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紫外分光光度计法测定茶叶中邻苯基苯酚的含量
时间:2018-08-13 点击次数:841

食品的三大机能:营养学特性、嗜好性感官品质特征、对人体的调节技能或保健机能。茶叶是为数不多的同时具备这三大机能要求的食品。茶不仅能够带给人们味觉的享受,还能够促进人们的身体健康,种种好处使得茶受到越来越多人的欢迎。饮茶、品茶已经成为人们生活中不可缺少的一部分。随着茶叶风靡全球,越来越多人开始重视茶叶的质量和安全问题。但是在茶叶的生长过程中,为了杀虫除菌、提高增产率,不可避免的会使用到农药,农药会残留在茶叶上极难清除,也不可避免的会对环境和人类健康产生危害或者有潜在的威胁。有资料显示,中国的茶树除了有机茶被限制不能喷洒农药,99%的茶树都或多或少的喷撒了农药。现在世界上有近 30 亿人饮用茶,世界各地都有种植茶叶和茶叶进出口贸易,在如此大的需求面前,许多国家制定的农药残留相关法规并没有那么完善,大部分国家只标明了茶叶中农药残留的大标准,而并不是禁止农药残留的存在。同时各个国家对茶叶的农药残留相关的法律法规也不统一,例如,欧洲因为地域气候关系不适合种植茶叶,同时对食品的安全卫生要求更高,因此它对茶叶农药残留的标准严格,而中国的产茶量和出口量居,但由于国外贸易壁垒日趋严格,导致了中国茶叶的出口量减少[1],主要原因是因为中国关于茶叶农药残留量的指标还未完善[2]。这几年茶叶农残相关国家标准不断更新出台,可见茶叶中农药残留问题越来越受到重视[3]。
近五年,欧盟对茶叶相关法规进行了多达 69 次修订,茶叶农残标准限制对象已经从茶园中使用的一般农药扩展到草甘膦等除草剂,再到蒽醌、多氯酸盐等环境污染物。近出口欧盟的茶叶中又查出邻苯基苯酚这一防腐杀菌剂,邻苯基苯酚是一种能够致癌的物质,对肾脏会产生毒副作用,危害人体健
康,因此迫切需要建立一种,快捷的方法来测定茶叶中邻苯基苯酚。邻苯基苯酚,又叫做 2-羟基联苯(ortho-phenylpheno,简称 OPP),一般为白色片状或块状,具有一定生物毒性。邻苯基苯酚具备良好的杀菌杀毒能力,是常用的防腐剂之一,一般都用在对果蔬类的防腐和保鲜,或者是用于纺织品、橡胶制品、化妆品等当中的消毒剂和防腐剂。目前,OPP 残留检测的主要方法有液相色谱法[4-7]、气相色谱法或气相色谱-质谱法[8-10]。色谱法分析成本高,色谱仪价格及日常维护费用贵,分析时间一般比较长。而紫外检测器是普遍的检测途径,大部分物质在液体状态下都有紫外检测光谱,其吸光值和其浓度呈现一定的线性关系,且不同的物质的紫外峰基本,并且紫外分光光光度法适合大众能够做到的检测方法,它还拥有分析成本低、紫外检测仪价格及日常维护费用低、准确度高、使用方便等优点。
茶叶中因含有大量的营养物质和化合物,增加了茶叶前处理的难度。而茶叶的前处理是整个分析过程的重要步骤,快速的提取方法更是茶叶中农药残留分析的核心,直接影响后期检测方法的准确度。因此农药残留分析茶叶的前处理要求提取率高,尽量少用或不用有机溶剂[11],以减少污染。常见的样品前处理方法主要有干法灰化法、固相萃取法、超声波提取法等[12-14],通过查阅文献[15-20],本实验采用超声波萃取法作为茶叶的前处理方法。超声波提取法是利用超声波强化提取作用,即媒质产生独特的机械振动作用和空化作用,机械振动作用将超声波的能量传递给样品,使组分脱附和溶解加快;空化作用使分子运动加快[21]。超声波提取法操作简单,并且它拥有操作简便、提取效率高,可克服常规方法的被测成分在多次转移中损失,从而影响检测准确性的缺点。近年来超声波提取法在茶叶的前处理中有着广泛应用[19-21]。
本文将专门讲述先用甲醇:水,甲醇,乙醇溶液分别为提取试剂,并采用超声波萃取来提取茶叶中的邻苯基苯酚,结合紫外分光光度计分析在不同缓冲液中,不同 pH 值下邻苯基苯酚的大吸收峰并绘制标准曲线,通过计算加标回收率确定方法的准确性。从而建立了一种快速简便地检测茶叶中邻苯基苯酚含量的方法。
1    实验部分
1.1   实验试剂与仪器
1.1.1  试剂
2-苯基苯酚,Rd,Nanqiao Twon,Fengxian Shanghai,China;甲醇,AR,国药集团化学试剂有限公司;乙醇,AR,国药集团化学试剂有限公司;茶叶,西湖龙井,浙江省杭州市
1.1.2 仪器设备
紫外可见分光光度计,UV1901PC,电子天平,ML104/02,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;超声波清洗器,KQ3200E。
2 结果与讨论
2.1溶剂(萃取剂)的选择
邻苯基苯酚微溶于水,因此选择了三种不同极性的溶剂[22-23](甲醇:水,甲醇,乙醇)来进行比较选出溶剂。称取邻苯基苯酚,在其他制备条件保持不变的前提下,使用三种不同溶剂:甲醇:水(7:3)、甲醇、乙醇分别配制 6 滋g/mL,分别以不同溶剂作为空白进行基线的确定,在 190耀400 nm 波长范围内多次进行光谱的连续扫描,并作出紫外峰来进行比较。可知甲醇:水(7:3)紫外吸收峰,并采用其作为溶液的溶剂(萃取剂)。实验结果可知,甲醇:水(7:3),甲醇,乙醇三种萃取剂的标准溶剂吸收曲线峰形一致,在其他条件不变的是情况下,甲醇:水(7:3)溶剂的紫外峰大吸收波长处的吸光值,更故采用甲醇:水(7:3)作为样品的萃取剂。
2.2 OPP 紫外检测方法优化
2.2.1 OPP 大吸收波长的选择
吸取 2 滋g/mL 的 OPP 溶液于比色皿中,以甲醇:水(7:3)溶剂作为空白进行基线的确定,在 190耀400 nm 波长范围内多次进行光谱的连续扫描,如图(1),以确定 OPP 的大吸收波长。
基苯酚在 190耀400 nm 范围内,在 201.0、283.5 nm 波长处均有吸收峰,其中以 201.0 nm 处的吸收峰,无杂峰干扰且较为稳定,适合作为大吸收波长进行实验。
2.2.2OPP 适宜缓冲液的选择
在三组 6 滋g/mL 的 OPP 溶液分别加入 pH=8.5 的不同的缓冲液(BR 缓冲液,PBS 缓冲液,醋酸缓冲液),分别加入于比色皿中,以甲醇:水(7:3)溶剂作为空白进行基线的确定,在其他制备条件保持不变的前提下,在 190耀400 nm波长范围内多次进行光谱的连续扫描,通过其紫外峰的大吸收峰来确定适宜的缓冲液。实验结果可知,三种不同缓冲液(BR 缓冲液,PBS 缓冲液,醋酸缓冲液)对于 OPP 标准液的影响的不同程度,其中醋酸缓冲液所得吸光值大,但因其大吸收波长处也导致偏离,故选用 BR 缓冲液作为 OPP 溶液的适宜缓冲液。

2.2.3 OPP 适宜缓冲液 pH 值的选择
通过查阅文献可知[24],在酸性条件下,pH 对 OPP 的紫外吸收影响不大,故在 6滋g/mL 的 OPP 溶液中加入 pH 值为 6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10 的 BR 缓冲
液,并测其大吸收峰。根据不同 pH 值测得的吸光度绘制 pH 值与吸光度的变化关系。得出 6 滋g/mL OPP 标准溶液在不同 pH 值下 BR 缓冲液的吸光值,可知 OPP 标准溶液在 pH=7.5 下的吸光值。
2.3OPP 标准曲线的绘制
从上述 OPP 储备液(200.0 滋g/mL)标准溶液中吸取 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、1mL 定容于 10mL 容量瓶,配制 2、4、6、8、10、12、20 滋g/mL 质量浓度的标准溶液。从 2 滋g/mL 标准溶液中吸取 5mL 定容于 10mL 容量瓶中配制
1滋g/mL 溶液。从 20滋g/mL 标准溶液中吸取 0.1、0.25、0.75mL 定容至 10mL 容量瓶中配制 0.2、0.5、1.5滋g/mL 溶液。从 1滋g/mL 标准溶液中吸取 0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.2mL 定容至 10mL 容量瓶中配制 0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12滋g/
mL 溶液。标准溶液均用甲醇:水(7:3)定容,采用缓冲液的 pH 值,并在吸收波长处进行紫外扫描得出 OPP 标准曲线并计算出线性相关系方程如图(2)。
液,PBS 缓冲液,醋酸缓冲液),分别加入于比色皿中,以甲醇:水(7:3)溶剂作为空白进行基线的确定,在其他制备条件保持不变的前提下,在 190耀400 nm
波长范围内多次进行光谱的连续扫描,通过其紫外峰的大吸收峰来确定适宜的缓冲液。实验结果可知,三种不同缓冲液(BR 缓冲液,PBS 缓冲液,醋酸缓冲液)对于 OPP 标准液的影响的不同程度,其中醋酸缓冲液所得吸光值大,但因其吸收波长处也导致偏离,故选用 BR 缓冲液作为 OPP 溶液的适宜缓冲液。
2.2.4OPP 适宜缓冲液 pH 值的选择
通过查阅文献可知[24],在酸性条件下,pH 对 OPP 的紫外吸收影响不大,故在 6滋g/mL 的 OPP 溶液中加入 pH 值为 6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10 的 BR 缓冲液,并测其大吸收峰。根据不同 pH 值测得的吸光度绘制 pH 值与吸光度的变化关系。得出 6 滋g/mL OPP 标准溶液在不同 pH 值下 BR 缓冲液的吸光值,可知 OPP 标准溶液在 pH=7.5 下的吸光值。
2.4OPP 标准曲线的绘制
从上述 OPP 储备液(200.0 滋g/mL)标准溶液中吸取 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、1mL 定容于 10mL 容量瓶,配制 2、4、6、8、10、12、20 滋g/mL 质量浓度的标准溶液。从 2 滋g/mL 标准溶液中吸取 5mL 定容于 10mL 容量瓶中配制
1滋g/mL 溶液。从 20滋g/mL 标准溶液中吸取 0.1、0.25、0.75mL 定容至 10mL 容量瓶中配制 0.2、0.5、1.5滋g/mL 溶液。从 1滋g/mL 标准溶液中吸取 0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.2mL 定容至 10mL 容量瓶中配制 0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12滋g/
mL 溶液。标准溶液均用甲醇:水(7:3)定容,采用缓冲液的 pH 值,并在大吸收波长处进行紫外扫描得出 OPP 标准曲线并计算出线性相关系方程如图(2)。
1.3.4干扰物实验的测定为确定茶叶中是否有其他物质干扰影响实验结果的测定,分别配制儿茶素、维生素 C 6滋g/mL,取 1mL 装入比色皿中,作出三种物质的紫外吸收峰,和 OPP 标准溶液的紫外峰图进行比较,观察是否对大波长处的吸收峰有影响。实验证明上述物质对该检测方法均无干扰。
3总结
本实验建立了茶叶中的邻苯基苯酚含量的测定方法,具有准确性和稳定性。利用甲醇:水(7:3)作为萃取剂,萃取方法选择超声波萃取法,萃取出茶叶中的邻苯基苯酚,并采用紫外分光光度法,建立邻苯基苯酚标准曲线对其进行含量测定,对标准曲线的萃取剂,缓冲液,适宜 pH 值等条件进行优化。在在 0.02耀12滋g/mL 范围内,邻苯基苯酚浓度与吸光度具有良好线性关系,其相关系数为 0.994,加标回收率在 90.1%耀91.2%之间,符合加标回收率的标准,证明方法是可行的。结论为通过超声波萃取结合紫外分光光度法能够测定茶叶中邻苯基苯酚,并且该方法具有准确度高,反应灵敏,操作简便等优点。

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