1、 本科 毕业设计 （ 20 届） 雪碧中防腐剂苯甲酸含量的分析研究 所在学院 专业班级 化学工程与工艺 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘要 苯甲酸是食品中常用的防腐剂。文献报道苯甲酸在我国饮料中广泛使用，因此，对雪碧饮料中防腐剂苯甲酸含量的分析研究非常重要。本文采用 高效液相色谱法 对雪碧饮料中防腐剂苯甲酸含量的检测 ，通过对 标准溶液和待测溶液进行试验测定，测出回收 率 。 结果表明该 方法具有很好的回收率，准确度高 。 关键词： 苯甲酸， 饮料 ， 高效液相色谱法 . II a b s t r a c t Benzoic acid is the most commo
2、nly used preservative in foodstuffs. Reports in the literature benzoic acid in our beverages, therefore, is widely used in preservative for Sprite beverage of analyzing the content of acid studies were very important. This article through HPLC preservative for Sprite drinks the content of testing, t
3、hrough acid of standard solution and to be measured solution test, measure the recovery. The results show that this method has a good recovery, high accuracy. Keywords: benzoic acid, beverages, high performance liquid chromatography. III 目录 摘要 .错误 !未定义书签。 Abstract:错误 !未定义书签。 一 绪论 .1 1.1 引言 . 错误 !未定义
4、书签。 1.2 食品添加剂在生活中的应用 . 1 1.3 食品添加剂的种类 . 1 1.3.1 苯甲酸对人体的 危 害 . 1 1.3.2 液相色谱法分离测定 食品添加剂 . 错误 !未定义书签。 1.4 食品卫生标准 . 2 1.4.1 食品添加剂的分析方法 . 2 1.4.2 高效液相色谱法 (HPLC)测定雪碧中苯甲酸 . 2 1.4.3 检测结果的分析和讨论 . 3 1.4.4 碳酸饮料样品谱图 . 5 二 实验部分 .6 2.1 实验准备 . 6 2.1.1 药品 . 6 2.1.2 仪器 . 6 2.2 实验原理 . 6 2.3 实验条件 . 6 2.4 实验步骤 . 7 2.4.
5、1 测定待测溶液的最大吸收峰 . 7 2.4.2 绘制待测溶液的标准曲线 . 7 2.4.3 标准溶液进行重复性试验测定 . 7 2.4.4 回收率的测定 . 7 2.5 实验目的 . 8 三 实验 结果与分析 8 3.1 峰面积浓度 . 9 3.1.1 估算待测液浓度 . 9 3.1.2 根据标准溶液的峰面积，得出标准曲线 . 9 3.2 苯甲酸溶液 . 9 3.2.2 重复值算出相对标准偏差 . 10 3.2.3 2. 0.15 mg/ml 浓度的标准液高效液相色谱图 . 10 IV 3.2.4 样品高效液相色谱图 . 10 四 结论 . 11 参考文献 13 致 谢 .14 1 1 绪论
6、 1 1 概述 目前市场上各类饮料越来越多的得到人们的青睐，由于其含有丰富的蛋白质、糖类及多种维生素，已成为小朋友的首选饮品。一般这类产品中都要添加一些苯甲酸 (防腐剂 )来延长产品的保质期但使用量过大对人体会造成一定危害，能引起哮喘等一系列过敏症状。随着人民生活水 平的提到，人民群众越来越关注食品安全。 1 1 2 原理 原理 去除试样中的脂肪和蛋白质，甲醇稀释，过滤后，采用反相液相色谱法分离测定。 试剂和材料 除非另有规定，本方法所使用试剂均为分析纯，水为 GB/T 6682 规定的一级水。甲醇 （ CH3OH）：色谱。亚铁氰化钾溶液 （ 92 g/L）： 称取亚铁氰化钾 K4Fe(CN)
7、63H2O 106 g， 用水溶解于 1000 mL 容量瓶中，定容到刻度后混匀。乙酸锌溶液 （ 183 g/L）： 称取乙酸锌 Zn(CH3COO)22H2O 219 g， 加入32 mL乙酸，用水溶解于 1000 mL 容量瓶中，定容到刻度后混匀。磷酸盐缓冲液 （ pH=6.7）： 分别称取 2.5 g 磷酸二氢钾（ KH2PO4）和 2.5 g 磷酸氢二钾 （ K2HPO43H2O）于 1000 mL 容量瓶中，用水定容到刻度后混匀，用滤膜过滤后备用。氢氧化钠溶液 （ 0.1 mol/L）： 称量 4 g 氢氧化钠 （ NaOH），用水溶解于 1000 mL 容量瓶中，定容到刻度后混匀。
8、硫酸溶液 （ 0.5 mol/L） ： 移取 30 mL 的浓硫酸（ H2SO4）到 500 mL 水中，边搅拌边缓慢加入，冷却到室温后转移 到 1000 mL 容量瓶，定容到刻度后混匀。甲醇水溶液：体积分数为 50 %。 标准溶液 苯甲酸和山梨酸标准贮备液：每毫升含苯甲酸、山梨酸各 500g。 准确称取苯甲酸、山梨酸标准品各 50.0 mg， 分别置于 100 mL容量瓶中，用甲醇溶解，并稀释至刻度。摇匀后，冷藏于冰箱中，有效期 2个月 。 GB 217032010苯甲酸和山梨酸的混合标准工作液：每毫升含苯甲酸、山梨酸各 10g。分别吸取苯甲酸和山梨酸的标准贮备液各 5 mL， 至250mL
9、的容量瓶中，用甲醇水溶液定容至刻度后混匀。冷藏于冰箱中，有效期 5d。 滤膜 ： 0.45m。仪器和设备 高效液相色谱仪，配有紫外检测器。 天平：感量为 0.1 mg， 0.01g。 向盛有试样的容量瓶中加入 25mL氢氧化钠溶液，混合后置 酸。打开双键，发生加成反应： R2C CR2 + O3 R2C COOH +R2C2 于超声波水浴或 70水浴中处理 15 min。 冷却后，用硫酸溶液将 pH调节到 8(用 pH计或 pH试纸均可 )，然后加入 2 mL亚铁氰化钾溶液和 2 mL乙酸锌溶液。剧烈振摇，静置 15 min， 混合后冷却到室温，再用甲醇定容，静置 15min， 上清液经过滤膜
10、过滤。收集滤液作为 试样溶液，用于高效液相色谱仪测定。 色谱参考条件 色谱柱 ： C18， 250 mm4.6mm ， 5m。 流动相：甲醇 （ 4.1） 磷酸盐缓冲溶液（ 4.4） =1 9。 流速： 1.2 mL/min。检测波长： 227 nm。柱温：室温。进样量： 10 L。 3 1.3 高效液相色谱法检测防腐剂 在我国，食品卫生标准对其应用范围和使用限量都有明确的规定对文献报道了很多食品添加剂的分析方法 ,如薄层色谱法、气相色谱法、紫外分光光度法及传统的高效液相色谱法。高效液相色谱2 法在对多种添加剂同时分析方面有其十分有利的条件。 在高效液相色 谱法 (HPLC)测定雪碧中苯甲酸时
11、，测量速度较慢，往往一针需要 710分钟，做一条工作曲线需要两小时左右，再测样品时仪器的灵敏度降低，所以国家标准采用单点校正法测定，尽量缩短测量时间。标准溶液的浓度尽量与待测溶液的浓度接近，这样可以消除仪器非线性影响，否则不在同一线性范围内，可能引起较大的不确定度，而单点校正法并没有考虑线性影响，认为是绝对线性，不存在不确定度的。根据小分量不确定度不足最大分量不确定度的 1 3时，小分量不确定度可以忽略不计的原则 ，在本实验中，对于玻璃器皿的膨胀系数、 A 级吸量器具的不确定度均 可以忽略，但对于样品预处理时使用的具塞比色管等给实验带来较大的不确定度，实验时必须加以控制，通过这样分析来源后，对
12、于我们评定 HPLC测量其他成分有很大的帮助。同时通过对测量结果的不确定度评定，了解了测定过程中哪些步骤是主要的不确定度束源它能很好地指导我们在分析过程中解决主要矛盾，控制关键点，使检验水平和分析质量得到同步提高。先考察了不同 PH (3 8， 4 0， 4 2， 4 4， 4 6， 4 8)下的分离效果，在固定甲醇含量之后 PH 为 4 2时，分离效果最佳；后考察了流动相中甲醇的比例 (1070 )，当甲醇比例 为 55时，三个峰都达到了基线分离，分析时间较短。利用双光束紫外分光光度计分别扫描绘制紫外吸收光谱图，在光谱图上找出饮料，苯甲酸的最大吸收波 长 有机物 ,但是生化处理过程中有机物降
13、解速率低 ,设备投资大 ,运行费用高 ,因此，选择一种简单经济有效的处理方法成为印染废水脱色的研究重点。除生化法外，其它物理化学或化学脱色，如吸附法、氧化还原法、离子交换膜法、混凝法等，在高科技的处理技术和对应物质对应降解的方法的结合下，印染废水的处理效率得到了极大的提高。 4 长分别为 273nm、 230nm、 257nm考虑同时测定三种成 分，选择 230nm作为检测波长，此波长适合于同时测定雪碧中的三种成分。如果单独测定雪碧，则选择 273nm作为检测波长，可提高灵敏度。取标准溶液和样品处理液各 5 L ,注入高效液相色谱进行分离 ,以其标准溶液峰的保留时间为依据进行定性 ,以其标准溶
14、液峰面积求出样品中被测物质的含量。样品中待测组分的含量计算公式为 : X=C V A1/m A 1000 X样品中待测组分的含量 ,单位为 g/ kg ; C 标准溶液的浓度 ,单位为 g/ mL ; V 标准溶液的体积 ,单位 为 mL ; A 标准样品峰面积 ; A1 样品峰面积 ; m 样品质量 ,单位为 g。 5 3 1 4 文献报道讨论 有文献报道对雪碧样品的处理方式有直接离心法、直接过滤法、沉淀法、乙醚提取法。本文就4 种方式对自制加标模拟盲样进行测定比较，发现前 3 种处理方式，结果无显著性差异。但从色谱图看，前两者未沉淀蛋白，干扰杂峰多，基线不稳，影响定量准确性和色谱柱寿命；而
15、沉淀法干扰杂峰少，分离度好。乙醚提取法操作烦琐，待测物损失严重，回收 率低。 色谱定性通常采用保留时间，但假阳性多。本文采用保留时间、峰纯度、峰光谱图 3 者结合鉴别。色谱定量方式有峰面积和峰高两种方式。 1 5采用该方法对碳酸饮料样品进行检测 , 样品名称 苯甲酸 (g/ kg) 山梨酸 (g/ kg) 糖精钠 (g/ kg) 碳酸饮料 0.0267 0.0022 图 1 碳酸饮料样品谱图 采用高效液相色谱法同时测定饮料中苯甲酸。甲醇与乙酸铵溶液比例为 8 +92 ,柱温 :25 。采用不同浓度的系列混合标准溶液制作标准曲线 ,获得较好的线性关系。该方法检测苯甲酸的检测限为4 0. 063g
16、/ mL. ,变异系数为 1. 34 %,回收率为 98. 69 %。 该结果与文献报道的结果相比 ,检测限低 ,分离效果好。实际检验过程中 ,本方法与 GB/ T 5009. 28 -20036 、 GB/ T 5009. 29 - 20035 规定的方法相比 ,具有一次进样、快速获得 3 个指标检验结果的优点 ,大大节省了检验时间 ,提高了工作效率。 7 2 实验部分 5 2 1 实验药品 药品名称 来源 乙酸铵（分析纯 A.R）（ 500g） 北京中西泰安技术服务有限公司 苯甲酸（分析纯 A.R）（ 250g） 晋中开发区中资化工技术有限公司 碳酸氢钠（分析纯 A.R）（ 500g） 沈
17、阳市联邦试剂厂 氨水（分析纯 A.R）（ 500g） 杭州 瓶窑和顺化工试剂厂 甲醇（分析纯 A.R）（ 500g） 北京化工厂 雪碧（ 350ml） 杭州 中萃可口可乐饮料有限公司 2 2 实验仪器 仪器名称 生产厂家 AL204 型电子天平 微川公司现货供应瑞士 METTLER 分 析 天平 GM-0.33 型隔膜真空泵 北京成萌伟业科技有限公司 超声波清洗器 上海易清 超声波清洗机 厂 依利特 P230 型高效液相色谱仪 大连 依利特 分析仪器有限公司 其他仪器；加热套，烧杯，移液管，容量瓶等。 2 3 色谱参考条件 1 柱： TWG-C184.6mm250mm， 10um 不锈钢柱。
18、2 流动相：甲醇：乙酸铵溶液 （ 0.02mol/L） =10:90。 3 流速： 1ml/min。 4 进样量： 20ul。 5 检测器：紫外检测器 ， 230nm 波长， 0.2AUFS。 2 4 实验步骤 1 甲醇：经滤膜 （ 0.5um） 过滤。 2. 碳酸氢钠溶液：秤取 1.9665g 碳酸氢钠，加水定容至 100ml， 振荡溶解。 3. 乙酸铵溶液（ 0.02mol/L）：秤取 0.7717g 乙酸铵，加水定容至 500ml， 溶解经 0.45um 滤膜过滤。 4. 苯甲酸标准储备溶液：秤取 0.1041g 苯甲酸，加入碳酸氢钠溶液 5ml，加热溶解，移入 100ml 容量瓶种，加水定容至 100ml， 苯甲酸含量为 1mg/ml,作为 储备溶液。 5.移取氨水 20ml 家等体积的水混合制成 （ 1+1）稀氨水。 6.秤取雪碧 10ml， 放入小烧杯中，微温搅拌除去二氧化碳，用 （ 1+1） 氨水调 PH 约 7.
