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| 改进的流动注射催化光度法测定啤酒中微量甲醛 |
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| 整理时间：2008-7-14 10:52:00 查看次数：385 关键词：催化光度法,流动注射,甲醛,啤酒
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| 甲醛对KBrO3氧化结晶紫的催化作用可用来测量甲醛的含量，但该反应往往需要较高温度才能有效进行。当采用流动注射光度法测量时，加热产生的气泡使管路液体不连续。本实验通过自制的三通管，借助蠕动泵可将气泡在线地抽出而保证管路不断流，并将此方法用于啤酒中微量甲醛含量的测定。经优化发现，当V（1.0 mol/L H3PO4）∶V(0.04 mo1/L KBrO3)=1∶2的混合溶液与3.5×10－4 mol/L结晶紫反应时，在90 ℃温度下反应60 s可使催化体系和非催化体系的吸光度差值（ΔA）达到最大。甲醛浓度在0.05～2 mg/L范围内与ΔA值有良好的线性关系（r>0.999）;检出限为2.49 μg/L；加标回收率为93.3%～102%。所测的5种不同品牌的啤酒样品中甲醛含量均低于发酵酒卫生标准（GB/T 5009.492003）中的相关规定值。 |
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1 引 言
目前食品中甲醛的测定方法有乙酰丙酮法、色谱法等[1～3]。催化光度法由于其灵敏度高而被广泛应用[4～7]。但有些催化光度法需要在较高温度下才能获得理想的测定灵敏度。当它与流动注射（FI）技术相结合时，由于高温使流路产生气泡而造成测量不稳定，甚至无法进行[8～10]。如利用甲醛对KBrO3氧化结晶紫的催化反应，虽然升高温度可提高测量灵敏度，但当与FI结合时，因流路中产生的气泡会进入流通池而造成信号不稳定。因此，需将反应体系的温度控制在70 ℃以下。本实验选择在H3PO4介质中，利用甲醛对KBrO3氧化结晶紫的催化作用，结合流动注射技术对啤酒中微量甲醛进行测定，利用在线抽排气泡的方法使反应得以在较高的温度下进行。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
FIA3110型流动注射处理仪，附有流路组合反应块、聚四氟乙烯管(Φ 0.8 mm)、蠕动泵管(Φ 1.14 mm)等（北京吉天仪器有限公司）；LabTech2100紫外可见分光光度计（北京莱伯泰科仪器有限公司）。
1 g/L甲醛的配制与标定：取0.7 mL甲醛(AR，国药集团化学试剂有限公司)，用超纯水定容至250 mL，置冰箱（5℃）保存。甲醛使用液：临用前由储备液稀释配制，甲醛的浓度用碘量法标定；3.5×10－4 mol/L结晶紫溶液(AR，上海馨晟试华工科技有限公司)；1 mol/L H3PO4溶液(GR，国药集团化学试剂有限公司)；0.04 mol/L KBrO3溶液(AR，广东省汕头市西陇化工厂)；实验用水均为超纯水（由TKAGenpure超纯水系统制备）。
2.2 实验方法
按图1连接好各流路，以表1参数运行流动注射系统。在采样（Load）状态下，结晶紫（R2）先充填采样环（S），同时KBrO3和H3PO4溶液（R1）与样品液混合后经泵(P2)推动进入检测器作为参比基流。在注射状态下，载流水推动采样环中R2在反应块与R1及样品混合并进入反应盘管水浴加热，冷却后经自制三通管由泵(P1)抽去加热产生的气泡，溶液于600 nm测定其吸收曲线并进行面积积分（A）。在同样条件下用超纯水做空白实验（A0），通过比较吸收曲线的面积差（ΔA=A0－A），计算样品中的甲醛含量。表1 FIA处理仪的设定程序（略）
3 结果与讨论
3.1 动力学吸收曲线
按照实验方法测定超纯水和甲醛的动力学吸收曲线。如图2所示，与纯水体系相比，0.4 mg/L甲醛对反应体系已有明显的催化作用。当甲醛浓度达到1．０ mg/L时，催化作用强烈。
3.2 反应温度的影响
实验考察了不同反应温度对催化和非催化体系的影响，结果如图3所示。
reactionKBrO3与结晶紫在室温下反应速度缓慢，随着温度的升高，催化反应和非催化反应的速率均加快，但催化反应速率增大的幅度更大。从图3可以看出，升高温度有利于测定灵敏度的提高。但高温使反应管路中产生的气泡也随之增多，导致测量不稳定甚至无法进行。如果没有安装三通管排除气泡，实验发现，当温度升至50 ℃时，就开始产生气泡造成吸光度值不稳定。因此，在以往的报道中由于气泡的原因只能选择在较低的温度下测量。本实验采用一个自制的玻璃三通，可在线地将气泡抽出而使测量流路不会断流，即使温度提高到100 ℃，也能获得稳定的测量结果。为使甲醛的测定体系有较理想的灵敏度，本实验选择90 ℃为反应温度。
3.3 KBrO3和H3PO4的影响
甲醛对KBrO3氧化结晶紫反应的催化作用须在酸介质中才能有效地进行[1１]。本实验采用H3PO4介质，并考察了不同KBrO3和H3PO4浓度及比例对测定的影响，发现当H3PO4浓度为1.0 mol/L、KBrO3浓度为0.04 mol/L，且其体积比为1∶2时，ΔA达到最大。
3.4 停留时间、流速及样品蒸馏时间的影响
为避免延长反应管、减少分散并降低试剂的消耗量，采用停留FI法。实验考察了反应停留时间分别在0、10、30、60和90 s条件下对ΔA的影响，发现随着停留时间的延长，ΔA增大；但停留时间太长，ΔA反而减小。实验选择ΔA达到最大时的时间（60 s）作为停留时间。此外，在一定长度的反应管中适当提高流速可避免反应物的纵向扩散，发现当泵2的转速为35 r/min（即流速为1.68 mL/min）时ΔA达到最大。
水蒸气蒸馏可将样品中游离态和可逆结合态的甲醛蒸馏出来。实验采用在啤酒中加标的方法，考察不同蒸馏时间（10、20、30、40和50 min）对测定回收率的影响。结果表明：随着蒸馏时间的延长，样品中甲醛的提取量随之增加。当蒸馏时间为40 min时，甲醛回收率可达98.1%。
3.5 干扰实验
实验对啤酒样品中常见的干扰因素进行考察。结果表明，在相对误差小于5%情况下，200倍的乙醇、丙酮和苯酚，500倍的Zn2+、Al3+及1000倍的Cl－、K+、Na+、NO－3、SO２－4等不干扰测量。
3.6 工作曲线与检出限
在优化的测量条件下，甲醛测定的线性范围为0.05～2.00 mg/L，r＞0.999。以11份10 mL超纯水替代样品分别进行水蒸气蒸馏，按实验方法测定空白值，用3倍标准偏差计算方法的检出限为2.49 μg/L。
3.7 啤酒中甲醛含量的测定结果及加标回收率
啤酒样品先经超声波脱气30 min，再准确量取10 mL于250 mL蒸馏瓶中，加入9 mL超纯水和1 mL H3PO4，摇匀，水蒸气蒸馏40 min，馏出液用一定量的超纯水接收、稀释。按实验方法测定并计算样品中的甲醛含量。结果如表2所示。表2 啤酒样品中甲醛含量的测定结果（略）
按发酵酒卫生标准规定，甲醛含量不得超过2 mg/L。从表2可知，所测啤酒样品（包括惠泉啤酒、大白鲨啤酒、雪津啤酒、青岛啤酒和雪花啤酒）中的甲醛含量均远低于此标准。
通过两个啤酒样品各3个加标水平的回收率实验，测得加标回收率在93.3％～102%之间。因此，本法测量准确度和精密度均较理想。 |
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