共振瑞利散射光譜在食品添加劑分析中的應(yīng)用.pdf

1、食品安全直接關(guān)系到人類的生命健康，影響人類的生活質(zhì)量，食品安全一直是受全世界廣泛關(guān)注的重大問題。構(gòu)成食品安全的因素很多，從近兩年國家對食品抽查結(jié)果來看，食品添加劑已經(jīng)成為產(chǎn)品不合格的重要因素。近來發(fā)生的幾起食品安全事件，多數(shù)是由食品添加劑使用不當(dāng)造成的。有關(guān)人士指出，食品添加劑已經(jīng)成為食品安全的最大威脅。因此，研究開發(fā)食品添加劑的控制和監(jiān)測技術(shù)，建立簡便快捷、經(jīng)濟(jì)的分析檢測方法，建立和完善適應(yīng)國際貿(mào)易的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測體系，就顯得特別重要

2、。 共振瑞利散射(RRS)和共振非線性散射是近十年來發(fā)展起來的新分析技術(shù)，它以靈敏度高(檢出限可達(dá)ng/mL級(jí))、儀器廉價(jià)、操作簡便以及分析快速等優(yōu)點(diǎn)而引起了人們的廣泛興趣和關(guān)注。在核酸、蛋白質(zhì)、糖類等生物大分子的測定中得到了較多的應(yīng)用，而利用這一技術(shù)在金屬、非金屬、藥物分析和食品分析中的研究工作也日益增多。 本論文主要研究了共振瑞利散射光譜在以下幾類食品添加劑中的分析應(yīng)用：1．用共振瑞利散射法測定抗結(jié)塊劑如亞鐵氰化鉀：

3、(1)堿性三氨基三苯甲烷染料-亞鐵氰化鉀反應(yīng)體系；(2)雙電荷三氨基三苯甲烷染料-亞鐵氰化鉀反應(yīng)體系；(3)Fe(Ⅲ)-亞鐵氰化鉀體反應(yīng)形成普魯士藍(lán)的共振瑞利散射法；2．共振瑞利散射法測定食用色素?zé)晒馓壹t和赤蘚紅：(1)羅丹明6G-赤蘚紅反應(yīng)體系；(2)陽離子表面活性劑．熒光桃紅反應(yīng)體系；3．共振瑞利散射法測定營養(yǎng)強(qiáng)化劑碘化鉀和碘酸鉀：(1)碘化鉀-乙基紫-碘酸鉀(KI-EV-KIO<,3>)反應(yīng)體系；(2)[I<,2>Br<'->]<

4、'->與某些堿性咕噸染料的反應(yīng)體系。 主要研究內(nèi)容如下： 1．共振瑞利散射光譜法測定亞鐵氰化鉀(1)堿性三氨基三苯甲烷染料．亞鐵氰化鉀體系在近中性介質(zhì)中，乙基紫(EV)、結(jié)晶紫(CV)和甲基紫(MV)等堿性三氨基三苯甲烷染料以及亞鐵氰化鉀本身的共振瑞利散射(RRS)均十分微弱，但是當(dāng)染料陽離子與Fe(CN)<,6><'44->配陰離子反應(yīng)形成離子締合物時(shí)，觀察到RRS急劇增強(qiáng)，并出現(xiàn)新的RRS光譜。三種反應(yīng)產(chǎn)物具有相似的

5、光譜特征，其最大RRS峰均位于329 nm附近，但是相對散射強(qiáng)度有較大差異，其中EV體系靈敏度最高，CV體系次之，而MV體系靈敏度最低。由于散射強(qiáng)度(ΔI)在一定范圍內(nèi)與Fe(CN)<,6><'4->濃度成正比，因此方法可用于亞鐵氰化鉀的測定。當(dāng)用EV體系時(shí)，對于亞鐵氰化鉀的檢出限(3σ)為7.68 ng/mL，方法也具有較好的選擇性，用于測定某些食品中的亞鐵氰化鉀，效果滿意。 (2) 雙電荷三氨基三苯甲烷染料．亞鐵氰化鉀體系用共振瑞利

6、散射 (RRS) 法研究了在NaAc-HCl緩沖溶液中，亞鐵氰化鉀與雙電荷三氨基三苯甲烷染料甲基綠(MeG)和碘綠(IG)的相互作用。研究發(fā)現(xiàn)在pH 1左右的酸性介質(zhì)中，雙電荷三氨基三苯甲烷染料甲基綠和碘綠均以二價(jià)陽離子的形式存在，而此時(shí)K<,4>[Fe(CN)<,6>]主要以[Fe(CN)<,6>]<'4->陰離子形式存在，兩者借助靜電引力和疏水作用而形成離子締合物，此時(shí)在引起吸收光譜變化和吸光度降低的同時(shí)，更導(dǎo)致共振瑞利散射(RRS

7、)顯著增強(qiáng)，前者可用于褪色分光光度法測定亞鐵氰化鉀，但RRS法靈敏度更高，對亞鐵氰化鉀的檢出限分別為9.3 ng/mL(MeG體系)和11.2ng/mL (IG體系)，大大低于目前已知的測定亞鐵氰化鉀的一些方法，因此更適合于痕量亞鐵氰化鉀的測定。 (3) Fe(Ⅲ) - 亞鐵氰化鉀體系研究發(fā)現(xiàn)，在弱酸性介質(zhì)中，當(dāng)Fe(Ⅲ)與亞鐵氰化鉀反應(yīng)生成普魯士藍(lán)時(shí)，在引起吸收光譜變化的同時(shí)，將導(dǎo)致共振瑞利散射(RRS)的顯著增強(qiáng)并產(chǎn)生新的R

8、RS光譜，其最大散射波長位于316 nm，它的最大優(yōu)點(diǎn)不僅是靈敏度高，檢出限達(dá)納克級(jí)(4.36 ng/mL)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于分光光度法(檢出限為1 mg/mL)，而且有色鹽漬食品本身的顏色(鹽漬茄子和鹽漬紫菜的藍(lán)紫色或紅色)不產(chǎn)生共振瑞利散射，因此不干擾測定。從而很好的解決了鹽漬食品本身顏色對分光光度法測定亞鐵氰化鉀的困擾。據(jù)此提出了一種靈敏度高、選擇性好而簡便快速的RRS法，它更適用于鹽漬食品中痕量亞鐵氰化鉀的測定。 2.用共振瑞利

9、散射法測定食用色素?zé)晒馓壹t和赤蘚紅(1)羅丹明6G-赤蘚紅-體系在pH 3.2～4.6的BR緩沖溶液中，赤蘚紅與羅丹明6G反應(yīng)形成離子締合物，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的共振瑞利散射光譜?；诖?，建立了測定痕量赤蘚紅的共振瑞利散射(RRS)法，并對其光譜特征、影響因素、適宜的反應(yīng)條件和共存物質(zhì)的影響作了討論。體系在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，在一定范圍內(nèi)食用色素赤蘚紅的濃度與RRS強(qiáng)度(ΔI)成正比，方法簡便，快速、靈敏度高，檢出限為7.4ng/mL，并且具有較

10、好的選擇性，可用于飲料及糖果中色素赤蘚紅的測定。 (2) 陽離子表面活性劑-熒光桃紅體系研究了在NaAc-HCl緩沖溶液中熒光桃紅(phlo)與氯化十六烷基二甲基芐銨(CDBAC)，氯化十四烷基二甲基芐銨(Zeph)，溴化十六烷基吡啶(CPB)，溴化十四烷基吡啶(TPB)，溴化十六烷基三甲基銨(CTAB)五種陽離子表面活性劑(CS)相互作用的共振瑞利散射光譜，考察了其光譜特征、影響因素、適宜的反應(yīng)條件和共存物質(zhì)的影響。發(fā)現(xiàn)五種陽

11、離子表面活性劑(CS<'+>)與熒光桃紅(phlo)反應(yīng)形成離子締合物，均能引起共振瑞利散射(RRS)的顯著增強(qiáng)，5種反應(yīng)產(chǎn)物具有相似的RRS光譜特征，最大RRS波長位于282 nm，并分別在337 nm，588 nm處有略小的RRS峰，散射強(qiáng)度(ΔI)在一定范圍內(nèi)與熒光桃紅的濃度成正比，方法具有較高的靈敏度，對不同體系的熒光桃紅的檢出限在7.37～43.3 ng/mL之間，靈敏度的順序是Zeph>TPB>CPB>CDBAC>CTAB，

12、方法有良好的選擇性，據(jù)此發(fā)展了一種用陽離子表面活性劑測定痕量熒光桃紅的新方法。 3．共振瑞利散射法測定碘酸鹽和碘化物(1) 碘化鉀-乙基紫體系測定碘酸鹽在磷酸介質(zhì)中，碘酸鉀與碘化鉀反應(yīng)生成I<,3><'->配陰離子，它可進(jìn)一步與乙基紫形成離子締合物，此時(shí)不僅能引起吸收光譜的變化，而且能導(dǎo)致共振瑞利散射(RRS)的顯著增強(qiáng)并產(chǎn)生新的RRS光譜，其最大散射波長位于319 nm．在一定條件下，其散射強(qiáng)度ΔI與碘酸鉀濃度成正比，其線性范

13、圍在2.33×10<'-3>～3.00μg/mL之間，方法具有極高的靈敏度，對碘酸鉀的檢出限為0.70 ng/mL，也具有良好的選擇性，可用于食鹽中碘酸鉀的直接測定。 (2) [I<,2>Br<'->]<'->-某些堿性咕噸染料的反應(yīng)體系測定碘化物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，聚乙烯醇存在的稀磷酸介質(zhì)中，在過量的溴化物存在下，Cr(Ⅵ)氧化 I<'->離子生成I<,2>，并進(jìn)一步形成[I<,2>Br]<'->配陰離子，該配陰離子能與羅丹明6G、羅丹

14、明B、吖啶紅等堿性咕噸染料形成離子締合物，在引起吸收光譜和熒光光譜變化的同時(shí)，能導(dǎo)致共振瑞利散射(RRS)的顯著增強(qiáng)，并出現(xiàn)新的RRS光譜，不同染料與[I<,2>Br]<'->結(jié)合產(chǎn)物的RRS光譜特征略有差異，散射增強(qiáng)程度則各不相同，其相對散射強(qiáng)度的順序是羅丹明6G>吖啶紅≈羅丹明B。在一定范圍內(nèi)I<'->濃度與散射強(qiáng)度(ΔI)成正比，據(jù)此可以建立一種新的用堿性咕噸染料測定碘的RRS法，方法具有高靈敏度，對于不同體系其檢出限(3σ)在1