 浓盐酸(纯度36 % 一38 % , 莱阳市康德化工有限公司), 饮料(市售, 密度1.00 9g/m L), 试验用水为二次蒸馏水。
仪器: 日立8 50 型荧光分光光度计, p H 计(3 20 一s , 梅特勒一托利多仪器(上海)有限公司)容量瓶(100ml) 电分析天平(0.0001g)
1.2 主要方法
1.2.1 N aA c 一H A C 缓冲溶液的配制
精密称取2. 7 2g Na A c·3H ZO 晶体, 重蒸水溶解后转移至10 0 m L 的容量瓶中, 用1mol / L 的盐酸溶液调解p H 值为2. 5 , 加重蒸水至刻度, 即得到p H值为2. 5 的Na A c 一HA C 缓冲溶液。
1.2. 2 标准溶液的配制
精密称取0. 0 2g 苯甲酸钠晶体,蒸馏水溶解后定容于l00 m L 容量瓶中, 既可配成0. 2 g/L 的苯甲酸钠溶液。
1.2. 3.l 苯甲酸钠的荧光发射光谱的测定:
以2 7 On m 为检测波长, 从260 一400n m 进行扫描, 窄缝宽度为5n m 。
苯甲酸钠的荧光激发光谱的测定:
以最大发射波长为固定发射波长, 改变激发光波长2 00 -400nm 进行扫描。

2. 4 荧光光谱最佳p H 的确定
准确量取2.5 ml 0. 2 g/L 苯甲酸钠溶液于13 个1O0 m L 容量瓶中, 用0.lm o l/ L HCl 和N a O H 溶液调节p H 值, 加重蒸水至刻度摇匀, 用p H 计准确测定p H , 并测定溶液的荧光发射强度fo

2. 5 标准曲线的测定
准确移取O 、1 、2 、6 、8 、10 m L 0.2g/l的苯甲酸钠标准溶液分别放人7 个100 m L 容量瓶中, 加人10m L pH 值为2.72 的NaAc 一HAc 缓冲溶液, 加蒸馏水至刻度, 以缓冲溶液为空白对照测荧光强度。
2. 6 标准加人法测苯甲酸钠的浓度
精确移取0 、1 、1.5 、2 、3 、4mL 0.2g/l苯甲酸钠标准溶液分别放人6 个5 0 ml 的容量瓶, 各加5mlNaA c 一H A c 缓冲溶液和lmL 饮料式样, 再加重蒸水至
刻度, 以缓冲溶液为空白对照测各溶液的荧光强度
2 结果与讨论

1 苯甲酸钠的荧光光谱
. 1 苯甲酸钠的荧光发射光谱
以2 7 0 n m 为检测波长, 从26 0 一4 0 0 n m 进行扫描, 得苯甲酸钠的荧光发射光谱如图1 所示。其最佳发射光波长为315n m 。
2 苯甲酸钠的荧光激发光谱
以最大发射波长3 15n m 为固定发射波长, 改变激发光波长200-400nm 进行扫描, 得苯甲酸钠的荧光激发光谱如图2 所示, 其最佳激发波长为2 24 n m 。
荧光光谱最佳p H
随着p H 的增大苯甲酸钠的荧光强度增大, 当p H 达到2. 01 是荧光强度达到最大,随之荧光强度开始降低, 达到5.25 后荧光强度达到0, 因pH 值在1.76 一3 范围内时荧光强度较大, 故测定较合适的p H 值范围为1.7 6 一3 , 为方便试验我们选取合适的pH 为2 一3, 实验中的pH 为2. 5。
2. 3 标准曲线的测定
苯甲酸钠的浓度基本上和荧光强度是成正比的, 其线性相关方程为f=6.58757c + 0. 0 3 59 , 相关性系数r = 0.9999 , 即其相关性较好。
2. 4 标准加人法测定的苯甲酸钠浓度
由图5 可知, 样品的荧光强度f 与苯甲酸钠的加入体积呈直线关系, 其方程为: f= 11 .989v+ 13.404, r= 0.9978 。当荧光强度为零时, 可计算出加人苯甲酸钠的浓度为: V=-0. 9 9ml , 因此可得到样品中的苯甲酸钠的浓度为: V 样=0. 2*0.9 9 /1=0.198g/l=0. 19 6 g/Kg ,故此样品所含苯甲酸钠在规定范围之内, 但已接近规定范围的上限.
回收率的测定
在饮料的试样中加人一定量的苯甲酸钠标准溶液, 然后测定其荧光强度, 用标准加人法测量苯甲酸钠的总量, 同时计算其回收率, 结果见表3 , 其回收率在9 .2 % 一10 3% 之间, 由此可见本试验是准确的。本实验用荧光光谱法建立了测定食品中苯甲酸钠的方法, 该方法简便、灵敏, 是一种较有效的分析方法
五、电势滴定法测定苯甲酸钠含量
摘　要：本实验研究电势滴定法测定苯甲酸钠含量，滴定终点由电势突跃来判断。此法使用仪器设备简单，操作方便，快捷，利用pH 的变化确定滴定终点，无需指示剂，不受溶液颜色影响，测定结果较为满意，对食品中苯甲酸钠的测定具有很好的利用价值。

关键词：苯甲酸钠；电势滴定

1 　前言
目前允许使用的防腐剂品种有30种，较常用的防腐剂主要有3种，即苯甲酸、山梨酸、丙酸及其盐类，其中苯甲酸钠是使用时间最长、使用量最大的食品防腐剂。
苯甲酸是一种有机杀菌剂，其抑菌效果最佳的pH值范围为2.5-4，当pH>5.5时，对很多霉菌、酵母效果较差。对一般微生物的完全抑制最小浓度为0. 05%-0.1%，苯甲酸进入机体后其毒性都是在肝脏内化解的，因此苯甲酸对肝功能衰弱者不宜多用。国际上有报道称，使用苯甲酸(钠)作食品添加剂有叠加中毒现象，虽然目前尚未取得统一认识，但在一些国家和地区已作出禁用的规定，如美国、日本、香港已禁止在罐头食品中加人苯甲酸(钠)作防腐剂。本实验以苯甲酸钠为测定对象，有很好的现实意义。
由于苯甲酸的水溶性较差，所以一般都制成水溶性好的苯甲酸钠应用。苯甲酸钠易溶于水，其水溶液呈碱性，可用酸碱滴定法测定其含量[1 - 2 ] 。药典法规定的苯甲酸钠的测定方法为双相滴定法[3 ]，由于滴定是在分液漏斗中进行，操作不方便，液体很容易溢出。本实验用电势滴定法测定苯甲酸钠含量，以期实现一种方便、快捷的测定方法。

2 　实验部分
2. 1 　仪器与试剂：
PB-10型酸度计。试剂：苯甲酸钠，分析纯；乙醚，分析纯；无水碳酸钠，分析纯；盐酸，分析纯。
2. 2 　测定原理
苯甲酸钠水溶液呈碱性，用盐酸标准溶液滴定。由于滴定产物苯甲酸不溶于水，影响滴定终点的正确判断，因此，加入乙醚提取苯甲酸至有机相，使其不干扰水相的滴定。随着滴定剂盐酸的不断加入，被测物苯甲酸钠与盐酸发生反应，溶液的pH（或电池电动势）在不断变化。在计量点附近，电池电势随溶液pH的突变而突变，从而确定滴定终点。本实验中用PB-10型酸度计测量溶液pH值的变化，根据滴定突跃确定终点。
2. 3 　实验方法
2. 3. 1 　0. 5mol/ L HCl 标准溶液的配制与标
用量筒定量量取浓盐酸4.2mL 于适量水中，置于1000mL带玻塞试剂瓶中，加入约1000mL纯水 ，塞上玻塞，充分摇匀，待标。称取约0.5g 无水碳酸钠(在180 ℃下烘干2h，称准至±0.0001g) 于100mL烧杯中，加水溶解，将此溶液定量转入250mL容量瓶中，加蒸馏水稀释至刻度，定容摇匀，用其标定盐酸浓度。
2. 3. 2 　样品含量的测定
准确称取约0. 5g 的样品于100mL 烧杯中，加20mL 蒸馏水溶解后加入15mL 乙醚，放入搅拌子。将烧杯放在磁力搅拌器上，插入电极，开动搅拌器搅拌，用盐酸标准溶液滴定，记录消耗盐酸标准溶液的体积和相应的pH值。根据pH值的突跃确定滴定终点。

3 　结果与讨论
3. 1 　测定条件的选择
3. 1. 1 　盐酸标准溶液的选择
分别称取3 份样品各0. 5g ，加20mL 水溶解，加乙醚15mL 分别用0. 1mol/ L 、0. 2mol/ L 、0. 5mol/ L HCl标准溶液按2. 3. 2 所述方法进行测定。结果表明：用0. 1mol/ L HCl 标准溶液滴定几乎没有突跃。用0. 2mol/ L 、0. 5mol/ L HCl 标准溶液滴定，结果如表1，如图1所示，前者突跃明显不如后者，但HCl 标准溶液浓度也不宜选取太高，因为消耗HCl 标准溶液体积过少，也会引入过大的误差。因此，选择0. 5mol/ L HCl 标准溶液为滴定剂。

表1 不同浓度的标准溶液的滴定数据
v/mL
pH1
pH2
v/mL
pH1
pH2
8.00
6.13
6.14
13.50
5.00
5.46
8.50
6.09
6.10
14.00
4.50
5.29
9.00
6.03
6.03
14.50
4.30
5.06
9.50
5.95
6.00
15.00
4.10
4.81
10.00
5.80
5.95
15.50
3.98
4.48
10.50
5.78
5.90
16.00
3.97
4.27
11.00
5.75
5.86
16.50
3.95
4.11
11.50
5.70
5.80
17.00
--
4.01
12.00
5.65
5.73
17.50
--
3.98
12.50
5.58
5.66
18.00
--
3.92
13.00
5.46
5.56
18.50
--
3.90
注：pH1为0.5mol/LHCl标准溶液，pH2为0.2mol/LHCl标准溶液

1. 0.5mol/LHCl标准溶液
2. 0.2mol/LHCl标准溶液
图1 不同浓度的标准溶液的滴定曲线
3. 1. 2 　乙醚用量的选择
分别称取3 份样品约0. 5g，各加20mL 水溶解后，分别加乙醚10mL 、15mL ，用0. 5mol/ L HCl 标准溶液滴定。记录所消耗标准溶液的体积和相应的pH值。由消耗HCl 标准溶液的体积V 为横坐标，pH值为纵坐标作图,如图2 所示。

表2 不同乙醚用量的滴定数据
v/mL
pH1
pH2
v/mL
pH1
pH2
8.00
6.13
6.14
13.50
5.4
5.46
8.50
6.09
6.10
14.00
5.28
5.29
9.00
6.03
6.03
14.50
5.10
5.06
9.50
5.95
6.00
15.00
4.90
4.81
10.00
5.80
5.95
15.50
4.52
4.48
10.50
5.78
5.90
16.00
4.33
4.27
11.00
5.75
5.86
16.50
4.12
4.11
11.5
5.7
5.8
17
4.08
4.01
12
5.65
5.73
17.5
4.01
3.98
12.5
5.58
5.66
18
3.95
3.92
13
5.46
5.56
18.5
3.91
3.9
注：pH1为20mL乙醚，pH2为15mL乙醚

1. 20mL 乙醚
2. 15mL 乙醚
图2 不同乙醚用量的滴定曲线

结果表明：乙醚用量为10mL 时，突跃不如15mL 时明显，主要由于乙醚量过少，有部分滴定产物苯甲酸没有溶解所致。另外，没有溶解的苯甲酸对电极也有影响，使读数不稳定。由图2可知：加入15mL乙醚和20mL 乙醚时，突跃几乎相同。为了节省乙醚，加入15mL 即可。
3. 2 　样品含量及精密度的测定
准确称取同一样品5 份，分别于5 个150mL 烧杯中，加水溶解后，加15mL 乙醚，按2. 3. 2 所述方法用0. 5190mol/ L HCl 标准溶液滴定，用二阶微商法计算滴定终点时消耗HCl 标准溶液的体积，进而计算得苯甲酸钠的含量，如表3 所示。

表3 精密度测定结果
称样量（g）
V(HCl) mL
苯甲酸钠含量（％）
相对标准偏差
（％）
相对误差（％）
0.5263
14.89
100.78
0.29
0.85
0.4864
14.75
100.49
0.4941
14.74
100.43
0.5231
14.69
100.00
0.5004
14.72
100.06
注：采用药典法测定苯甲酸含量为99.50％。

4 　结论
采用电势滴定法测定苯甲酸钠含量的方法，与国标法相比，仪器价格低廉，操作简便；节省溶剂乙醚；取样量少，节省样品。测定结果的相对标准偏差为0. 29 %，相对误差为0. 85 % ，可以用于苯甲酸钠含量的常规测定。鉴于苯甲酸钠在食品中的广泛应用，该方法对食品中苯甲酸钠含量的测定有很好的现实意义。
六，高效离子色谱法测定辣椒红色素中苯甲酸的含量
该法具有较高的灵敏度，且重复性好

七、气相色谱法测定苯甲酸的含量（不现实）
选用SE-30的柱子

By华中科技大学化学与化工学院应化1003班cmt