高锰酸钾-乙二醛化学发光体系测定谷氨酸

樊雪梅，王书民

（商洛学院 化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室，陕西商洛726000）

高锰酸钾-乙二醛化学发光体系测定谷氨酸

樊雪梅，王书民

（商洛学院 化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室，陕西商洛726000）

建立了测定谷氨酸的化学发光新方法，确定了该方法的测定最佳条件，并研究了抑制体系的机理。在最佳条件下，谷氨酸浓度在2.0×10-8-5.0×10-5mol·L-1范围内与相对发光强度成正比，方法的检出限为6.0×10-9mol·L-1，对1.0×10-6mol·L-1的谷氨酸平行测定9次，相对标准偏差为2.5%。该法用于味精产品中谷氨酸含量分析。

流动注射；化学发光；高锰酸钾；乙二醛；谷氨酸

谷氨酸是常见氨基酸之一，具有防止老化，补气、养血、利尿之功能，此外，还具有降低血液中氨含量的作用。此外，常被用作食品调味剂，其在人体中的含量直接影响人体健康。

目前，测定谷氨酸的方法主要有原子吸收法[1-2]、荧光法[3]、紫外光度法[4]、液相色谱法[5]、毛细管电泳法[6-7]、色谱法[8]等。但这些方法不是灵敏度低、就是操作繁琐或仪器昂贵。化学发光分析法因其灵敏度高、分析速度快、分析方法简便等特点，越来越受到人们的青睐。但目前为止，利用化学发光法测定谷氨酸的报道较少[9-10]。本文在酸性介质下，谷氨酸对高锰酸钾氧化乙二醛化学发光体系具有较强的抑制作用，据此，建立了测定谷氨酸的化学发光新方法，并用于味精产品中谷氨酸含量的分析。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

IFFM-E流动注射化学发光分析仪(西安瑞迈电子科技有限公司)；IFFS-A多功能化学发光检测器(西安瑞迈电子科技有限公司)。

谷氨酸（天津市科密欧化学试剂有限公司）1.0×10-3mol·L-1：准备称取0.01471 g谷氨酸，用蒸馏水溶解、定容至100 mL；高锰酸钾(西安化学试剂厂)：2.5×10-4mol·L-1；硫酸(西安市雁塔化学试剂厂)：0.1 mol·L-1。乙二醛(天津市博迪化工有限公司)：4%；所用试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水。

1.2 实验方法

分别将载流（水）、H2SO4和KMnO4以及乙二醛溶液通入相应管道，记录化学发光信号I0，然后以样品溶液代替蒸馏水，记录化学发光信号I。以相对化学发光强度△I=I0-I定量。实验流路如图l所示。其中管路为内径0.8 mm的聚四氟乙烯管，光电倍增管负高压为700 V，增益为l。

图1 实验流路图

2 结果与讨论

2.1 实验条件的选择

2.1.1 介质及其浓度的影响

实验发现在酸性介质中该体系具有较强的发光信号。在KMnO4浓度为2.5×10-4mol·L-1，乙二醛体积比为4%，谷氨酸浓度为1.0×10-6mol·L-1条件下，试验了H2SO4浓度对发光强度的影响（图2），结果发现，当H2SO4浓度为0.1 mol·L-1时，相对发光强度最大，所有选择0.1 mol·L-1的H2SO4用于后续实验。

2.1.2 高锰酸钾浓度的选择

高锰酸钾在此发光体系中仅起氧化剂的作用，在H2SO4浓度0.1 mol·L-1，乙二醛体积比4%，谷氨酸浓度1.0×10-6mol·L-1条件下，在5.0× 10-4-5.0×10-2mol·L-1范围内考察了高锰酸钾浓度对发光强度的影响（图3），结果表明：当高锰酸钾浓度为2.5×10-4mol·L-1时，体系的△I值最大，故选择此浓度进行实验。

图2 硫酸浓度对化学发光强度的影响

图3 高锰酸钾浓度对化学发光强度的影响

2.1.3 乙二醛浓度的选择

在KMnO4浓度为2.5×10-4mol·L-1，H2SO4浓度为0.1 mol·L-1，谷氨酸浓度为1.0×10-6mol·L-1条件下，试验了乙二醛体积比对发光强度的影响（图4），结果表明乙二醛体积比为4%时，相对发光强度最大。故本实验选择4%乙二醛进行实验。

图4 乙二醛体积比对化学发光强度的影响

2.2 工作曲线，精密度和检出限

在选定的最佳条件下，相对发光强度△I与谷氨酸浓度在2.0×10-8-5.0×10-5mol·L-1范围内呈较好的线性关系，线性回归方程为ΔICL=15.41+38.99× 107C，相关系数为0.9991，对1.0×10-6mol·L-1谷氨酸平行测定9次，其相对标准偏差为2.5%，根据IUPAC可得，检出限为6.0×10-9mol·L-1。

2.3 干扰试验

在最佳实验条件下，研究了实际样品中常见阳离子及其它物质对测定的干扰，当谷氨酸的浓度为1.0×10-6mol·L-1，测定的相对误差不超过±5%时，800倍的Na+、K+，500倍的Co2+、Sn2+、 Ni2+、Mn2+,200倍的Ag+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Ba2+、， 100倍的糊精、可溶性淀粉，酒石酸、麦芽糖、葡萄糖，1倍的Vc和草酸不干扰测定。由于实际样品中这些物质的实际含量均低于允许量，因此可以不经分离或掩蔽杂质，直接对样品进行含量测定。

2.4 样品测定

称取三个不同厂家生产的纯味精三份，配成l.0×10-3mol·L-1的样品储备液。移取储备液0.1 mL于100 mL容量瓶中，定容至刻度并摇匀。按实验方法进行样品测定，用标准加入法进行回收率试验，结果见表1。

表1 样品测定及回收率试验结果(n=6)

2.5 机理探讨

用改装的荧光分光光度计分别绘制了KMnO4-乙二醛及KMnO4-乙二醛-谷氨酸体系的化学发光光谱图，发现其最大发射波长均为630 nm，表明谷氨酸的加入没有改变发光机理。在酸性介质下，KMnO4可氧化一些还原物产生单线态分子复合物1O21O2(1△g1△g)，在转化为三线态氧3O2(3Σg)时，发出630 nm的光[11]。谷氨酸对KMnO4-乙二醛体系的抑制作用可能是由于其与KMnO4发生反应从而致使和乙二醛反应的KMnO4浓度降低所致。

3 结论

本文在H2SO4介质中，谷氨酸对高锰酸钾-乙二醛化学发光体系的抑制作用，建立了一种测定谷氨酸的新方法，探讨了抑制体系的机理。在KMnO4浓度为2.5×10-4mol·L-1，乙二醛体积比4%，H2SO4浓度为0.1 mol·L-1时，谷氨酸浓度在2.0×10-8-5.0×10-5mol·L-1范围内呈较好的线性关系，检出限为6.0×10-9mol·L-1，方法用于味精产品中谷氨酸含量分析，结构令人满意。

[1]孙智敏,张德强,孙汉文.火焰原子吸收法间接测定调味品中的谷氨酸[J].分析仪器,2000(3):33-35.

[2]刘文涵,章庆新,张清义,等.谷氨酸的硫化锌法原子吸收光谱间接测定[J].分析测试学报,2003,22(4):56-58.

[3]蔡维平,王细生,朱庆枝,等.光替代谷氨酸氧化酶及荧光法测定谷氨酸[J].分析化学,2000,28(10):1284-1286.

[4]陈景勇,彭奇均.紫外-可见分光法定量测定谷氨酸的比较[J].光谱实验室,2008,25(3):394-397.

[5]卢 昕,卢 洁,刘承伟,等.反相高效液相色谱法测定小鼠中脑内D-天冬氨酸和D-谷氨酸[J].分析化学, 2007,35(8):1151-1154.

[6]吴 健,邓留杰,郭利芬,等.毛细管电泳法检测转化液中谷氨酰胺和谷氨酸[J].食品科学,2008,29(4):328-331.

[7]郭文茹,黄繁嫱.毛细管电泳测定血浆中的谷氨酸[J].临床检验,1999,17(5):283-284.

[8]吴永康,张新申.低压离子色谱法测定酱油中谷氨酸含量[J].四川大学学报,2001(5):82-84.

[9]高 新,张小燕,范晓东,等.谷氨酸流动注射化学发光法测定[J].理化检验-化学分册,2004,40(11):635-637.

[10]方卢秋,卢红发,马兴菊,等.流动注射化学发光法测定谷氨酸的研究[J].食品科技,2006,7(4):110-112.

[11]何云华,吕九如.高锰酸钾-甲醛-无机还原剂化学发光体系[J].分析化学,2002,30(5):598-600.

（责任编辑：张国春）

Determ ination of Glutam ic Acid by Potassium Permanganate-glyoxal Chem ilum inescence System

FAN Xue-mei,WANG Shu-min
(College of Chemical Engineering and Modern Materials,Shangluo University/Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources,Shangluo 726000,Shaanxi)

A novel flowinjection chemiluminescence method was developed for the determination of glutamic acid,based on the inhibited effect of glutamic acid on the chemiluminescence reaction of potassium permanganate and glyoxal in the acidic medium.The optimum conditions and the possible inhibitory mechanism was also discussed.Under optimum conditions,the relative chemiluminescence intensity was 1inearly related to the concentration of glutamic acid in the range of 2.0×10-8-5.0×10-5mol·L-1with a detection limit of 6.0×10-9mol·L-1,the RSD for measurement of 1.0×10-6mol·L-1glutamic acid(n=9) is 2.5%.This method was applied to the determination of glutamic acid in monosodium glutamate samples with satisfatory results.

flowinjection;chemiluminescence;potassium permanganate；glyoxal；glutamic acid

O657.3

：A

：1674-0033（2014）04-0046-03

10.13440/j.slxy.1674-0033.2014.04.011

2014-05-18

陕西省科技统筹创新工程计划项目(2012KTDZ02-02-02)

樊雪梅，女，陕西富平人，硕士，讲师