分光光度法測定食品色素含量的研究

杜建中，李青梅，盧冬梅，朱藝強，丁 玎，羅科麗，譚永輝，賴春蓮

（1.湛江師范學院，廣東高校新材料工程技術開發中心，廣東湛江524048；2.圣地亞哥州立大學公共衛生學院，美國圣地亞哥92123；3.加州大學圣地亞哥分校預防醫學系，美國圣地亞哥92037）

分光光度法測定食品色素含量的研究

杜建中1，李青梅1，盧冬梅1，朱藝強1，丁 玎2，3，羅科麗1，譚永輝1，賴春蓮1

（1.湛江師范學院，廣東高校新材料工程技術開發中心，廣東湛江524048；2.圣地亞哥州立大學公共衛生學院，美國圣地亞哥92123；3.加州大學圣地亞哥分校預防醫學系，美國圣地亞哥92037）

采用單波長法對飲料中胭脂紅和亮藍含量進行測定，結果顯示，胭脂紅在0.2～80mg/L，亮藍在0.1～20mg/L濃度范圍具有良好線性關系，回收率在98%～108%。采用單波長法和雙波長法相結合對飲料中酒石黃和日落黃含量進行測定，結果顯示，酒石黃在0.1～70mg/L，日落黃在0.2～60mg/L濃度范圍具有良好線性關系，回收率在95%～110%。兩種方法對樣品檢測快速、準確，且操作簡便。利用雙波長比值光譜法對果味汽水中酒石黃、日落黃、胭脂紅含量進行測定，結果顯示，酒石黃在0.1～60mg/L，日落黃在0.8～90mg/L，胭脂紅在0.2～80mg/L濃度范圍內具有良好的線性關系，平均回收率分別為100.5%、102.4%和101.8%。

雙波長法，雙波長比值法，胭脂紅，亮藍，酒石黃，日落黃

食品的色澤是決定食品品質和可接受程度的重要因素。美麗而符合人們心理要求的食品顏色是優質食品的一個重要特征，相反不正常、不自然、不均勻的食品顏色被認為是劣質、變質或工藝不良的直觀標志［1］。食用合成色素具有色澤鮮艷、穩定性好、著色力強、適于調色、易于溶解、品質均一、無臭無味、成本低廉等優點，被食品、藥物、化妝品等生產廠家廣泛使用。隨著醫學、食品衛生和分析測試等科學技術的發展，人們發現一些合成色素對人體健康存在危害，甚至可能導致癌變、致畸等嚴重后果，允許使用的合成色素的種類逐漸減少，并對其添加量作了嚴格的規定。目前測定食品色素的方法有雙波長法［2］、高效液相色譜法［3］、示波極譜法［4］、高效液相色譜-質譜聯用法［5］、反相高效液相色譜［6］、多元線性回歸分光光度法［7］、二階導數光譜法［8］、凝膠凈化液相色譜法［9］、紫外分光光度法［10］、雙波長補償計算法［11］等。本研究依據光吸收定律，用pH=5.6的檸檬酸溶液作緩沖溶液，采用不同方法對不同飲料中的色素進行測定，均得到了較滿意的測定結果。方法具有不需對試樣中待測組分進行分離，使用儀器設備簡單，操作簡便，結果較準確等優點。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

葡萄味飲料、檸蜜味飲料、柳橙味飲料及橙味汽水 市售；胭脂紅 東京化成工業株式會社；亮藍Labor Dr.Ehrenstorfer-Schafers；日落黃、酒石黃 天津市科密歐化學試劑有限公司；檸檬酸 廣州化學試劑廠；氫氧化鈉 廣東汕頭市西隴化工廠有限公司；微孔濾膜 孔徑0.22μm，上海醫藥工業研究院亞東分離器材廠。

UV-2550紫外可見分光光度計 日本島津制作所；FA1004上皿電子天平 中華人民共和國上海精科天平。

1.2 標準儲備液的配制

準確稱取酒石黃0.0217g、日落黃0.0203g、胭脂紅0.0213g、亮藍0.0157g分別溶解轉移至100mL容量瓶中，加水定容至刻度，搖勻。濃度分別為217、203、213、157mg/L，使用前稀釋至所需濃度。另配制0.25mol/L，pH=5.6的檸檬酸緩沖溶液。

1.3 實驗方法

分別準確移取不同體積的亮藍標準儲備液于25mL容量瓶，加入2.0mL檸檬酸緩沖溶液，定容、搖勻，得到亮藍系列標準溶液。同法配制胭脂紅、日落黃、酒石黃系列標準溶液。以2.0mL檸檬酸緩沖溶液定容至25.00mL作空白，測定亮藍系列標準溶液在629nm處的吸光度A，胭脂紅系列標準溶液在460nm處的吸光度，分別繪制亮藍和胭脂紅的c～A工作曲線，求出回歸方程。

測定日落黃系列標準溶液在517nm處的吸光度，繪制c～A工作曲線，求出回歸方程。測定酒石黃系列標準溶液在425nm和523nm處的吸光度，計算出ΔA，繪制c～ΔA工作曲線，求出回歸方程。

測定酒石黃系列標準溶液在431nm和456nm處的吸光度，計算ΔR酒；測定日落黃系列標準溶液在514nm和535nm處吸光度，計算ΔR日，測定胭脂紅系列標準溶液在509nm和525nm處的吸光度，計算ΔR胭；分別以ΔR對濃度c作圖，得到酒石黃、日落黃和胭脂紅工作曲線，分別計算回歸方程。

將待測飲料經過超聲波除氣，用微孔濾膜過濾，稀釋至一定體積。在測定波長下，測定待測組分的吸光度（A）或計算出ΔA、ΔR，利用工作曲線或回歸方程計算出樣品中待測組分的含量。

2 結果與討論

2.1 測定波長的確定

配制一定濃度的亮藍、胭脂紅、日落黃和酒石黃溶液，以2.0mL檸檬酸緩沖溶液定容至25.00mL作空白，分別繪制亮藍和胭脂紅，日落黃和酒石黃，酒石黃、日落黃和胭脂紅在200～700nm波長范圍內吸收曲線，見圖1～圖3。根據圖1選擇波長629nm和460nm為測定亮藍和胭脂紅的波長。根據圖2選擇測定波長425nm，參比波長523nm為測定酒石黃的波長組合，選擇波長517nm為測定日落黃的波長。

圖1 酒石黃和日落黃的吸收曲線

圖2 亮藍和胭脂紅的吸收曲線

圖3 酒石黃、日落黃、胭脂紅吸收曲線

依據雙波長比值法原理，分別計算酒石黃和胭脂紅對日落黃吸光度的比值R酒/日和R胭/日，以R酒/日和R胭/日對λ作圖，得到酒石黃和胭脂紅對日落黃的比值光譜圖，見圖4；同理得到酒石黃和日落黃對胭脂紅的比值光譜，見圖5。根據雙波長等吸光度理論，選擇514nm和535nm作為測定日落黃的波長，431、456nm和509、525nm作為測定酒石黃和胭脂紅的波長。

圖4 胭脂紅、酒石黃的比值光譜圖

2.2 回歸方程

按實驗方法，準確配制胭脂紅、亮藍系列標準溶液，測定胭脂紅在460nm處的吸光度，亮藍在629nm處的吸光度，分別計算c-A回歸方程；準確配制酒石黃系列標準溶液，測定其在425nm和523nm處吸光度，計算ΔA，求出c-ΔA回歸方程；準確配制日落黃系列標準溶液，測定517nm處的吸光度，計算c-A回歸方程，結果見表1。

圖5 酒石黃、日落黃的比值光譜圖

表1 亮藍、胭脂紅、日落黃、和酒石黃的回歸方程

準確配制 8.12mg/L的日落黃標準溶液和8.52mg/L的胭脂紅標準溶液，測定日落黃在431、456nm和 509、525nm的吸光度，胭脂紅在 514、535nm的吸光度，結果見表2。

表2 日落黃和胭脂紅標準溶液的吸光度

分別準確移取一定體積的酒石黃、日落黃、胭脂紅標準儲備液于25mL容量瓶，加2.0mL檸檬酸緩沖溶液，定容至刻度并搖勻，得到三種色素的系列標準溶液。

以日落黃作為參比，測定酒石黃系列標準溶液在431nm和456nm處的吸光度，計算ΔR酒/日。

以ΔR酒/日對酒石黃的濃度作線性回歸，結果見表3。

表3 酒石黃比值標準曲線

以胭脂紅作為參比，測定日落黃系列標準溶液在514nm和535nm處的吸光度，計算ΔR日/胭。

以ΔR日/胭對日落黃的濃度做線性回歸，結果見表4。

以日落黃作為參比，測定胭脂紅系列標準溶液在509nm和525nm處的吸光度，計算ΔR胭/日。

以ΔR胭/日對胭脂紅的濃度作線性回歸，結果見表5。

表4 日落黃比值標準曲線

表5 胭脂紅比值標準曲線

2.3 精密度實驗

準確移取10.00mL已經預處理的市售葡萄味飲料（20090103），加入2.0mL檸檬酸緩沖溶液，定容至25.00mL，按實驗方法測定亮藍和胭脂紅的含量，7次測定結果的相對標準偏差分別為4.0%和2.9%。

準確移取10.00mL已經預處理的市售檸蜜味飲料（20081002），加入2.0mL檸檬酸緩沖溶液，定容至25.00mL，按實驗方法測定酒石黃和日落黃的含量，7次測定結果的相對標準偏差分別為2.7%和2.0%。

準確移取10.00mL已經預處理的市售橙味汽水（20090111A）到25mL容量瓶中，加2.0mL檸檬酸緩沖溶液，用蒸餾水定容至刻度并搖勻。按實驗方法測定酒石黃、日落黃和胭脂紅的含量，7次測定結果的相對標準偏差分別為1.1%、0.7%和2.9%。

2.4 樣品測定

2.4.1 飲料中胭脂紅和亮藍的測定 準確移取10.00mL已經預處理的葡萄味飲料，加入2.0mL檸檬酸緩沖溶液，定容至25.00mL，按實驗方法測定其含量，結果見表6。

表6 飲料中胭脂紅和亮藍的含量（n=5）

2.4.2 飲料中酒石黃和日落黃的測定 準確移取10.00mL已經預處理的蜜橙味飲料，加入2.0mL檸檬酸緩沖溶液，定容至25.00mL，按實驗方法測定其含量，結果見表7。

表7 飲料中酒石黃和日落黃的含量（n=5）

2.4.3 飲料中胭脂紅、日落黃和酒石黃的測定 準確移取10.00mL已經預處理的柳橙味飲料、橙味汽水，加入2.0mL檸檬酸緩沖溶液，定容至25.00mL，按實驗方法測定其含量，結果見表8。

表8 飲料中胭脂紅、日落黃和酒石黃的測定（n=5）

表9 胭脂紅、亮藍回收率（n=5）

表10 酒石黃、日落黃回收率（n=5）

表11 酒石黃、日落黃和胭脂紅回收率（n=5）

2.5 回收實驗

2.5.1 胭脂紅、亮藍的回收實驗 取8.00mL葡萄味飲料（20090103），加入一定量的胭脂紅、亮藍標準溶液，4.0mL檸檬酸酸緩沖溶液，定容至50.00mL，用微孔薄膜減壓干過濾后測定各組分含量，加標回收實驗結果見表9。

2.5.2 日落黃、酒石黃的回收實驗 取4.00mL檸蜜味飲料（20080102），加入一定量的酒石黃和日落黃標準溶液，4.0mL檸檬酸酸緩沖溶液，定容至50.00mL，用微孔薄膜減壓干過濾后測定各組分含量，加標回收結果見表10。

2.5.3 酒石黃、日落黃和胭脂紅回收實驗 準確移取80.0mL橙味汽水（20090204 A）至100mL容量瓶中，分別加入一定量的酒石黃、日落黃、胭脂紅標準儲備液，定容，搖勻，用微孔薄膜減壓干過濾。再準確吸取10.00mL溶液置于25mL容量瓶中，并加入2.0mL檸檬酸緩沖液，稀釋至刻度，搖勻，測定各組分含量，加標回收實驗結果見表11。

3 結論

測定含有兩種色素的樣品溶液時，可根據兩組分的吸收光譜圖選擇更簡便的方法。本實驗用單波長法同時測定葡萄味飲料中胭脂紅和亮藍的含量；單波長法和雙波長法相結合同時測定檸蜜味飲料中酒石黃和日落黃的含量；采用雙波長比值法與單波長相結合，測定柳橙味飲料和橙味汽水中酒石黃、日落黃和胭脂紅的含量，均獲得得到了較滿意的結果。

［1］闞建全.食品化學［M］.北京：中國農業大學出版社，2002：276.

［2］杜建中，龐惠丹，吳素琴，等.高聚物萃取雙波長法測定胭脂紅及莧菜紅含量的研究［J］.食品科學，2008，29（3）：441-443.

［3］肖義夫，顧萬江.高效液相色譜法同時測定食品中的金橙Ⅱ和蘇丹紅Ⅰ～Ⅳ［J］.現代預防醫學，2007，34（8）：15-16.

［4］辛若竹，王靜，韓建秋，等.示波極譜法測定食品中合成著色劑的抗干擾性的研究［J］.中國釀造，2007（1）：65-66.

［5］陳曉紅，李小平，姚潯平.高效液相色譜-質譜聯用法測定飲料中人工合成色素的研究［J］.中國衛生檢驗雜志，2005，15（8）：941-942.

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［7］陳海春，李宓娜.多元線性回歸分光光度法同時測定測定檸檬黃和日落黃［J］.儀器儀表與分析監測，2001（4）：29-30.

［8］陳慶勝，鄭創亮.二階導數光譜法在食品合成色素測定中的應用［J］.廣東衛生防疫，1999，15（2）：15-17.

［9］駱和東，朱寶平，林健.凝膠凈化液相色譜法同時檢測染紅食品中對位紅和蘇丹紅染料［J］.理化檢驗：化學分冊，2006，42（2）：86-88.

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［11］陳海春.雙波長補償計算法同時測定飲料中的日落黃及胭脂紅［J］.化學分析計量，2005，14（1）：54-55.

Study on determination of pigments in food by single wavelength spectrophotometer and dual wavelength spectrophotometer

DU Jian-zhong1，LI Qing-mei1，LU Dong-mei1，ZHU Yi-qiang1，DING Ding2，3，LUO Ke-li1，TAN Yong-hui1，LAI Chun-lian1
（1.Development Center for New Materials Engineering and Technology in Universities of Guangdong，Zhanjiang Normal University，Zhanjiang 524048，China；2.Graduate School of Public Health，San Diego State University，San Diego 92123，USA；3.Department of Family and Preventive Medicine，University of California，San Diego，San Diego 92037，USA）

The single wavelength spectrophotometer was used to determine both ponceaue and brilliant blue of beverage.The results showed a good linear relationship for ponceaue at 0.2～80mg/L and for brilliant blue at 0.1～20mg/L，the recovery was between 98% and 108%.Both single wavelength and dual wavelength spectrophotometer were used to determine tartrazine and sunset yellow in beverage simultaneously.The results showed a good linear relationship for the tartrazine at 0.1～70mg/L and sunset yellow at 0.2～60mg/L also，and the recovery was between 95%and 110%.The two methods were time efficient，accurate and easy to handle.The dual wavelength spectrophotometer was used to determine tartrazine，sunset yellow，and ponceaue in fruit-flavored soda.The results showed a good linear relationship for tartrazine at 0.1～60mg/L，sunset yellow at 0.8～90mg/L，and ponceaue at 0.2～80mg/L.The average recovery was 100.5%，102.4%，and 101.8%respectively.

dual wavelength spectrophotometer；dual wavelength spectrophotometer；ponceaue；brilliant blue；tartrazine；sunset yellow

TS207.2

A

1002-0306（2011）01-0300-04

2009-08-17

杜建中（1956-），男，教授，主要從事分析化學教學及微量組分分析研究。

湛江師范學院科學研究基金資助項目（L0514）。