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紫外可見分光光度計(jì)在食品檢測中的應(yīng)用
1概述
紫外可見分光光度計(jì)對于分析人員來說是zui有用的分析工具之一,幾乎每一個分析實(shí)驗(yàn)室都離不開紫外可見分光光度計(jì),在食品檢測中同樣也是如此,它可以用來進(jìn)行食品的多種
成分分析和檢測,應(yīng)用十分廣泛。
1.1紫外可見分光光度法
紫外可見分光光度法是利用物質(zhì)分子對紫外可見光譜區(qū)的輻射的吸收來進(jìn)行分析的一種儀器分析方法。這種分子吸收光譜產(chǎn)生于價電子和分子軌道上的電子在電子能級間的躍遷,它廣泛用于無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的定性和定量分析。
朗伯一比耳定律(Lambert—Beer)是光吸收的基本定律,俗稱光吸收定律,是分光光度法定量分析的依據(jù)和基礎(chǔ)。當(dāng)入射光波長一定時,溶液的吸光度A是吸光物質(zhì)的濃度C及吸收介質(zhì)厚度l(吸收光程)的函數(shù)。其常用表達(dá)式為:
A=E×l×C(式中,∈為系數(shù))
1.2紫外可見分光光度計(jì)
紫外可見分光光度計(jì)是基于紫外可見分光光度法的原理丁作的常規(guī)分析儀器。根據(jù)光路設(shè)計(jì)的不同,紫外可見分光光度計(jì)可以分為單光束分光光度計(jì)、雙光束分光光度計(jì)和雙波長分光光度計(jì)。各種型號的紫外可見分光光度計(jì),就其基本結(jié)構(gòu)來說,都是由5個基本部分組成,即光源、單色器、吸收池、檢測器及信號指示系統(tǒng)。這里著重介紹的是食品檢測中應(yīng)用的上海元析紫外可見分光光度計(jì),其使用波長范圍為190~1100nm,光譜帶寬1nm(固定),準(zhǔn)雙光束,
帶顯示器和鍵盤。
1.3紫外可見分光光度計(jì)的特點(diǎn)
1.3.1應(yīng)用廣泛
在上發(fā)表的有關(guān)分析的論文中,光度法約占28%。由于各種各樣的無機(jī)物和有機(jī)物在紫外一可見區(qū)域都有吸收,
兇此均可借此方法加以測定。在食品行業(yè),紫外可見分光光度計(jì)被廣泛應(yīng)用于食品檢測之中,得到越來越多的重視。
1.3.2儀器價格相對低廉且分析成本低
紫外可見分光光度計(jì)價格相塒低廉,分析成本低,在使用過程中儀器兒乎沒有什么耗損。食品企業(yè)大多屬于中小企業(yè),規(guī)模不大且利潤薄,降低食品檢測費(fèi)用尤為重要,用紫外可見分光光度計(jì)作為主要檢測儀器可以大大減輕企業(yè)檢測成本。
1.3.3操作簡便、快速
對一些保質(zhì)期較短的食品檢測要求操作簡便、快速,比如鮮牛奶的保質(zhì)期短(僅1天時間),對它的檢測必須要求簡便、快速,用紫外可見分光光度計(jì)就可以很好滿足此要求。
1.3.4準(zhǔn)確度高
對于一般的分光光度法來說,濃度測量的相對誤差在1%~3%范圍內(nèi),如采用示差分光光度法測量,則誤差往往可
減少到千分之幾。
2紫外可見分光光度計(jì)在食品檢測中的應(yīng)用
當(dāng)分子中含有1個或更多的生色基團(tuán)(即具有不飽和鍵的原子基團(tuán)),輻射就會引起分子中電子能量的改變。常見的生
色基團(tuán)有:
>C=0,一N=N一,一N=O,一C;N,>C=S
如果2個生色基團(tuán)之間只隔1個碳原子,則形成共軛基團(tuán),會使吸收帶移向較長的波長處(即紅移),且吸收帶的強(qiáng)度顯著增加;當(dāng)分子中含有助色基團(tuán)(0時),也會產(chǎn)生紅移效應(yīng)。常見的助色基團(tuán)有:
一OH,一NH2,一SH,一C1,一Br,一I
這些基團(tuán)在食品和食品添加劑中大量存在,所以紫外分光光度計(jì)在食品檢測中的應(yīng)用有著*的*性,其主要用途有以下幾點(diǎn)。
2.1光度測量
在食品生產(chǎn)中為了保證有顏色的飲料(如可樂、果汁及茶飲料)產(chǎn)品的顏色一致,可以在可見光區(qū)用紫外可見分光光度計(jì)來測定其吸光度值,使色差符合產(chǎn)品要求。在發(fā)酵業(yè)中也可通過測定吸光度值來確定產(chǎn)品的發(fā)酵完成程度。對于一些成分比較單一的產(chǎn)品也可通過測定吸光度值來確定產(chǎn)品合格與否。比如,判定營養(yǎng)增強(qiáng)劑維生素Bl的質(zhì)量就可以在400nm下測定其吸光度值,當(dāng)其值不超過0.020時,即可確定為合格
品。,
2-2成分的定性分析
物質(zhì)的吸收光譜本質(zhì)上就是物質(zhì)中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波長的光能量,相應(yīng)發(fā)生了分子振動能級躍遷和電子能級躍遷的結(jié)果。由于各種物質(zhì)具有各自不同的分子、原子和不同的分子空間結(jié)構(gòu),其吸收光能量的情況也就不會相同,因此,每種物質(zhì)就有其*的、固定的吸收光譜曲線,可根據(jù)吸收光譜上的某些特性波長處的zui大吸收峰(峰值)和波形圖來判斷某種物質(zhì)是否存在。在食品生產(chǎn)中會使用一些食品添加劑,為了確定食品添加劑的質(zhì)量,可以用紫外可見分光光度計(jì)對其進(jìn)行光譜掃描。例如,對食品中涉及的一些復(fù)合甜味劑、復(fù)合防腐劑和復(fù)合鮮味劑等就可以用紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行一個全面掃描以排除違禁添加劑的使用。另外,此方法還可以在物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方面作為紅外光譜(IR)、核磁共振(NMR)、質(zhì)譜(Ms)等方法的輔助手段。
2.3成分的定量分析
塒于食品衛(wèi)生安全檢測中一些含量需要嚴(yán)格控制的成分項(xiàng)目可以用紫外可見分光光度計(jì)來準(zhǔn)確檢測。食品中常用紫外可見分光光度計(jì)測定的項(xiàng)目見表1。表1食品中可用紫外可見分晃光度計(jì)檢測的項(xiàng)目
測定組分方法吸收波長(nm)
Pb雙硫腙510
As二乙氨基二硫代甲酸銀510
Fe鄰菲羅啉510
Cu二乙氨基二硫代甲酸鈉440
Cd雙硫腙518
Hg雙硫腙485
游離氯/總氯N.N-二乙基~。,苯二胺510
亞硝酸鹽N(卜萘基)乙二胺540
氟化物氟試劑620
氰化物異煙百曼I毗唑啉酮638
甲醛乙酰丙酮414
二氧化硫甲醛一鹽酸目I玫瑰苯胺548
果膠咔唑縮臺反應(yīng)530
己糖酚縮合反應(yīng)490
戊糖酚縮合反應(yīng)480
甲基戊糖酚縮臺反應(yīng)480
果糖蒽酮法620
葡萄糖鄰聯(lián)甲苯胺625
脂肪銅試贏整合700
2.4DNA/蛋白分析
DNM蛋白質(zhì)為生物大分子,所產(chǎn)生的紫外光吸收往往是其分子內(nèi)的小基團(tuán)所引起的,例如嘌呤堿、嘧啶堿、酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和肽鍵等。嘌呤堿、嘧啶堿以及由它們參與組成的核苷、核苷酸及核酸對紫外光有強(qiáng)烈的吸收,在吸收波長260nm處有zui大吸收值。在蛋白質(zhì)分子中,酪氨酸(T、苯丙氨酸(Phe)、色氨酸(Trp)殘基的苯環(huán)含有共軛雙鍵,
該共軛雙鍵對紫外光有吸收(其中zui大吸收Tyr在吸收波長274fiB;Phe在吸收波長257nm;Trp在吸收波長280Flm),從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)對紫外光有吸收。肽鍵對紫外光的zui大吸收在吸收波長238nm。利用這個特性可以準(zhǔn)確、可靠地測定乳制
品中蛋白質(zhì)含量。
3結(jié)語
總之,紫外可見分光光度計(jì)幾乎可以滿足廣大中小食品企業(yè)食品檢測分析的需要。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,紫外可見分光光度計(jì)還可和其他分析儀器聯(lián)機(jī)使其應(yīng)用范圍更加廣泛,能在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用。