CN107219175A - 一种海藻酸钠含量的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海藻酸钠含量的测定方法，以含海藻酸钠的食品为试样，向试样中加入去离子水和固体碳酸钠，搅拌加热、离心分离，留取上层清液，再向上层清液中加入浓盐酸，以间苯三酚溶液为显色液，沸水浴条件下进行显色反应，然后在420‑460nm波长下测定其吸光度，并在绘制的海藻酸钠含量标准曲线图上进行查询，得出食品试样中海藻酸钠的含量。本发明用来测量微量海藻酸钠含量，该方法操作简便快捷，使用的仪器及试剂种类较少且精确度较高，数据重复性优，适用于实验室检测、工厂中产品质量的监测、海藻酸钠降解监测等实际工作，具有推广价值。
Description
技术领域
本发明属于海藻酸钠溶液浓度定量分析领域，具体涉及一种海藻酸钠溶液浓度的测定方法。
背景技术
海藻酸钠，(sodium alginate，简称AGS)，又称褐藻酸钠，其分子式为(C6H7O6Na)n，是一种大分子多糖。由于海藻酸钠不能被人体消化吸收，而且它在肠胃里有吸附性、吸水性、凝胶过滤等作用，食用后有帮助排出体内重金属离子、降血压、降血脂、增加饱腹感、增强肠道蠕动的作用。在食品工业上，海藻酸钠常被用作各种食品添加剂，如食品稳定剂、保鲜剂、增稠剂等。
海藻酸钠作为良好的稳定剂，加入冰淇淋中，可以减少冰晶，平滑口感，并且贮存过程中不容易变粗糙，使用的量没有限制，是一种健康的食品添加剂。使用海藻酸钠代替淀粉、明胶等稳定剂，效果更好，且用量较少。在食品保鲜方面，使用海藻酸钠对食品表面进行涂膜可选择性地使二氧化碳透过率高，氧气透过率低，这就表明这种涂膜可较好的阻隔氧气的能力，其保鲜性能得到发挥；海藻酸钠具有较强的抑菌性，可以延长食品的保质期；除此以外，由于海藻酸钠的保湿性和成膜性，可以维持食品水分、增强口感，在食品保鲜产业中具有不可估量的广阔应用前景。另外海藻酸钠还可以制作人工仿制食品，例如葡萄、樱桃、海蜇皮等。
近几年对海藻酸钠的研究及其发展如火如荼，海藻酸钠的应用范围也越来越广，但目前国家标准中还没有关于海藻酸钠作为食品添加剂的含量测定标准。王泽文等(王泽文等，褐藻酸钠的分光光度法测试技术.分析与检测，2009，35(5)：149-151)研究了采用铜试剂显色分光光度法测定褐藻酸钠含量的方法，该方法通过间接法测定，涉及试剂种类多，操作复杂。尚德荣等(尚德荣等.海带中褐藻胶含量测定方法的建立.食品科技，2011，36(8)：252-254)研究了质量法和醋酸钙法测定海带中褐藻胶含量的方法，该法存在操作时间长、步骤多、杂质干扰等问题。
发明内容
为此，本发明提供了一种可见分光光度法测定海藻酸钠溶液浓度的方法，本发明提供的方法操作简便快捷，显色稳定，准确度高，测定结果与实际偏差小，重现性好，精确度高，能够满足实验室测定海藻酸钠含量的测量要求，便于考察和控制工业生产中浓度控制、含量测定、降解监测等实际工作中发挥较好的作用。
本发明采用的技术方案如下：
一种测定海藻酸钠含量的方法，包括如下步骤：
S1、样品的预处理
取含海藻酸钠的食品试样，在食品试样中加入水和固体碳酸钠，在80-90℃条件下搅拌加热1.5-3h，离心分离，留取上层清液；
S2、上层清液的显色反应
取上层清液加入到反应容器中，再向反应容器加入浓盐酸，间苯三酚显色液震荡摇匀后，沸水浴40-50min条件下显色反应，得到显色反应液；
S3、检测并计算测定海藻酸钠含量
将显色反应液用水定容，摇匀并放置3-6min冷却，在420-460nm波长下测定其吸光度若干次，取其平均值，并在海藻酸钠含量标准曲线图上进行查询，得到溶液中海藻酸钠的含量，进而根据步骤S1和步骤S2的稀释倍数计算出食品试样中海藻酸钠的含量。
所述步骤S1中：所述食品试样、水和固体碳酸钠的比例为(1-10)g：(400-600)ml：(3-6)g；
所述步骤S2中：所述上层清液、浓盐酸和间苯三酚显色液的比例为：(4-6)ml：(6-8)ml：(0.5-1.5)ml。
所述浓盐酸的浓度为10-12mol/L，所述间苯三酚显色液中间苯三酚和溶剂的比例为(0.8-1.2)g：(98.8-99.2)ml。
所述海藻酸钠含量标准曲线图的绘制方法如下：
取25mL容量瓶5～10只，编号，分别加入浓度为2g/L的不同体积的海藻酸钠标准溶液于容量瓶中，最后一个容量瓶作为参比，然后向上述所有容量瓶中分别加入10-12mol/L浓盐酸6.0-8.0ml、间苯三酚显色液0.5-1.5ml，震荡摇匀，沸水浴40～50min后冷水定容，上述溶液完全冷却后在420～460nm波长下以试剂空白为参比液，测定酸解后的不同浓度海藻酸钠溶液的吸光度，并以海藻酸钠浓度C为横坐标，以吸光度A做纵坐标，绘制标准曲线。
所述不同体积的海藻酸钠标准溶液的加入量分别为0.5mL、0.75mL、1.0mL、1.25mL、1.5mL、1.75kL、2.0mL、2.25mL、2.5mL。
所述海藻酸钠含量标准曲线图的绘制方法中，向不同容量瓶中加入的浓盐酸浓度和加入量、间苯三酚显色液加入量都相同，沸水浴时间和选择波长也相同。
所述步骤S1中的离心分离是在5500-6500rad/min转速下离心15-25min。
所述步骤S3中测定吸光度3次。
所述水为去离子水。
所述间苯三酚显色液的溶剂为乙醇。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：
A、本发明通过可见分光光度法，借助试验测得的海藻酸钠含量标准曲线测量微量海藻酸钠含量。本发明方法的标准曲线相关系数R2＞0.999，说明该方法具有良好的线性。采用稳定性试验、回收率试验、精密度试验对该方法进行评价，结果表明，在给定波长条件下吸光度大小不随时间而变化，6组试样的平均回收率为103.9％，相对标准偏差(RSD)为2.0％，稳定性、回收率与重复性均取得较好的效果。
B、采用本发明对已知海藻酸钠含量的冰淇淋(5％)、豆腐(2.5％)、果冻(3％)中海藻酸钠含量进行测定，测得的三种食品中海藻酸钠含量分别为5％、2.5％、3.25％，与实际标注吻合性较好，可有效应用于食品中海藻酸钠含量的定量分析测定。
C、本发明用来测量微量海藻酸钠含量，该方法操作简便快捷，使用的仪器及试剂种类较少且精确度较高，数据重复性优，适用于实验室检测、工厂中产品质量的监测、海藻酸钠降解监测等实际工作，因此具有推广价值。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为海藻酸钠溶液吸收光谱；
图2为间苯三酚用量选择图；
图3为显色时间选择图；
图4为海藻酸含量标准曲线；
图5为显色液稳定性试验图。
具体实施方式
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。
海藻酸钠含量测定方法试验参数的确定，包括如下步骤：
(1)配制2g/L海藻酸钠标准溶液
用分析天平准确称取精制的海藻酸钠粉末0.2g，倒入烧杯中，少量去离子水溶解，溶液呈粘稠乳白色，有细微悬浮现象，继续加去离子水搅拌溶解，溶液逐渐澄清至基本无色，转移到100mL容量瓶中，用少量去离子水淋洗烧杯及玻璃棒3-5次，并将每次淋洗的液体一并转移的容量瓶中，最后使用胶头滴管准确定容至100mL。
(2)配制间苯三酚显色液
准确称取盛放在棕色试剂瓶中避光保存的间苯三酚粉末1.00g，转移到小烧杯中；准确称取99.0mL无水乙醇，然后取适量加入到盛有间苯三酚的小烧杯中，玻璃棒搅拌，使之完全溶解后，间苯三酚的乙醇溶液呈浅黄色；然后将该溶液定量转移到100mL容量瓶，用少量无水乙醇淋洗烧杯及玻璃棒3-5次，并将每次淋洗的液体一并转移的容量瓶中，最后将剩余的无水乙醇全部加入到容量瓶中定容。
(3)确定测定波长
精确移取配制好的2g/L海藻酸钠标准溶液1.5mL于25mL容量瓶，加入12mol/L的浓盐酸7mL，间苯三酚显色液1mL震荡，沸水浴45min后用冷的去离子水定容；以空白试剂做参比，波长从540nm开始到380nm为止，每隔10nm采用分光光度计测定一次吸光度，然后以吸光度A为纵坐标，波长λ为横坐标，绘制出A-λ吸收曲线，从吸收曲线确定最大吸收波长，该波长即为试验测定波长。
试验结果见图1，从图中可以看出，显色后的海藻酸钠溶液在波长440nm处的吸光度达到最大值，因此选择波长440nm为测定波长，可提高实验数据的灵敏度与精确度。
(4)确定显色液用量
取25mL容量瓶7个，编号，每个容量瓶中准确加入2g/L海藻酸钠标准溶液1.0mL和12mol/L的浓盐酸7.0mL，然后往其中6个容量瓶再分别准确加入间苯三酚显色液0.5mL、0.8mL、1.0mL、1.2mL、1.5mL、2.0mL，沸水浴45min后用冷的去离子水定容，以空白试剂做参比，在440nm波长处测量吸光度A；然后以吸光度A为纵坐标，加入的间苯三酚显色液体积V为横坐标，绘制A-V曲线，从中找出间苯三酚最适宜的加入量。
试验结果见图2，从图中可以看出，随着显色剂间苯三酚用量的增加，吸光度先增加后降低，当间苯三酚溶液的加入量为1mL时，吸光度到最大值。若加入过多显色剂，可能导致副反应，吸光度下降，对测试产生不利的影响。
(5)确定显色时间
在25mL容量瓶中准确加入2g/L海藻酸钠标准溶液1.0mL以及12mol/L浓盐酸7mL，间苯三酚显色液1mL，摇匀，然后将其放入沸水浴中，沸水浴中显色30min、35min、40min、45min、50min、55min后，冷的离子水定容，在440nm波长处测量吸光度A，然后以吸光度A为纵坐标，时间t为横坐标，绘制A-t曲线，确定最佳显色时间。
试验结果见图3，从图中可以看出，随着反应时间的延长，吸光度先增加后稳定，常温放置45min后吸光度达到最大值，且趋于稳定。从试验操作和节约能源的角度综合考虑，选择显色时间为45min。
(6)绘制海藻酸钠溶液标准曲线
取25mL容量瓶10只，编号，分别吸取上述2g/L的海藻酸钠标准溶液0.5mL、0.75mL、1.0mL、1.25mL、1.5mL、1.75mL、2.0mL、2.25mL、2.5mL于9只容量瓶中，最后一个作为参比，不加入海藻酸钠标准溶液。然后在上述10只25ml容量瓶中分别加入12mol/L浓盐酸7mL、间苯三酚显色液1mL，震荡摇匀，沸水浴45min后，用冷的去离子水定容；上述溶液完全冷却后在波长为440nm时以没有加入藻酸钠标准溶液的试剂为参比液，测定酸解后的不同浓度海藻酸钠溶液的吸光度，以海藻酸钠浓度C为横坐标，以吸光度A做纵坐标，绘制标准曲线，用于测定其它海藻酸钠溶液的浓度。
试验结果见图4，结果表明，海藻酸钠浓度在0.05～2g/L的范围内符合比尔定律，线性回归方程为Y＝4.88833X-0.1276，其R2值0.99942，说明该方法具有良好的线性，可以用来测定海藻酸钠溶液浓度。
(7)试验误差及校正
采用稳定性试验、回收率试验、精密度试验验证测定结果的稳定性及误差并对试验结果进行校正。
稳定性试验：精确移取2g/L海藻酸钠标准溶液1.0mL于25mL容量瓶中，加入12mol/L浓盐酸7mL，间苯三酚显色液1mL，震荡摇匀，沸水浴45min；显色后的海藻酸钠溶液用冷的去离子水定容，摇匀并放置5min冷却，以空白试剂做参比，在440nm波长处，在5～40min范围内，每隔5min测定其吸光度，然后以吸光度A为纵坐标，时间t为横坐标，绘制A-t曲线，结果如图5所示，此曲线表明了此配合物具有较高的稳定性。
回收率试验：取25mL容量瓶6只，编号，在6只容量瓶中分别加入2g/L海藻酸钠标准溶液0.6mL，然后在6只容量瓶中分别加入2g/L的海藻酸钠标准溶液0.3mL、0.5mL、0.7mL、0.9mL、1.1mL、1.2mL，加入12mol/L浓盐酸7mL，间苯三酚显色液1mL，震荡摇匀，沸水浴45min，显色后的上述海藻酸钠溶液用冷的去离子水定容，摇匀并放置5min冷却，在440nm波长下测其吸光度，结果如表1所示，平均回收率为103.9％。
表1回收率试验结果
精密度试验：取25mL容量瓶6只，编号，在6只容量瓶中分别加入2g/L海藻酸钠标准溶液1.0mL、12mol/L浓盐酸7mL以及间苯三酚显色液1mL，震荡摇匀，沸水浴45min，显色后的海藻酸钠溶液用冷的去离子水定容，摇匀并放置5min冷却，在440nm波长下测各组吸光度。试验结果表明，样品1、2、3、4、5、6的吸光度A分别为0.372、0.383、0.368、0.365、0.379、0.385，平均值0.375，标准差为0.0075，RSD为2.0％。
以下三个为具体应用的实施例。
实施例1：
冰淇淋中海藻酸钠含量的测定方法，包括如下步骤：
S1、样品的预处理
取含海藻酸钠的某品牌的冰淇淋10g，在试样中加入500ml去离子水和5g固体碳酸钠，在80～90℃条件下不断搅拌加热2h，在6000rad/min转速下离心20min后，留取上层清液。
S2、上层清液的显色反应
取5ml上层清液加入到25ml容量瓶中，然后在容量瓶中加入12mol/L浓盐酸7mL，间苯三酚显色液1mL，震荡摇匀，沸水浴45min条件下显色反应，得到显色反应液。
S3、检测并计算测定海藻酸钠含量
将显色反应液用冷的去离子水定容，摇匀并放置5min冷却，在440nm波长下测定其吸光度三次，取其平均值为0.361，并利用图4进行查询，可得该被测溶液中海藻酸钠含量为0.1g/L。由此换算为原冰淇淋的海藻酸钠含量为5％，与实际标注(5％)相符。
实施例2：
豆腐中海藻酸钠含量的测定方法，包括如下步骤：
S1、样品的预处理
取含海藻酸钠的某品牌的豆腐10g，在试样中加入500ml去离子水和5g固体碳酸钠，在80～90℃条件下不断搅拌加热2h，在6000rad/min转速下离心20min后，留取上层清液。
S2、上层清液的显色反应
取5ml上层清液加入到25ml容量瓶中，然后在容量瓶中加入12mol/L浓盐酸7mL，间苯三酚显色液1mL，震荡摇匀，沸水浴45min条件下显色反应，得到显色反应液。
S3、检测并计算测定海藻酸钠含量
将显色反应液用冷的去离子水定容，摇匀并放置5min冷却，在440nm波长下测定其吸光度三次，取其平均值为0.117，并利用图4进行查询，可知该被测溶液中海藻酸钠含量为0.05g/L。由此换算为原豆腐的海藻酸钠含量为2.5％，与实际标注(2.5％)相符。
实施例3：
果冻中海藻酸钠含量的测定方法，包括如下步骤：
S1、样品的预处理
取含海藻酸钠的某品牌的果冻10g，在试样中加入500ml去离子水和5g固体碳酸钠，在80～90℃条件下不断搅拌加热2h，在6000rad/min转速下离心20min后，留取上层清液。
S2、上层清液的显色反应
取5ml上层清液加入到25ml容量瓶中，然后在容量瓶中加入12mol/L浓盐酸7mL，间苯三酚显色液1mL，震荡摇匀，沸水浴45min条件下显色反应，得到显色反应液。
S3、检测并计算测定海藻酸钠含量
将显色反应液用冷的去离子水定容，摇匀并放置5min冷却，在440nm波长下测定其吸光度三次，取其平均值为0.190，并利用图4进行查询，可知该被测溶液中海藻酸钠含量为0.065g/L。由此换算为原果冻中的海藻酸钠含量为3.25％，与实际标注(3％)基本相符。
上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种测定海藻酸钠含量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、样品的预处理
取含海藻酸钠的食品试样，在食品试样中加入水和固体碳酸钠，在80-90℃条件下搅拌加热1.5-3h，离心分离，留取上层清液；
S2、上层清液的显色反应
取上层清液加入到反应容器中，再向反应容器加入浓盐酸，间苯三酚显色液震荡摇匀后，沸水浴40-50min条件下显色反应，得到显色反应液；
S3、检测并计算测定海藻酸钠含量
将显色反应液用水定容，摇匀并放置3-6min冷却，在420-460nm波长下测定其吸光度若干次，取其平均值，并在海藻酸钠含量标准曲线图上进行查询，得到溶液中海藻酸钠的含量，进而根据步骤S1和步骤S2的稀释倍数计算出食品试样中海藻酸钠的含量。
2.根据权利要求1所述的海藻酸钠含量的测定方法，其特征在于，
所述步骤S1中：所述食品试样、水和固体碳酸钠的比例为(1-10)g：(400-600)ml：(3-6)g；
所述步骤S2中：所述上层清液、浓盐酸和间苯三酚显色液的比例为：(4-6)ml：(6-8)ml：(0.5-1.5)ml。
3.根据权利要求1所述的海藻酸钠含量的测定方法，其特征在于，所述浓盐酸的浓度为10-12mol/L，所述间苯三酚显色液中间苯三酚和溶剂的比例为(0.8-1.2)g：(98.8-99.2)ml。
4.根据权利要求1所述的海藻酸钠含量的测定方法，其特征在于，所述海藻酸钠含量标准曲线图的绘制方法如下：
取25mL容量瓶5～10只，编号，分别加入浓度为2g/L的不同体积的海藻酸钠标准溶液于容量瓶中，最后一个容量瓶作为参比，然后向上述所有容量瓶中分别加入10-12mol/L浓盐酸6.0-8.0ml、间苯三酚显色液0.5-1.5ml，震荡摇匀，沸水浴40～50min后冷水定容，上述溶液完全冷却后在420～460nm波长下以试剂空白为参比液，测定酸解后的不同浓度海藻酸钠溶液的吸光度，并以海藻酸钠浓度C为横坐标，以吸光度A做纵坐标，绘制标准曲线。
5.根据权利要求4所述的海藻酸钠含量的测定方法，其特征在于，所述不同体积的海藻酸钠标准溶液的加入量分别为0.5mL、0.75mL、1.0mL、1.25mL、1.5mL、1.75kL、2.0mL、2.25mL、2.5mL。
6.根据权利要求4所述的海藻酸钠含量的测定方法，其特征在于，向不同容量瓶中加入的浓盐酸浓度和加入量、间苯三酚显色液加入量都相同，沸水浴时间和选择波长也相同。
7.根据权利要求1所述的海藻酸钠含量的测定方法，其特征在于，所述步骤S1中的离心分离是在5500-6500rad/min转速下离心15-25min。
8.根据权利要求1所述的海藻酸钠含量的测定方法，其特征在于，所述步骤S3中测定吸光度3次。
9.根据权利要求1所述的海藻酸钠含量的测定方法，其特征在于，所述水为去离子水。
10.根据权利要求3所述的海藻酸钠含量的测定方法，其特征在于，所述间苯三酚显色液的溶剂为乙醇。
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