膠束增敏催化光度法測定食品中的痕量硒

白靜，崔麗偉

（1.河南化工職業(yè)學(xué)院，河南鄭州450001；2.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南鄭州450046）

膠束增敏催化光度法測定食品中的痕量硒

白靜1，崔麗偉2

（1.河南化工職業(yè)學(xué)院，河南鄭州450001；2.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南鄭州450046）

討論利用硒催化溴酸鉀氧化甲基橙褪色的原理建立了一種測定硒的方法，確定在測定波長λ為506 nm，硒濃度在0.2μg/mL～1.2μg/mL范圍內(nèi)與△A呈良好的線性關(guān)系，測定的線性回歸方程為△A=0.181 4C+0.107，相關(guān)系數(shù)γ=0.997 9，表觀摩爾吸光系數(shù)為2.94×104L·mol-1·cm-1。測定富硒鹽中含硒量為4.275mg/kg，加標(biāo)回收率在93.3%～96.4%之間，并且RSD為1.2%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較令人滿意，可作為快速測定食品中的痕量硒的方法。

硒；催化光度法；表面活性劑

硒雖然是一種人體必須微量元素，目前公認(rèn)的硒缺乏癥會(huì)導(dǎo)致克山病，但硒攝入量過大會(huì)有中毒跡象，如脫發(fā)，指甲粗糙，惡心和疲勞。人體攝入的硒主要來自食物，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為食用天然食品補(bǔ)硒高效、低毒，是一種安全的補(bǔ)硒方法。由于硒在地殼中分布不均勻，許多國家包括我國部分區(qū)域處于缺硒或低硒地區(qū)，而過量攝入硒而導(dǎo)致中毒事件又屢屢發(fā)生，所以確定一種快速測定食品中痕量硒的方法非常必要。

目前測定硒的方法基本分為原子光譜法[1-2]，分子熒光分析法[3-4]，電化學(xué)法[5-6]等，這些方法儀器昂貴或者條件苛刻，干擾嚴(yán)重，不能快速的測定食品中硒的含量，而膠束增敏催化光度法能夠快速的測定食品中的痕量硒，并且基體干擾低，實(shí)驗(yàn)條件溫和，適合做為一種快速測定硒的方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

TU-1810型紫外可見分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限公司；十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉（AR）：天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心；十四烷基二甲基芐基氯化銨、溴代十六烷基吡啶：阿拉丁上海晶純試劑有限公司；硒粉：天津市化學(xué)試劑三廠。實(shí)驗(yàn)使用所有試劑均為分析純。

1.2 方法

于2支規(guī)格相同的50mL的比色管中，各依次準(zhǔn)確加入2.0mL甲基橙（500μg/mL）溶液，10.0mL鹽酸（0.1mol/L）溶液，2.0mL溴酸鉀（0.1mol/L）溶液，分別在加入1.5mL表面活性劑（0.01%），在其中一支比色管中加入1.5mL硒標(biāo)準(zhǔn)溶液（10μg/m L），另一支作為試劑空白，均用水稀釋到25mL刻度，搖勻，在50℃水浴溫度下水浴20min后，用1 cm的石英比色皿，以蒸餾水為參比，在506 nm處分別測定溶液的吸光度，其中含硒標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度為A，試劑空白的吸光度為A0，計(jì)算△A。

2 結(jié)果與討論

2.1 波長選擇

按上述方法，在50℃下反應(yīng)20min，以蒸餾水為參比，在400 nm～700 nm之間掃描光譜，來選擇合適的實(shí)驗(yàn)測定波長。波長的選擇光譜掃描曲線見圖1。

圖1 波長的選擇Fig.1 Wavelength selection

由圖1可知：曲線1和曲線2在506 nm處為最大吸收，且分別為1.149和0.921；另外，在531 nm處都有吸收但不為最大吸收，主要因?yàn)橹甘緞┳陨韺ξ辗宓挠绊?，所以不予考慮。通過對光譜掃描圖可知反應(yīng)體系在506 nm處有最大吸收峰，則可定506 nm為實(shí)驗(yàn)測定波長。

2.2 表面活性劑的選擇

分別用十六烷基三甲基氯化銨（S1），十六烷基三甲基溴化銨（S2），十四烷基二甲基芐基氯化銨（S3），溴代十六烷基吡啶（S4），十二烷基苯磺酸鈉（S5）做表面活性劑（不加表面活性劑為S0）。以蒸餾水為參比，在506 nm掃描各個(gè)吸光度，求得△A，繪制圖2。

圖2表面活性劑的影響Fig.2 Effect of surfactant

由圖2通過最大吸收峰處△A可知，除十四烷基二甲基芐基氯化銨S3以外，加入其他表面活性劑有明顯的增敏效果，且就十二烷基苯磺酸鈉S5對反應(yīng)增敏效果最大。所以選擇十二烷基苯磺酸鈉作為實(shí)驗(yàn)最佳表面活性劑。

2.3 酸的種類和酸的用量選擇

2.3.1 酸的種類選擇

本實(shí)驗(yàn)選擇3種無機(jī)酸，作對照實(shí)驗(yàn)。硫酸反應(yīng)過快不易控制實(shí)用價(jià)值不大；磷酸在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)幾乎不反應(yīng)沒有研究價(jià)值；鹽酸有較好的吸光度差值，所以選擇鹽酸為實(shí)驗(yàn)酸性介質(zhì)。

2.3.2 酸的用量選擇

先固定甲基橙溶液（500μg/mL）2mL，硒標(biāo)準(zhǔn)溶液（10μg/mL）1.5mL，溴酸鉀溶液（0.1mol/L）2.0mL，十二烷基苯磺酸鈉（0.01%）1.5mL，水浴時(shí)間20min，溫度50℃，改變不同用量的鹽酸來選擇合適的酸用量。以蒸餾水為參比，在506 nm處求得△A，繪制圖3。

圖3 鹽酸用量的影響Fig.3 Effect of hydrochloric acid dosage

通過圖3可知，酸的用量在10mL為最優(yōu)條件。因?yàn)樗岬挠昧窟^低會(huì)影響體系整體的靈敏度，使靈敏度過低；酸的用量過高會(huì)造成局部酸度過大導(dǎo)致反應(yīng)速度過快，反應(yīng)進(jìn)程不易控制。用量在10mL時(shí)反應(yīng)體系穩(wěn)定，重現(xiàn)性好。所以，該實(shí)驗(yàn)選擇10mL的鹽酸（0.1mol/L）為最佳的酸用量。

2.4 甲基橙用量的選擇

先固定鹽酸溶液（0.1mol/L）10mL，硒標(biāo)準(zhǔn)溶液（10μg/mL）1.5mL，溴酸鉀溶液（0.1mol/L）2.0mL，十二烷基苯磺酸鈉（0.01%）1.5mL，水浴時(shí)間20min，溫度50℃，通過改變不同用量的甲基橙來選擇合適的甲基橙用量。以蒸餾水為參比，在506 nm處求得△A，繪制圖4。

由圖4可知，甲基橙用量2m L為最優(yōu)條件。甲基橙為反應(yīng)體系的顯色劑，用量過大反應(yīng)前后吸光度變化不大，硒的催化作用體現(xiàn)不明顯，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)怪峰；用量過低時(shí)，顯色效果比較差，起始吸光度值較低，導(dǎo)致△A較小。在用量2mL時(shí)反應(yīng)體系比較穩(wěn)定，重現(xiàn)性好。所以，該實(shí)驗(yàn)選擇2mL甲基橙（500μg/mL）為最佳的甲基橙用量。

圖4 甲基橙用量的影響Fig.4 Effect of methyl orange dosage

2.5 反應(yīng)時(shí)間的選擇

先固定甲基橙溶液（500μg/m L）2m L，鹽酸溶液（0.1mol/L）10mL，硒標(biāo)準(zhǔn)溶液（10μg/mL）1.5mL，溴酸鉀溶液（0.1mol/L）2.0mL，十二烷基苯磺酸鈉（0.01%）1.5mL，溫度50℃，通過改變不同反應(yīng)時(shí)間來選擇合適的反應(yīng)時(shí)間。以蒸餾水為參比，在506 nm處求得△A，繪制圖5。

圖5反應(yīng)時(shí)間的影響Fig.5 Effect of time

由圖5可知，20min為最佳的反應(yīng)條件。由于反應(yīng)體系為動(dòng)力學(xué)催化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間長短對反應(yīng)的重現(xiàn)性影響比較大。反應(yīng)時(shí)間過短會(huì)使反應(yīng)沒有達(dá)到最優(yōu)，使反應(yīng)靈敏度偏低；反應(yīng)時(shí)間過長使反應(yīng)至完全，甲基橙幾乎完全褪色，失去研究意義。所以，該實(shí)驗(yàn)選擇20min反應(yīng)時(shí)間為最佳的反應(yīng)時(shí)間。

2.6 反應(yīng)溫度的選擇

先固定甲基橙溶液（500μg/mL）2mL，鹽酸溶液（0.1mol/L）10m L，硒標(biāo)準(zhǔn)溶液（10μg/m L）1.5m L，溴酸鉀溶液（0.1mol/L）2.0mL，十二烷基苯磺酸鈉（0.01%）1.5mL，水浴加熱20min，通過改變不同反應(yīng)溫度來選擇合適的反應(yīng)溫度。以蒸餾水為參比，在506 nm處求得△A，繪制圖6。

圖6反應(yīng)溫度的影響Fig.6 Effect of reaction temperature

由圖6可知，在反應(yīng)溫度為50℃時(shí)為最佳反應(yīng)條件。因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)為硒的動(dòng)力學(xué)催化反應(yīng)，溫度影響成為實(shí)驗(yàn)的最大影響因素。溫度過低時(shí)，硒的催化作用在低溫情況下很微小，反應(yīng)幾乎不進(jìn)行；溫度過高時(shí)，溴酸鉀在酸性條件下催化作用過大，反應(yīng)體系中甲基橙幾乎褪色，體現(xiàn)不出硒的動(dòng)力學(xué)催化作用。并且反應(yīng)在50℃時(shí)，體系比較穩(wěn)定，重現(xiàn)性比較好。

所以，該實(shí)驗(yàn)選擇50℃反應(yīng)溫度為最佳反應(yīng)溫度。

2.7 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

通過條件選擇，選出適宜條件為反應(yīng)體系，先固定甲基橙溶液（500μg/mL）2mL，鹽酸溶液（0.1mol/L）10mL，溴酸鉀溶液（0.1mol/L）2.0mL，十二烷基苯磺酸鈉（0.01%）1.5m L，水浴加熱20min，溫度50℃，通過改變不同的加硒量來測定ΔA，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如下圖7。

圖7標(biāo)準(zhǔn)工作曲線Fig.7 Working curve

由標(biāo)準(zhǔn)曲線可知，硒標(biāo)液的添加量在0.2μg/mL～1.2μg/mL的范圍內(nèi)與△A呈良好的線性關(guān)系，其線性回歸方程為△A=0.181 4C+0.107，相關(guān)系數(shù)γ=0.997 9，表征摩爾吸收系數(shù)ε=2.94×104L·mol-1·cm-1。

通過上述數(shù)據(jù)分析，加入表面活性劑不僅提高了反應(yīng)體系的靈敏度，而且增加實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性，充分證明了膠束增敏催化光度法可以用于微量硒的測定。

2.8 干擾離子測定

由于體系中存在Cl-，K+，SO42-，NO3-，所以這幾種離子就不需做干擾試驗(yàn)。對硒的干擾測定中，實(shí)驗(yàn)可允許誤差為±5.0%。該實(shí)驗(yàn)對11種離子進(jìn)行硒干擾的測定，可知1 000倍的Na+、Ca2+、K+對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有干擾，500倍的PO43-、Al3+、Cr3+沒有干擾，200倍的F-，I-，Pb2+，沒有干擾，Cu2+，F(xiàn)e3+有嚴(yán)重的干擾，可以通過添加F-離子來進(jìn)行掩蔽。

3 樣品分析

根據(jù)已確定條件對市場鹽硒中硒含量進(jìn)行測定，并通過樣品測定和樣品回收率的檢測確定測定方法的準(zhǔn)確度。

3.1 樣品前處理

取樣品食鹽25 g加蒸餾水配成溶液，并加入少許NaF溶液，定容至100mL，作為樣品溶液。

3.2 樣品檢測試驗(yàn)

甲基橙溶液（500μg/mL）2mL，鹽酸溶液（0.1mol/L）10mL，溴酸鉀溶液（0.1mol/L）2.0mL，十二烷基苯磺酸鈉（0.01%）1.5m L，加入8m L樣品溶液（作5組平行試驗(yàn)），用蒸餾水稀釋到25mL刻度，搖勻，在50℃水浴溫度下水浴20min，與空白試驗(yàn)對比求得△A，如表1所示。

表1 樣品檢測結(jié)果Table1 The results of samples determination

由于樣品溶液含鹽量為0.25 g/mL，所以取8mL樣品溶液中含2 g食鹽，又由硒的平均含量為8.55μg，則樣品液含硒濃度為1.07μg/mL，富硒鹽中含硒量為4.275mg/kg。加標(biāo)回收結(jié)果如下表2所示。

表2回收試驗(yàn)結(jié)果Table2 The results of samples recovery

由表2可知，加標(biāo)回收率都在93.3%～96.4%之間，并且RSD為1.2%，加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較令人滿意，充分證明膠束增敏催化分光度法是可以適用于微量硒含量的測定。

4 結(jié)論

本研究利用硒催化溴酸鉀氧化甲基橙褪色的原理建立了一種測定硒的方法，測得在波長λmax為506nm，硒濃度在0.2μg/mL～1.2μg/mL范圍內(nèi)與△A呈良好的線性關(guān)系，測定的線性回歸方程為△A=0.181 4C+ 0.107，相關(guān)系數(shù)γ=0.997 9，表觀摩爾吸光系數(shù)為2.94× 104L·mol-1·cm-1。并對市場富硒鹽樣品進(jìn)行檢測，其含硒量為4.265mg/kg，符合貧硒地區(qū)人們的正常攝入要求。

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[2]謝文兵,姚金玉,馬戈.平臺(tái)石墨爐原子吸收法測定飼料中痕量硒[J].光譜學(xué)與光譜分析,1998,18(6):700

[3]楊莉麗,張德強(qiáng),高英,等.氫化物發(fā)生—原子熒光光譜法測定中草藥中的硒[J].光譜學(xué)與光譜分析,2003,23(2):368-370

[4]王守蘭,陳永剛.熒光光度法測定富硒米和富硒茶中痕量硒含量[J].光譜試驗(yàn)室,1998,15(1):3-36

[5]葛宣宇.微分電位溶出伏安法測定礦泉水中硒[J].理化檢驗(yàn)—化學(xué)分冊,1997,33(11):514

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Micellar Sensitized Catalytic Spectrophotometric Determination of Trace Selenium in Food

BAI Jing1，CUI Li-wei2
（1.Henan Vocational College of Chemical Technology，Zhengzhou 450001，Henan，China；2.Henan University of Animal Husbandry and Economy，Zhengzhou 450046，Henan，China）

In this thesis，a method of determination selenium based on the color fading of methyl orange with potassium bromate was catalyzed by cupricion.With the detection wavelengthλwas 506 nm，linear relationship between the magnitude of decrease in absorbance△A and mass concentration of selenium was obtained in the range of0.2μg/mL-1.2μg/mL.The linear regression equation△A=0.181 4C+0.107，correlation coefficientγ= 0.997 9 and the apparent molar absorptivity of 2.94×104L·mol-1·cm-1.Values of recovery found by standard addition method were in the range from 93.3%to96.4%，with values of RSD（n=5）was1.2%.

selenium；catalytic spectrophotometry；surface active agent

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.01.026

2013-10-23

白靜（1984—），女（蒙古），助教，碩士，研究方向：糧油食品分析。