分光光度法测定食品色素含量的研究

杜建中，李青梅，卢冬梅，朱艺强，丁 玎，罗科丽，谭永辉，赖春莲

（1.湛江师范学院，广东高校新材料工程技术开发中心，广东湛江524048；2.圣地亚哥州立大学公共卫生学院，美国圣地亚哥92123；3.加州大学圣地亚哥分校预防医学系，美国圣地亚哥92037）

分光光度法测定食品色素含量的研究

杜建中1，李青梅1，卢冬梅1，朱艺强1，丁 玎2，3，罗科丽1，谭永辉1，赖春莲1

（1.湛江师范学院，广东高校新材料工程技术开发中心，广东湛江524048；2.圣地亚哥州立大学公共卫生学院，美国圣地亚哥92123；3.加州大学圣地亚哥分校预防医学系，美国圣地亚哥92037）

采用单波长法对饮料中胭脂红和亮蓝含量进行测定，结果显示，胭脂红在0.2～80mg/L，亮蓝在0.1～20mg/L浓度范围具有良好线性关系，回收率在98%～108%。采用单波长法和双波长法相结合对饮料中酒石黄和日落黄含量进行测定，结果显示，酒石黄在0.1～70mg/L，日落黄在0.2～60mg/L浓度范围具有良好线性关系，回收率在95%～110%。两种方法对样品检测快速、准确，且操作简便。利用双波长比值光谱法对果味汽水中酒石黄、日落黄、胭脂红含量进行测定，结果显示，酒石黄在0.1～60mg/L，日落黄在0.8～90mg/L，胭脂红在0.2～80mg/L浓度范围内具有良好的线性关系，平均回收率分别为100.5%、102.4%和101.8%。

双波长法，双波长比值法，胭脂红，亮蓝，酒石黄，日落黄

食品的色泽是决定食品品质和可接受程度的重要因素。美丽而符合人们心理要求的食品颜色是优质食品的一个重要特征，相反不正常、不自然、不均匀的食品颜色被认为是劣质、变质或工艺不良的直观标志［1］。食用合成色素具有色泽鲜艳、稳定性好、着色力强、适于调色、易于溶解、品质均一、无臭无味、成本低廉等优点，被食品、药物、化妆品等生产厂家广泛使用。随着医学、食品卫生和分析测试等科学技术的发展，人们发现一些合成色素对人体健康存在危害，甚至可能导致癌变、致畸等严重后果，允许使用的合成色素的种类逐渐减少，并对其添加量作了严格的规定。目前测定食品色素的方法有双波长法［2］、高效液相色谱法［3］、示波极谱法［4］、高效液相色谱-质谱联用法［5］、反相高效液相色谱［6］、多元线性回归分光光度法［7］、二阶导数光谱法［8］、凝胶净化液相色谱法［9］、紫外分光光度法［10］、双波长补偿计算法［11］等。本研究依据光吸收定律，用pH=5.6的柠檬酸溶液作缓冲溶液，采用不同方法对不同饮料中的色素进行测定，均得到了较满意的测定结果。方法具有不需对试样中待测组分进行分离，使用仪器设备简单，操作简便，结果较准确等优点。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

葡萄味饮料、柠蜜味饮料、柳橙味饮料及橙味汽水 市售；胭脂红 东京化成工业株式会社；亮蓝Labor Dr.Ehrenstorfer-Schafers；日落黄、酒石黄 天津市科密欧化学试剂有限公司；柠檬酸 广州化学试剂厂；氢氧化钠 广东汕头市西陇化工厂有限公司；微孔滤膜 孔径0.22μm，上海医药工业研究院亚东分离器材厂。

UV-2550紫外可见分光光度计 日本岛津制作所；FA1004上皿电子天平 中华人民共和国上海精科天平。

1.2 标准储备液的配制

准确称取酒石黄0.0217g、日落黄0.0203g、胭脂红0.0213g、亮蓝0.0157g分别溶解转移至100mL容量瓶中，加水定容至刻度，摇匀。浓度分别为217、203、213、157mg/L，使用前稀释至所需浓度。另配制0.25mol/L，pH=5.6的柠檬酸缓冲溶液。

1.3 实验方法

分别准确移取不同体积的亮蓝标准储备液于25mL容量瓶，加入2.0mL柠檬酸缓冲溶液，定容、摇匀，得到亮蓝系列标准溶液。同法配制胭脂红、日落黄、酒石黄系列标准溶液。以2.0mL柠檬酸缓冲溶液定容至25.00mL作空白，测定亮蓝系列标准溶液在629nm处的吸光度A，胭脂红系列标准溶液在460nm处的吸光度，分别绘制亮蓝和胭脂红的c～A工作曲线，求出回归方程。

测定日落黄系列标准溶液在517nm处的吸光度，绘制c～A工作曲线，求出回归方程。测定酒石黄系列标准溶液在425nm和523nm处的吸光度，计算出ΔA，绘制c～ΔA工作曲线，求出回归方程。

测定酒石黄系列标准溶液在431nm和456nm处的吸光度，计算ΔR酒；测定日落黄系列标准溶液在514nm和535nm处吸光度，计算ΔR日，测定胭脂红系列标准溶液在509nm和525nm处的吸光度，计算ΔR胭；分别以ΔR对浓度c作图，得到酒石黄、日落黄和胭脂红工作曲线，分别计算回归方程。

将待测饮料经过超声波除气，用微孔滤膜过滤，稀释至一定体积。在测定波长下，测定待测组分的吸光度（A）或计算出ΔA、ΔR，利用工作曲线或回归方程计算出样品中待测组分的含量。

2 结果与讨论

2.1 测定波长的确定

配制一定浓度的亮蓝、胭脂红、日落黄和酒石黄溶液，以2.0mL柠檬酸缓冲溶液定容至25.00mL作空白，分别绘制亮蓝和胭脂红，日落黄和酒石黄，酒石黄、日落黄和胭脂红在200～700nm波长范围内吸收曲线，见图1～图3。根据图1选择波长629nm和460nm为测定亮蓝和胭脂红的波长。根据图2选择测定波长425nm，参比波长523nm为测定酒石黄的波长组合，选择波长517nm为测定日落黄的波长。

图1 酒石黄和日落黄的吸收曲线

图2 亮蓝和胭脂红的吸收曲线

图3 酒石黄、日落黄、胭脂红吸收曲线

依据双波长比值法原理，分别计算酒石黄和胭脂红对日落黄吸光度的比值R酒/日和R胭/日，以R酒/日和R胭/日对λ作图，得到酒石黄和胭脂红对日落黄的比值光谱图，见图4；同理得到酒石黄和日落黄对胭脂红的比值光谱，见图5。根据双波长等吸光度理论，选择514nm和535nm作为测定日落黄的波长，431、456nm和509、525nm作为测定酒石黄和胭脂红的波长。

图4 胭脂红、酒石黄的比值光谱图

2.2 回归方程

按实验方法，准确配制胭脂红、亮蓝系列标准溶液，测定胭脂红在460nm处的吸光度，亮蓝在629nm处的吸光度，分别计算c-A回归方程；准确配制酒石黄系列标准溶液，测定其在425nm和523nm处吸光度，计算ΔA，求出c-ΔA回归方程；准确配制日落黄系列标准溶液，测定517nm处的吸光度，计算c-A回归方程，结果见表1。

图5 酒石黄、日落黄的比值光谱图

表1 亮蓝、胭脂红、日落黄、和酒石黄的回归方程

准确配制 8.12mg/L的日落黄标准溶液和8.52mg/L的胭脂红标准溶液，测定日落黄在431、456nm和 509、525nm的吸光度，胭脂红在 514、535nm的吸光度，结果见表2。

表2 日落黄和胭脂红标准溶液的吸光度

分别准确移取一定体积的酒石黄、日落黄、胭脂红标准储备液于25mL容量瓶，加2.0mL柠檬酸缓冲溶液，定容至刻度并摇匀，得到三种色素的系列标准溶液。

以日落黄作为参比，测定酒石黄系列标准溶液在431nm和456nm处的吸光度，计算ΔR酒/日。

以ΔR酒/日对酒石黄的浓度作线性回归，结果见表3。

表3 酒石黄比值标准曲线

以胭脂红作为参比，测定日落黄系列标准溶液在514nm和535nm处的吸光度，计算ΔR日/胭。

以ΔR日/胭对日落黄的浓度做线性回归，结果见表4。

以日落黄作为参比，测定胭脂红系列标准溶液在509nm和525nm处的吸光度，计算ΔR胭/日。

以ΔR胭/日对胭脂红的浓度作线性回归，结果见表5。

表4 日落黄比值标准曲线

表5 胭脂红比值标准曲线

2.3 精密度实验

准确移取10.00mL已经预处理的市售葡萄味饮料（20090103），加入2.0mL柠檬酸缓冲溶液，定容至25.00mL，按实验方法测定亮蓝和胭脂红的含量，7次测定结果的相对标准偏差分别为4.0%和2.9%。

准确移取10.00mL已经预处理的市售柠蜜味饮料（20081002），加入2.0mL柠檬酸缓冲溶液，定容至25.00mL，按实验方法测定酒石黄和日落黄的含量，7次测定结果的相对标准偏差分别为2.7%和2.0%。

准确移取10.00mL已经预处理的市售橙味汽水（20090111A）到25mL容量瓶中，加2.0mL柠檬酸缓冲溶液，用蒸馏水定容至刻度并摇匀。按实验方法测定酒石黄、日落黄和胭脂红的含量，7次测定结果的相对标准偏差分别为1.1%、0.7%和2.9%。

2.4 样品测定

2.4.1 饮料中胭脂红和亮蓝的测定 准确移取10.00mL已经预处理的葡萄味饮料，加入2.0mL柠檬酸缓冲溶液，定容至25.00mL，按实验方法测定其含量，结果见表6。

表6 饮料中胭脂红和亮蓝的含量（n=5）

2.4.2 饮料中酒石黄和日落黄的测定 准确移取10.00mL已经预处理的蜜橙味饮料，加入2.0mL柠檬酸缓冲溶液，定容至25.00mL，按实验方法测定其含量，结果见表7。

表7 饮料中酒石黄和日落黄的含量（n=5）

2.4.3 饮料中胭脂红、日落黄和酒石黄的测定 准确移取10.00mL已经预处理的柳橙味饮料、橙味汽水，加入2.0mL柠檬酸缓冲溶液，定容至25.00mL，按实验方法测定其含量，结果见表8。

表8 饮料中胭脂红、日落黄和酒石黄的测定（n=5）

表9 胭脂红、亮蓝回收率（n=5）

表10 酒石黄、日落黄回收率（n=5）

表11 酒石黄、日落黄和胭脂红回收率（n=5）

2.5 回收实验

2.5.1 胭脂红、亮蓝的回收实验 取8.00mL葡萄味饮料（20090103），加入一定量的胭脂红、亮蓝标准溶液，4.0mL柠檬酸酸缓冲溶液，定容至50.00mL，用微孔薄膜减压干过滤后测定各组分含量，加标回收实验结果见表9。

2.5.2 日落黄、酒石黄的回收实验 取4.00mL柠蜜味饮料（20080102），加入一定量的酒石黄和日落黄标准溶液，4.0mL柠檬酸酸缓冲溶液，定容至50.00mL，用微孔薄膜减压干过滤后测定各组分含量，加标回收结果见表10。

2.5.3 酒石黄、日落黄和胭脂红回收实验 准确移取80.0mL橙味汽水（20090204 A）至100mL容量瓶中，分别加入一定量的酒石黄、日落黄、胭脂红标准储备液，定容，摇匀，用微孔薄膜减压干过滤。再准确吸取10.00mL溶液置于25mL容量瓶中，并加入2.0mL柠檬酸缓冲液，稀释至刻度，摇匀，测定各组分含量，加标回收实验结果见表11。

3 结论

测定含有两种色素的样品溶液时，可根据两组分的吸收光谱图选择更简便的方法。本实验用单波长法同时测定葡萄味饮料中胭脂红和亮蓝的含量；单波长法和双波长法相结合同时测定柠蜜味饮料中酒石黄和日落黄的含量；采用双波长比值法与单波长相结合，测定柳橙味饮料和橙味汽水中酒石黄、日落黄和胭脂红的含量，均获得得到了较满意的结果。

［1］阚建全.食品化学［M］.北京：中国农业大学出版社，2002：276.

［2］杜建中，庞惠丹，吴素琴，等.高聚物萃取双波长法测定胭脂红及苋菜红含量的研究［J］.食品科学，2008，29（3）：441-443.

［3］肖义夫，顾万江.高效液相色谱法同时测定食品中的金橙Ⅱ和苏丹红Ⅰ～Ⅳ［J］.现代预防医学，2007，34（8）：15-16.

［4］辛若竹，王静，韩建秋，等.示波极谱法测定食品中合成着色剂的抗干扰性的研究［J］.中国酿造，2007（1）：65-66.

［5］陈晓红，李小平，姚浔平.高效液相色谱-质谱联用法测定饮料中人工合成色素的研究［J］.中国卫生检验杂志，2005，15（8）：941-942.

［6］曹乃斌，梁玉英，欧阳颖瑜.反相高效液相色谱测定色素食品中对位红的研究［J］.中国卫生检验杂志，2005，15（12）：1450-1452.

［7］陈海春，李宓娜.多元线性回归分光光度法同时测定测定柠檬黄和日落黄［J］.仪器仪表与分析监测，2001（4）：29-30.

［8］陈庆胜，郑创亮.二阶导数光谱法在食品合成色素测定中的应用［J］.广东卫生防疫，1999，15（2）：15-17.

［9］骆和东，朱宝平，林健.凝胶净化液相色谱法同时检测染红食品中对位红和苏丹红染料［J］.理化检验：化学分册，2006，42（2）：86-88.

［10］刘冷，李建晴，郭芬，等.紫外分光光度法同时测定柠檬黄和日落黄［J］.光谱实验室，2007，24（3）：423-427.

［11］陈海春.双波长补偿计算法同时测定饮料中的日落黄及胭脂红［J］.化学分析计量，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，主要从事分析化学教学及微量组分分析研究。

湛江师范学院科学研究基金资助项目（L0514）。