光度法测定食品中甲醛含量的研究

关键词：仪器设备光度法

甲醛是一种对人体危害很大的工业原料。近年来, 由于甲醛的广泛应用, 许多食品受到了甲醛的污染。因此, 建立快速、简便的甲醛现场检测方法非常必要。分光光度法由于所用仪器设备简单, 操作快速方便, 成为分析测定的重要方法。本文利用甲醛与间苯三酚、亚氨二乙酸在酸性条件下, 生成一种多基配体, 并与Fe3+生成一种紫色螯合物。此有色物530nm处的吸光度与甲醛浓度有较强定量关系, 从而建立光度法测定甲醛的新方法。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

UV2501PC紫外可见分光光度计;722型光栅分光光度计;HHS-2S型电热恒温水浴锅;PHS-3C酸度计。

间苯三酚溶液 (1 g·L-1) :称取间苯三酚0.1g溶于10m L乙醇中, 加水定容为100m L;亚氨二乙酸溶液 (1g·L-1) :称取亚氨二乙酸固体0.1g, 加少量水溶解后转移至100m L容量瓶中加水定容至100m L;甲醛溶液 (20 mg·L-1) :取37%的浓甲醛溶液1m L, 稀释5倍后用碘量法测定其浓度, 再用逐级稀释法稀释为20mg·L-1;Fe3+溶液[含NH4Fe (SO4) 2·12H2O 2g·L-1]:称取铁铵钒晶体0.2g溶解后, 定容为100m L;一氯乙酸缓冲溶液:p H=2.5, 配制1mol·L-1一氯乙酸溶液, 向其中加入Na OH溶液至p H=2.5。本实验所用试剂均为分析纯, 实验用水为煮沸后除去挥发物的蒸馏水。

2.2 分析方法

加入一定量的甲醛溶液于比色管中, 加入亚氨二乙酸溶液2m L、间苯三酚溶液2m L、缓冲溶液2m L和Fe3+溶液1m L, 加水定容为25m L, 将比色管放在70℃水浴中加热8min后取出冷却至室温, 以不加甲醛溶液的试剂空白为参比, 用1cm比色皿于530nm处测定其吸光度A值。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱曲线

移取10m L甲醛溶液, 依2.2步骤。在波长400~600nm的范围内对其吸光度进行扫描, 得吸收光谱曲线 (见图1) 从该吸收光谱曲线上可以看出有色物的最大吸收波长λmax=530nm, 故在本实验中采用在530nm处进行吸光度的测定。

2.2 反应温度、时间与吸光度的关系

在比色管中加入甲醛溶液10m L, 如2.2步骤加入其他试剂, 在不同温度水浴中加热, 测定吸光度A与时间的关系。

由该图可以看出, 反应速度随温度的升高而加快;而当温度过高时所能达到的最大吸光度值A反而下降, 这可能是由于甲醛在高温时的挥发性增强所致。反应温度在70℃时有最佳效果, 方法选择70℃水浴加热。在70℃条件下, 吸光度A的值在0~7min中内随着反应时间的增大而增大, 在7min后反应进行完全, 吸光度A的值基本保持平衡。因此在分析方法选择反应时间为8min。

2.3 间苯三酚浓度的影响

加入甲醛溶液10m L及不同体积的间苯三酚溶液, 其他步骤如2.2, 得图3的曲线2。从曲线2可看出当间苯三酚体积小于1.5m L时, 吸光度随其体积增大而增大, 当间苯三酚体积大于1.5m L吸光度值达最大并保持稳定。由于高浓度的间苯三酚也能与Fe3+进行显色反应, 故测定方法选择间苯三酚体积2m L。

2.4 亚氨二乙酸浓度的影响

亚氨二乙酸溶液用量对吸光度的影响如图3中曲线1所示, 由该曲线当亚氨二乙酸体积小于1.6m L时, 亚氨二乙酸体积对吸光度影响很大, 当其体积大于1.6m L时, 吸光度基本稳定。方法选择亚氨二乙酸体积为2.0m L。

2.5 Fe3+用量的影响

图3曲线3体现了Fe3+用量与吸光度的关系, 当用量小于0.7m L时, 吸光度随Fe3+体积增大而快速上升, 当体积大于0.7m L时, 吸光度达最大并保持稳定。方法选择加入Fe3+溶液体积为1.0m L。

从以上实验结果, 可总结出, 在本分析过程中铁与配位剂的配位比为1∶1。

2.6 溶液pH的影响

如2.2加入试剂后, 分别用H2SO4溶液或NaOH溶液pH值 (定容为25m L后, 精密pH计测定) , 将比色管水浴加热、冷却后测其吸光度A。实验显示, 当pH小于2时, 酸度越高, 吸光度越小。pH值在2~3.5的范围内, 吸光度受pH值的影响较小。而当pH大于3.5时, Fe3+开始水解生成沉淀。测定方法应当控制溶液p H值在2~3.5范围内。

2.7 方法灵敏度和检测限

在比色管中加入不同体积的甲醛溶液来控制其浓度, 其他试剂如2.2加入, 定容、水浴加热、冷却后测定其吸光度A。吸光度与甲醛浓度符合回归曲线方程为:A=0.0672×c+0.00322, c为以mg/L为单位的比色管中甲醛醛浓度。相关系数r=0.9982。摩尔吸光系数ε=2.24×103L·mol-1·cm-1。取试剂空白溶液, 进行10次重复测定, 吸光度A的标准偏差SA=0.001703, 检出限CLD=3SA/0.0672=0.077mg·L-1。

2.8 测定方法的选择性

保持甲醛浓度为8mg.L-1 (加入甲醛溶液10m L) , 加入干扰物, 测定后计算误差。实验发现, 100倍质量浓度的乙醛、乙醇、甘氨酸产生的误差均小于5%。3000倍的Ca2+、Mg2+、Na+和K+均不产生明显误差。而100倍的Zn2+, Ni2+和Cu2+产生5%左右的负误差。

2.9 样品的检测及回收实验

称取20.0g样品, 加少量水浸泡5min后粉碎, 再加水制成50.0m L悬浊液。充分振荡上述悬浊液后干过滤, 取滤液10.00m L用前述方法测定, 根据公式计算甲醛含量:m (mg) =0.334A-0.0016。同时与乙酰丙酮法对比, 数据如下。

如表1所示。

结果表明, 本文方法对于食品浸泡液的检测效果与乙酰丙酮法相当, 可以作为一种检测食品中甲醛含量的方法。

3 结语

用间苯三酚、亚氨二乙酸与甲醛在强酸性条件下进行mannich反应, 可生成一种多基配体 (如下式所示) , 此配体与Fe3+生成有色螯合物。

如图4所示。

该有色物的吸光度与甲醛含量有较强线性关系, 从而建立甲醛的分光光度法检测的方法。该方法有较好的选择性、准确度和较快的测定速度, 方法的灵敏度较乙酰丙酮法低。但方法克服了乙酰丙酮法试剂易挥发等缺点。显色物呈紫色这一特点, 使该法不仅可用于分光光度法, 而且改进后可用于目视比色法。但方法需要水浴加热至较高温度, 为此需要进一步的研究。

摘要：建立了一种测定光度法测定甲醛的新方法, 采用亚氨二乙酸、间苯三酚和Fe3+与甲醛反应生成一种有色化合物。此有色物最大吸收波长为530nm, 摩尔吸光系数2.24×103L·mol-1·cm-1, 方法的检测限为0.077mg·L-1。可用于食品中甲醛的光度法检测。

关键词：甲醛,光度法,亚氨二乙酸,间苯三酚