Na fion-石墨烯修饰电极溶出伏安法测定巧克力中的乙基香兰素＊

王淑敏，彭吉，谭浩南，晏湖明，郭子英

（1.山西大同大学化学与环境工程学院，山西大同 037009； 2.大同市质量技术监督检验测试所，山西大同 037006)

Na fion-石墨烯修饰电极溶出伏安法测定巧克力中的乙基香兰素＊

王淑敏1，彭吉2，谭浩南1，晏湖明1，郭子英1

（1.山西大同大学化学与环境工程学院，山西大同 037009； 2.大同市质量技术监督检验测试所，山西大同 037006)

采用Na fion-石墨烯修饰电极差分脉冲溶出伏安法测定巧克力中乙基香兰素的含量。于pH 1.98的B-R缓冲溶液中，在0.83 V电压下将巧克力样品溶液搅拌富集60 s，获得一个灵敏的阳极溶出峰，峰电流与样品溶液的质量浓度线性相关，线性范围为2.4～8.2 μg/mL，相关系数为0.999 5，测定结果的相对标准偏差为1.60% (n=15)。乙基香兰素的检出限为0.076 μg/mL，加标回收率为98.60%～101.38%。该方法可用于食品中乙基香兰素含量的测定。

差分脉冲溶出伏安法；Na fion-石墨烯修饰电极；B-R缓冲溶液；乙基香兰素；巧克力

AbstractThe content of ethyl vanillin in chocolate was determined by differential pulse stripping voltammetry. The electrode was modi fied by Na fion-graphene composite film. The sample was added in a B-R buffer solution to form a system with pH 1.98. A sensitive anodic stripping peak was obtained with 0.83 V after being stirred and enriched for 60 s. Under optimal conditions, the value of peak current was linear with the solution concertration in the range of 2.4-8.2 μg/mL with the correlation coef ficient of 0.999 5, the relative standard deviation of the determination results was 1.60% (n=15), the detection limit was 0.076 μg/mL, and the recoveries were 98.60 %-101.38 %. The method is suitable for determination of ethyl vanillin in foods.

Keywordsdifferential pulse stripping voltammetry; Na fion-graphene composite film modi fied electrode; B-R buffer solution; ethyl vanillin; chocolate

乙基香兰素化学名为3-乙氧基-4-羟基苯甲醛，是一种人工合成的香料，由于它具有留香持久的优点，可以代替香兰素用作食用香精，广泛用于巧克力、软饮料、调味品、奶粉、糖果、酒类饮料、烘焙食品及糖果中。如果人体大量摄入含有乙基香兰素的食品，会感到恶心、呕吐、头晕等，甚至还会影响肝脏、肾脏的功能［1-2］。国家标准规定［3］，在烘培类食品中乙基香兰素含量不得超过60 μg/kg，巧克力中不得超过250 mg/kg，酒类中不得超过100 mg/kg，奶粉中不得超过5 mg/(100 mL)。因此为了加强食品药物卫生安全监督，建立乙基香兰素的便捷检测方法具有重要意义。

乙基香兰素的常见测定方法有同位素稀释液相色谱 - 质谱联用法［4］、气相色谱法［5］、高效液相色谱法［6-9］、紫外可见分光光度法［10-12］、高效液相色谱 -串联质谱法［13］、伏安法结合化学计量学法［14］、发光化学法［15］，这些方法或成本太高，或所用试剂有毒而危害人的健康，或耗时长不利于快速检测。建立一种能够快速、简便、无毒的方法，对乙基香兰素进行测定是有必要的。电化学方法因具有灵敏度高、操作简单、成本低等优点而被广泛使用。

Na fion是一种由全氟化磺酸酯构成的优良阳离子交换剂，其聚合物具有传导性、热稳定性好，溶解度小，对阳离子的选择性强等特点，是一种良好的电极修饰材料［16］。石墨烯是一种新型的厚度仅为一个碳原子厚的二维晶体碳纳米材料，它以二维有序蜂窝状平面结构单独存在，是构成各种石墨材料的基本单元，具有较高的比表面积、优良的电学性质和良好的热力学性能。此外，石墨烯内部有高速运动的电子，用于修饰电极表面，能有效促进电子的转移，因此是电化学生物传感器的理想材料［17］。

笔者选择Na fion-石墨烯修饰电极，用差分脉冲溶出伏安法对乙基香兰素的含量进行测定，结果满意。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电化学工作站：CHI660E型，上海辰华仪器有限公司；

三电极系统：圆盘玻碳电极(Φ3 mm)，饱和甘汞电极，铂针辅助电极，上海分析仪器厂；

pH计：pHSJ-4A型，上海精密科学仪器有限公司；

电子天平：FA1104型，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；

数控超声清洗器：KQ5200DE型，昆山市超声仪器有限公司；

B-R缓冲溶液：pH1.98；

乙基香兰素标准品：纯度为99.0%，梯希爱（上海）化成工业发展有限公司；

乙基香兰素标准溶液：准确称取0.100 1 g的乙基香兰素标准品于小烧杯中，加入5 mL无水乙醇，溶解后定容至50 mL棕色容量瓶中，摇匀待用，于25℃下避光放置；

Na fion溶液：5%，美国杜邦公司，用时稀释至0.1%；

石墨烯溶液：0.5 mg/mL，大同大学炭材料研究所：

巧克力样品：Ritter SPORT牌，市售；

实验所用试剂均为分析纯；

实验用水为二次蒸馏水。

1.2 样品处理

把巧克力样品粉碎，准确称取30.000 8 g于三角瓶中，倒入50 mL无水乙醇，在搅拌器上搅拌2 h，进行减压抽滤，收集滤液备用。

1.3 玻碳电极的预处理

将玻碳电极在5 μm（3 000目）的砂纸上打磨光滑，然后浸泡在二次蒸馏水中超声清洗10 min。清洗结束后，将三电极系统放入盛有0.01 mol/L铁氰化钾和0.05 mol/L硝酸钾的混合溶液中，在电位为0.6～-0.2 V、扫描速率为40 mV/s下循环扫描，当出现完好的氧化峰与还原峰，且峰电位差值小于70 mV时，说明电极具有良好的可逆性，继续循环扫描20次，使电极稳定，以便用于修饰。

1.4 Na fion-石墨烯修饰电极的制备

取一支5 mL带塞塑料管，清洗干净，向其中加入0.50 mL Na fion溶液，再准确加入0.75 mL石墨烯，置于超声清洗器中超声30 min。用微量移液管移取20 μL复合物，并均匀滴加至活化的工作电极的表面，自然晾干，即为Na fion-石墨烯修饰电极。

1.5 仪器工作参数

富集电位：0.83 V；电沉积时间：60 s；初始电位：1.3 V；终止电位：2.7 V；平衡时间：3 s；脉冲间隔：0.5 s；脉冲宽度：4 s；脉冲幅度：0.43 V。

1.6 实验方法

准确称取0.100 1 g乙基香兰素标准品，置于小烧杯中，加入5 mL无水乙醇，溶解并定容至50 mL容量瓶中，摇匀后备用。

准确移取乙基香兰素标准溶液1.00 mL，定容于50 mL棕色容量瓶中。取上述溶液10.00 mL于棕色容量瓶中，加入5.00 mL pH 1.98的B-R缓冲溶液，混合均匀，定容至100 mL，作为被测液。

移取被测液10.00 mL于电解池中，置入电极，于0.83 V处富集60 s后，静置3 s，然后溶出，测定并记录相应的电流数据，根据线性方程计算相应的浓度值，再计算求得最终的乙基香兰素含量。

2 结果与讨论

2.1 电极的选择

依照1.6实验方法，改变电极和溶液分别进行试验，结果见图1。由图1可见，修饰电极的峰电流值比裸电极的峰电流值大，空白溶液对峰电流几乎没有影响。故本实验采用修饰电极。

图1 电极叠加图

2.2 支持电解质的选择

按1.6实验方法分别考察B-R缓冲溶液、HAc-NaAc缓冲溶液、KCl溶液不同电解质的影响，结果表明，当电解质为B-R缓冲溶液时，溶液的峰电流值大且峰形良好。

2.3 溶液pH的影响

固定乙基香兰素溶液浓度和B-R缓冲溶液的体积，改变B-R缓冲溶液的pH值进行试验。当B-R缓冲溶液的pH为1.98时，溶液的峰电流值最大且峰形较好。

2.4 线性范围、检出限

分别准确配制质量浓度为 0.8，1.2，1.6，2.0，2.4，2.8，3.2，3.6，4.0，4.4 ，4.8，5.2，5.8，6.4 μg/mL 的乙基香兰素系列标准工作溶液，分别定容至100 mL容量瓶中，按1.6实验方法测定。结果表明，峰电流I与乙基香兰素溶液的质量浓度c在2.4～8.2 μg/mL范围内呈线性关系，线性方程为I=2.800 0c+64.500 0，相关系数为0.999 5。

对pH 1.98的B-R缓冲溶液做空白试验，重复测定16次，该方法的检出限（D=3Sb/k）为0.076 μg/mL。

2.5 精密度试验

按1.6实验方法测定3.8 μg/mL乙基香兰素标准溶液，平行测定15次，测定结果见表1。由表1可知，测定结果的相对标准偏差为1.60%，表明本方法精密度良好。

表1 精密度试验结果

2.6 加标回收试验

在最优实验条件下，按照1.6实验方法测定巧克力样品中乙基香兰素的含量，并对样品进行加标回收试验，试验结果见表2。由表2可知，两个浓度水平加标回收率在98.60%～101.38%之间，表明本方法测定结果准确、可靠。

表2 加标回收试验结果

2.7 样品测定

取巧克力样品（标示乙基香兰素含量为不大于180 mg/kg），以本法测定其中乙基香兰素的含量，测定结果为150.66 mg/kg，符合预期。

3 结语

在pH 1.98的B-R缓冲溶液中，使用Na fion-石墨烯修饰电极差分脉冲溶出伏安法测得巧克力中乙基香兰素含量，该方法操作简单、灵敏度较高、线性关系良好。该修饰电极具有较好的稳定性和重现性，可用于食品中乙基香兰素的常规检测。

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Determination of Vanillin in Chocolate by Na fion-graphene Modi fied Electrodes Stripping Voltammetry

Wang Shumin1, Peng Ji2, Tan Haonan1, Yan Huming1, Guo Ziying1
（1. Chemical Engineering College, Shanxi Tatong University, Datong 037009, China;2. Datong Quality Technical Supervision and Inspection Institute, Datong 037006, China)

O657.15

A

1008-6145(2017)03-0021-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2017.03.005

*大同市自然基金项目（2014105-3）；大同大学大创重点项目(2016118)

联系人：郭子英；E-mail: zyg_2003@163.com

2017-05-15