氯酚红探针吸收光谱法快速测定面制食品中的Fe

王芳，庞向东，江虹（长江师范学院化学化工学院，重庆408100）

氯酚红探针吸收光谱法快速测定面制食品中的Fe

王芳，庞向东，江虹*
（长江师范学院化学化工学院，重庆408100）

建立准确测定面制食品中Fe的吸收光谱法。在酸性Tris-HCl缓冲介质中，氯酚红与适量的Fe（Ⅲ）反应生成具有明显正、负吸收峰的离子缔合物，最大正吸收波长和最大负吸收波长分别位于430 nm和572 nm，表观摩尔吸光系数（κ）分别为6.93×104L/（mol·cm）（正吸收）和1.90×105L/（mol·cm）（负吸收）。Fe（Ⅲ）的质量浓度在0～1.40 mg/L范围内遵从比尔定律。

氯酚红；铁；面制食品；吸收光谱法（College of Chemistry and Chemical Engineering，Yangtze Normal University，Chongqing 408100，China）

Fe是人体必需的营养微量元素之一，在人体内，虽然含量很少，但却能起到非常重要的生理作用。在人体所必需的十几种微量元素中，Fe无论在重要性还是在数量上都居首位。人体中的Fe主要来自食物，若人体长期缺Fe或长期摄入大量的含Fe量高的食物，人体都会出现某些相应的病症。因此，为了能更好地对市场中含铁食品进行质量控制，研究快速、灵敏、准确的测铁方法有着重要意义。目前，检测食品中Fe的方法主要是原子吸收法［1-4］和分光光度法［5-7］，也有电化学分析法［8］、荧光法［9］和化学发光法［10］等的报道。原子吸收法准确度较高，但仪器价格较贵，分析成本较高，还需单独配备元素灯。分光光度法虽灵敏度不够高，但所需仪器价廉，操作简便，一直以来深受人们的青睐。目前，分光光度法测铁已有较多报道，但其主要是催化分光光度法和氧化分光光度法，采用简便的直接显色法测Fe的报道较少。本工作以酸性染料氯酚红作探针，采用直接显色吸收光谱法研究Fe（Ⅲ）的测定。试验表明，在酸性介质中，氯酚红与Fe（Ⅲ）发生显色反应后生成具有正、负吸收峰的离子缔合物，新物质的吸光度与一定浓度范围的Fe（Ⅲ）的质量浓度呈线性关系，服从朗伯-比尔定律，方法的灵敏度比文献［6］高2.0倍～5.3倍。方法用于市售面制食品中Fe的测定，结果满意。

1　材料与方法

1.1样品

蛋糕（1#～5#）、饼干（6#～9#）、面包（10#）：市售。

1.2主要仪器

U-4100型紫外-可见-近红外分光光度计：日本日立；pHS-3C精密酸度计：上海虹益仪器仪表有限公司。

1.3主要试剂

Fe（Ⅲ）标准溶液：准确称取0.2410gNH4Fe（SO4）2· 12H2O于烧杯中，加少量水溶解后定量转移至500 mL容量瓶中，用超纯水稀至刻度，摇匀，即得55.85 mg/L Fe（Ⅲ）贮备液，取贮备液稀释10倍即得Fe（Ⅲ）操作液。

氯酚红（chlorophenol red，简写为CHR，上海试剂三厂）溶液：1.00×10-3mol/L。

Tris（三羟甲基氨基甲烷）-盐酸缓冲溶液：0.10 mol/L盐酸和0.20 mol/L Tris溶液混合，用酸度计测定，配成pH 3.0～8.5的系列缓冲溶液。

上述试剂均为分析纯，试验用水为超纯水。

1.4样品的预处理

准确称取已粉碎、混匀并按四分法缩分的蛋糕（1#～5#）、饼干（6#～9#）、面包（10#）等样品各5.000 0 g，分别置于瓷坩埚中，在电炉上低温加热，待样品炭化后，将温度调至500℃～550℃灼烧灰化，直至残灰成白色或浅灰色，冷却后，加适量浓HNO3溶解（使铁以Fe（Ⅲ）离子形式存在），蒸干，加适量水，搅拌、过滤，滤液置于100 mL容量瓶中并用水定容，即得待测液。

1.5方法

准确移取适量的5.585 mg/L Fe（Ⅲ）标准溶液或待测样液于10 mL比色管中，加入1.00 mL pH 4.26 Tris-HCl缓冲溶液和2.00 mL 1.0×10-3mol/L CHR溶液，用水稀至刻度，摇匀，15 min后，用1 cm液池，以试剂空白作参比，在430 nm或572 nm处，测定溶液的吸光度A。

2　结果与讨论

2.1CHR-Fe（Ⅲ）吸收光谱

CHR-Fe（Ⅲ）体系的吸收光谱见图1。

曲线1表明：在可见光区，Fe（Ⅲ）溶液几乎无吸收；曲线2表明：氯酚红溶液在570 nm有强吸收；曲线3～6表明：在酸性Fe（Ⅲ）溶液中加入氯酚红溶液后，由于CHR为酸性染料，能与Fe（Ⅲ）以静电引力结合生成疏水性的离子缔合物，新物质的光谱曲线上出现1个较强的正吸收峰和1个较强的负吸收峰，最大正吸收波长为430 nm，紫移140 nm，最大负吸收波长为572 nm，与染料峰接近，正吸收的波移表明，CHR与Fe（Ⅲ）反应确实生成了新物质。在最大正吸收或最大负吸收波长处，Fe（Ⅲ）在一定质量浓度范围内，其质量浓度与体系的吸光度A呈线性关系，服从比尔定律。故正吸收法和负吸收法均可用于Fe（Ⅲ）的定量分析。

图1吸收光谱Fig.1　The absorption spectra

2.2反应条件

2.2.1溶液酸度

考察了室温条件下不同pH值的Tris-HCl缓冲溶液对体系吸光度的影响。结果表明：在pH 3.4～6.2范围内体系的灵敏度相对较大，试验用pH 4.26的Tris-HCl缓冲溶液，用量以1.0 mL为宜。

2.2.2氯酚红的浓度

考察了室温条件下，0.5 mL～4.5 mL 1.0×10-3mol/L CHR溶液对体系灵敏度的影响。结果表明：CHR溶液为1.6 mL～2.4 mL时，体系的吸光度绝对值相对较大，灵敏度较高。试验用2.0 mL 1.0×10-3mol/L CHR溶液。

2.2.3试剂加入顺序

考察了室温条件下，所用试剂在不同加入顺序时对体系灵敏度的影响。结果表明：按1.5节的加入顺序为最佳。

2.2.4反应时间

考察了室温条件下，Fe（Ⅲ）与CHR溶液在不同反应时间对生成物稳定性的影响。结果表明：反应在15 min内即可完成，生成物的稳定时间至少1 h。试验选在15 min后测定。

2.3标准曲线

在6支10 mL具塞比色管中，分别加入0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL 1.0×10-4mol/L的Fe（Ⅲ）标准溶液，再按试验方法加入其它试剂溶液并测定各溶液的吸光度，作A-ρ标准曲线。方法的一元线性回归方程、相关系数、线性范围及表观摩尔吸光系数等列于表1。

表1 标准曲线相关参数Table 1　Related parameters of standard curves

2.4共存物质的影响

以正吸收法为例，考察了当相对误差不大于±5%时，某些共存物质对测定0.558 mg/L Fe（Ⅲ）的影响。试验表明以下物质不干扰测定：100倍的Na+、K+、SO42-、C1-；50倍的Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、NO3-、Ac-；10倍的Co2+、Cr3+、Ag+；5倍的Pb2+、Al3+、Zn2+；3倍的C2O42-。可见，常见阴、阳离子不干扰Fe（Ⅲ）的测定，故方法具有良好的选择性。

2.5分析应用

取1.4节待测样液各3.00 mL分别置于10 mL比色管中，再按1.5节的方法加入Tris-HCl缓冲溶液和CHR溶液，用水稀至10 mL刻度，摇匀，静置15 min，以正吸收法为例在430 nm处测定各溶液的吸光度，求出各样品中Fe的含量（n=6），并与原子吸收（AAS）法［1］对照，同时作加标回收试验（n=6），检测方法的准确度，结果见表2。

表2样品分析结果及回收试验Table 2　Analytical results and recovery tests of samples（n=6）

表2说明，本法测定结果与国标法基本一致，回收率为98.9%～102%，相对标准偏差为1.0%～2.0%。

3　结论

用氯酚红作探针的吸收光谱法可以快速测定系列面制食品中Fe的含量，方法具有较高的灵敏度、准确度和选择性，精密度也能满足分析的要求。

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Fast Determination of Iron in Flour Food by Absorption Spectrometry

with Chlorophenol Red as Probe
WANG Fang，PANG Xiang-dong，JIANG Hong*

A new and accurate absorption spectrometry for quantifying of iron in flour food was developed.In an acidic Tris-HCl buffer medium，an appropriate amount of iron（Ⅲ）was reacted with chlorophenol red，to form a ion association complexes with obvious positive absorption peak and negative absorption peak.The maximum positive absorption wavelength and maximum negative absorption wavelength were at 430 nm and 572 nm respectively.The apparent molar absorptivity（κ）were 6.93×104L/（mol·cm）（positive absorption）and 1.90×105L/（mol·cm）（negative absorption）respectively.Beer's law was obeyed in the range of 0～1.40 mg/L for iron（Ⅲ）mass concentration.

chlorophenol red；iron；flour food；absorption spectrometry

2015-09-03

长江师范学院科技基金资助项目（2016CXX079）

王芳（1993—），女（汉），本科，研究方向：分析化学。