紫外分光光度法快速定量分析松香甘油酯

牛萌萌，许星亮，边 昊，陈 静，温家骅，刘雄民

（广西大学化学化工学院，广西 南宁 530004）

松香是广西的特色林产化学品，具有乳化、增黏、软化、绝缘、防潮等优良的性能[1-3]。2016年，我国松香的总产量为149.1万t，占世界总产量的6成以上[4]。广西松香出口量占到全国的50%。松香的主要成分是松香树脂酸，它们容易发生氧化反应[5-8]，为了提高松香产品的性能，实际生产应用中，广泛使用的是其改性产物松香甘油酯（GER）。松香甘油酯俗称为酯胶，具有酸值低、软化点高、热稳定性强等优良特性[9]，广泛应用于乳化剂、水果保鲜涂层、胶基物质等食品加工领域[10-16]。由于松香甘油酯结构中存在共轭双键，氧化后会生成过氧化物等杂质，损害身体健康的同时[17-19]，产品颜色也会加深[20]，并可能产生使人感到不适的气味，严重影响产品品质。因此，松香甘油酯的含量对产品品质具有不容忽视的影响。随着人们对食品安全问题的日益重视，快速准确地测定松香甘油酯的含量显得十分必要。

松香甘油酯由松香与甘油经酯化反应获得，松香甘油酯的产品质量与松香甘油酯的纯度及酯化反应的进度和转化率有关[21]。为了跟踪反应进程，需要快速准确地测定出松香与甘油混合体系中松香甘油酯的含量，进而推断出松香的转化率。但松香甘油酯难溶于甲醇、水、乙醇等液相色谱法常用的溶剂，且因沸点过高，不能满足气相色谱法的检测要求，国内外尚无检测松香甘油酯浓度的标准方法。

本文考察了松香甘油酯在不同溶剂中的溶解性，采用紫外分光光度计，建立了定量分析松香及其改性树脂松香甘油酯的方法，为松香甘油酯的纯度分析提供一种快速的分析方法，同时为跟踪测定松香与甘油的酯化反应过程的转化率和进度提供有效方法。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

1,2-二氯乙烷（AR），丙酮、氢氧化钾、乙酸乙酯（AR），正己烷（AR），乙醇（AR），自制去离子水，松香甘油酯样品，松香（特级品）。

紫外可见分光光度计(UV-2550)。

1.2 分析方法

1.2.1 软化点的测定

采用环球法测定松香甘油酯的软化点。以包裹钢球的松香甘油酯落至平板瞬间的温度表示软化点，单位为℃。

1.2.2 酸值的测定

采用化学滴定法，用氢氧化钾标准溶液滴定，至微红色30s不褪色为滴定终点。酸值单位为mgKOH·g-1。

1.3 标准溶液的配制

准确称取松香甘油酯0.10 g，分别以1,2-二氯乙烷、丙酮、乙酸乙酯和氯仿为溶剂，于200mL容量瓶中定容，配置成浓度为0.50 mg·mL-1的标准储备液。

准确称取松香0.10g，以1, 2-二氯乙烷作为溶剂，于200 mL容量瓶中定容，配置成浓度为0.50 mg·mL-1的标准储备液。

2 结果与讨论

2.1 软化点及酸值测定

由于松香甘油酯没有专门的标准品，为考察其质量，按国家标准GB 10287-2012进行分析，其软化点及酸值的测定结果列于表1。结果表明，该样品软化点的平均值为86.3℃，符合国家标准的要求（80.0～90.0℃），RSD 为 1.77%，酸值平均值为 5.6，满足≤9.0的限量要求[22]。

表1 样品软化点和酸值实验结果(n=3)

2.2 溶剂和测定波长的选择

松香甘油酯在部分溶剂中的溶解性见表2，其易溶于1, 2-二氯乙烷、丙酮、乙酸乙酯和氯仿。4种溶剂的截止波长分别为220 nm、330 nm、260 nm和245 nm，而松香甘油酯的最大吸收波长是243 nm（图1），因此选择1, 2-二氯乙烷作为溶剂。

表2 松香甘油酯溶解性对比表

2.3 松香甘油酯溶液标准曲线的绘制

图1 松香甘油酯溶液的紫外吸收光谱图

准 确 移 取 0.20、0.25、0.35、0.40、0.45、0.65、0.76 mL标准储备液，分别置于7个10 mL容量瓶中，加入1, 2-二氯乙烷，定容至刻度，摇匀，得一系列浓度分别为 10.00、12.50、17.50、20.00、22.50、32.50、38.00 mg·L-1的标准溶液。以1, 2-二氯乙烷为空白溶剂，在243 nm波长处测定其吸光度。以吸光度A为纵坐标，质量浓度b为横坐标绘制曲线（图2），计算回归方程为：A=0.0621b+0.01032，R2=0.9996。结果表明，松香甘油酯在10.00～38.00 mg·L-1浓度范围内呈良好的线性关系，相关系数大于0.999，表明该方法可用于其含量检测。

图2 松香甘油酯的标准曲线

2.4 精密度实验

在线性浓度范围内，配制一定质量浓度的松香甘油酯溶液，进行方法精密度的测定。分别取3个不同质量浓度的样品，平行测定6次，将其在最大吸收波长243 nm处的吸光度，经工作曲线换算成质量浓度，与加入值进行对比，结果列于表3。

表3 精密度实验

由表3可见，同一样品平行测定 6 次的相对标准偏差RSD为0.28%～0.84%，说明该方法的精密度较高，符合分析要求。

2.5 稳定性考察

在线性浓度范围内，称取适量的松香甘油酯于棕色容量瓶中，用1, 2-二氯乙烷定容，分别在0、1、2、3、4h测定其在最大吸收波长243 nm处的吸光度，经工作曲线换算成质量浓度，并计算相对标准偏差RSD，结果如表4所示。

表4 稳定性实验

由表4可知，样品溶液在4h内，相对标准偏差RSD范围为1.67%～2.17%。结果表明，虽然松香甘油酯易氧化，但在室温下，松香甘油酯的氧化较缓慢，4h内该方法的测定结果稳定。

2.6 回收率实验

在线性浓度范围内，取 3 份等体积且已知质量浓度的松香甘油酯溶液，分别加入不同质量的松香甘油酯，用1, 2-二氯乙烷定容至10 mL，测定其在最大吸收波长243 nm处的吸光度，经工作曲线换算成质量浓度，计算回收率、相对标准偏差值RSD，结果如表5所示。

表5 回收率实验

由表5可知，松香甘油酯的回收率为99.3%～101.4%，RSD为1.16%，数值在允许范围内，说明该分析方法用于测定松香甘油酯的含量，结果准确可靠。

2.7 松香最大吸收峰的测定

分别测定了松香和枞酸在1,2-二氯乙烷溶液中的紫外吸收光谱（图3），可知松香在1,2-二氯乙烷溶剂中的最大吸收峰也为243nm，与松香甘油酯的吸收峰一致。

图3 松香溶液的紫外吸收光谱图

2.8 松香溶液标准曲线的绘制

准确移取1.3中配制的松香标准储备液0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.33、0.35mL，分 别 置 于 7 个10 mL容量瓶中，加入1,2-二氯乙烷，定容至刻度，摇匀，得到一系列浓度分别为 5.00、7.50、10.00、12.50、15.00、16.50、17.50 mg·L-1的标准溶液。以1, 2-二氯乙烷为空白溶剂，在243 nm波长处测定其吸光度。以吸光度A为纵坐标，质量浓度b为横坐标绘制曲线（图4），计算得到回归方程为：A=0.0486b+0.0137，R²=0.9993。结果表明，松香溶液在5.00～17.50 mg·L-1浓度范围内呈良好的线性关系，相关系数大于0.999。

图4 松香标准曲线

松香甘油酯由松香与甘油经酯化反应制得，比较图2和图4可知，松香甘油酯和松香在1,2-二氯乙烷中的工作曲线，具有类似的线性关系。

2.9 松香和松香甘油酯混合体系的定量分析

松香甘油酯由松香与甘油经酯化反应获得，产品的质量与松香甘油酯的纯度及反应转化率有关。为跟踪酯化反应进程，我们测定了松香甘油酯和松香混合体系的吸光度与松香甘油酯含量之间的关系，通过体系中松香甘油酯的含量，了解反应进程和转化率。

准确移取1.3中制得的松香甘油酯标准储备液0.20mL、松香甘油酯标准储备液0.15 mL加松香标准储备液0.05 mL、松香甘油酯标准储备液0.10 mL加松香标准储备液0.10 mL、松香甘油酯标准储备液0.05 mL加松香标准储备液0.15 mL、松香标准储备液0.20 mL，分别置于5个10 mL的容量瓶中，加入1, 2-二氯乙烷，定容至刻度，摇匀，得到松香甘油酯含量分别为100%、75%、50%、25%、0%的一系列溶液，以1, 2-二氯乙烷为空白溶剂，在243 nm波长处测定其吸光度，结果如表6和图5所示。

表6 含量测定结果

图5 松香甘油酯含量与吸光度的关系

由图5可看出，松香甘油酯与松香混合体系溶液的浓度为10 mg·L-1时，吸光度与松香甘油酯含量的线性方程为：y= -0.2416x+0.4948，R²=0.991。该线性方程有两方面的应用：1）产品纯度的测定。从市场上购买的松香甘油酯产品如果含有松香（酯化不完全产品），可通过测定松香甘油酯的含量来确定其纯度；2）对松香合成松香甘油酯的反应过程进行跟踪。即利用该方法，通过测定松香甘油酯含量，了解松香酯化反应过程的转化率和进度。

3 结论

本研究考察了松香甘油酯在不同溶剂中的溶解性，采用紫外分光光度法，分别建立了松香及其改性树脂松香甘油酯的定量分析方法。纯松香甘油酯的浓度与吸光度的工作曲线方程为：A=0.0261b+0.01032，精密度、稳定性实验的RSD 分别为 0.28%～0.84%、1.67%～2.17%，回收率为99.3%～101.4%，RSD为1.16%，方法的精密度良好，稳定性、回收率在可允许的范围内。当松香甘油酯与松香混合溶液的浓度为10 mg·L-1时，吸光度与松香甘油酯含量的线性方程为：y=-0.2416x+0.4948，R²=0.991。所建立的方法能够快速准确地检测松香甘油酯的含量，效果理想。利用本方法，通过测定松香和甘油酯混合体系中的吸光度，可定量计算松香甘油酯含量，也能跟踪测定松香与甘油的酯化反应过程中的转化率和反应进程。