分析化学课程设计例文.docx
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分析化学课程设计例文
分析化学课程设计
题目:
食品添加剂苯甲酸的检测方法
姓名：
XXXX
专业：
应用化学
班级：
应用化学三班
学号：
XXXXXXX
指导老师：
XXXXX
二零一三年十二月
1.文献综述2
1.1引言2
1.3苯甲酸的检测方法2
1.3.1高效液相色谱法2
1.3.2毛细管电泳法3
1.3.3气相色谱法4
1.3.4紫外分光光度法4
1.3.5薄层层析法5
2、实验部分（气相色谱法测定苯甲酸含量）5
2.1主要试剂和仪器5
2.1.1主要试剂5
2.1.2主要仪器6
2.2分析步骤6
2.2.1.试样提取6
2.2.2色谱参考条件6
2.2.3测定7
2.2.4结果计算7
2.2.5精密度7
2.2.6其他8
3.结果与讨论8
3.1色谱柱的选择9
3．2检测器9
3.3仪器条件的设置9
3.4进样时针停留时间的影响9
4.结论10
5参考文献11
食品添加剂苯甲酸的检测方法
摘要：
民以食为天,食以安为先。
目前食品质量安全问题已成为全社会关注的热点,其中突出表现为食品添加剂的滥用问题。
苯甲酸作为食品添加剂，其添加量多少将直接影响到人体健康。
本论文综述高效液相色谱法、毛细管电泳法、气相色谱法、紫外分光光度法及薄层层析法等检测方法基本原理及着重综述了气相色谱法检测苯甲酸的实验方案。
关键词:
食品添加剂;苯甲酸;气相色谱法
1.文献综述
1.1引言
伴随着我国国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，食品加工业也得到了很大的发展。
然而，在食品加工业中，各类食品的防腐保鲜，一直是亟待解决的重要问题。
据估计，我国每年约有20%～30%的食物因腐败而白白损失[1]。
食物腐败不仅会造成食品营养价值的丧失，甚至还会造成食物中毒。
为了延长食品的保质期，在食品加工过程中，采用了许多不同的手段来杀死或者抑制微生物，添加防腐剂是其中最方便且有效的方法之一。
苯甲酸由于其独特的物理、化学性能，作为防腐剂被广泛应用于食品加工领域中，如饮料、汽水、葡萄酒、糖果、饼干、罐头果汁、乳制品等。
若超标使用会对人体产生毒副作用。
因此，考虑到食品的安全问题，苯甲酸的定性和定量的检测就显得尤为重要，在国内外也受到了高度重视。
1.2苯甲酸的特性
苯甲酸外观为白色结晶体，有安息香或苯甲气味，其蒸气具有很强刺激性，主要用作食品添加剂，具有抑制食品中微生物繁殖或杀灭、防止食品腐败变质、保持食品鲜度作用。
但若过量添加，不仅能破坏维生素B1，还能使钙形成不溶性物质，影响人体对钙的吸收，同时对胃肠道有刺激作用；过量食用可诱发癌症，长期使用可诱发哮喘、荨麻疹及血管性水肿等变态反应，对人体健康造成不利影响。
1.3苯甲酸的检测方法
1.3.1高效液相色谱法
高效液相色谱是从20世纪60年代后期开始发展起来的，具有填料颗粒小、且均匀，小颗粒具有高柱效特点，该法是目前应用最多一种色谱分析方法。
与经典液相色谱相比，其优点是分辨率高、灵敏度高、样品量少、易回收和色谱柱可重复使用等[2]。
中国国家质量监督局发布乳与乳制品中苯甲酸和山梨酸测定方法为高效液相色谱法，标准规定奶制品中苯甲酸检测制样和高效液相色谱测定方法，适于乳与乳制品中苯甲酸和山梨酸含量测定。
祝伟
霞[3]、Pingqi[4]分别以醋酸锌和亚铁氰化钾溶液作为沉淀剂，对奶粉、酸奶和其它发酵乳制品进行处理，然后采用反相色谱法测定其中苯甲酸含量。
证明该法具有前处理简单、方便、灵敏度高、重现性好等优点。
液相色谱法除可检测乳制品中苯甲酸含量，还能测定其在其它食品中含量。
Tfouni等[5]采用高效液相色谱法测定巴西食品中苯甲酸含量。
分别将饮料、果汁、黄油及奶酪等食品进行粉碎处理，然后与蒸馏水混合，再用氢氧化钠溶液将pH值调为碱性，最后离心处理，取上层清液进行反相色谱法测定，其检测精密度和准确度均能满足分析要求。
Liul等[6]采用液相色谱仪测定面粉和油炸食品中苯甲酸含量，样品经乙醇超声破碎后提取苯甲酸，然后用C18柱进行梯度洗脱。
经实验测得苯甲酸线性检出范围为0.50～15.06mg/L,最低检出限为0.22mg。
1.3.2毛细管电泳法
毛细管电泳（简称CE）,是上世纪80年代初发展起来一种新型高效分离技术[7]。
以毛细管为分离通道，以高压支流电场为驭动力，通常使用内径为25,000～100,000nm弹性涂层熔融石英管。
该毛细管特点是容积小、侧截比大，可用自由溶液或凝胶等为支持介质，在溶液介质下能产生平而状电流场[8]。
该法具有高效、快速、样品量少、测定成本低等优点。
Han等[9]以对羟基苯甲酸为内标，采用毛细管电泳系统对食品中苯甲酸含量进行检测，经实验证实，检出限范围为10～20ng/ml。
胡美珍等[10]对样品进行超声、除二氧化碳处理，然后用乙醚进行抽提、净化，再将提取物用高效毛细管电泳仪进行检测。
通过对实验条件优化选择，最终测得苯甲酸在浓度5mg/L～50mg/L时线性关系良好，样品回收率95%以上:
实验过程快速、回收率高，在食品分析领域具有良好应用前景。
李利军等[11]采用ACS2000高效毛细管电泳仪对苯甲酸进行测定，通过对缓冲体系、检测波长、分离电压等条件优化，测得苯甲酸缓冲体系为含有15mmol/l十六烷基三甲基溴化铵体积分数1%乙酸，检测波长285nm，分离电压20KV，线性范围为5～40ug/ml。
该法具有良好重现性和准确度，可用于苯甲酸生产过程质量控制和检测。
1.3.3气相色谱法
气相色谱法出现于1952年，己成为分离科学中较为成熟、使用最普遍、运行最容易一种分离分析方法[12]。
该法以气体作为流动相，除应用于分析气体试样，还可分析易挥发或可转化为易挥发液体和固体;不仅可分析有机物，也可分析部分无机物。
随着检测技术发展，还出现与气相色谱仪联用气相色谱一质谱检测技术。
刘敏红等通过样品酸化，用乙醚提取苯甲酸，然后用带氢火焰离子检测器气相色谱仪进行分离测定。
通过对柱温箱、载气流量等条件进行优化，并通过精密度试验、准确度实验、灵敏度实验，最终证明该检测方法可行性，为苯甲酸检测研究提供另一种思路。
Fauahani等[13]运用气相色谱一质谱仪（GC/MS）分析饮料和生活用水中苯甲酸含量。
首先将样品进行前处理，然后采用GC/MS对样品进行分析，最终测得苯甲酸线性检出范围为0.5--500ug/ml，相关性≥0.99,重复性良好（RSID<10.3%,n=8），回收率为90%一113%，从而证明该法准确、有效。
1.3.4紫外分光光度法
该法检测原理是苯甲酸为共扼型有机化合物，在近紫外光区具有较强吸收[14],经实测证实，苯甲酸在230nm处有最大吸收峰。
苯甲酸在10℃时溶解度为0.21g/100ml水，20℃时为0.28g/100ml水[15]。
因此可将标样和样品用水溶解后采用紫外分光光度计进行含量检测。
曾启华[16]运用7520型紫外分光光度计测定酸性食品中苯甲酸含量，经试验证实，该法操作简单、易于掌握，在操作和结果准确性上具有一定优势，与气相色谱法比较，其结果极为接近，不会影响到对结果判断。
杜向东[17]用751G紫外分光光度计检测面粉中添加苯甲酸，其检测原理是将苯甲酸与乙醚混合后，在260-280nm之间有典型吸光特性，最终测得苯甲酸最低检出量为1mg/kg，回收范围84.4%～95.3%,从而证明紫外分光光度法稳定性、抗干扰性及准确性。
1.3.5薄层层析法
该法原理是将试样酸化后，用乙醚提取苯甲酸，将试样提取液浓缩，点于聚酰胺薄层板上展开，显色后，根据薄层板上苯甲酸比移值与标准比较定性，并可进行概略定量，（GB/T2009.29-2003）。
张秀尧[18]采用聚酰胺薄膜层析检测食品中苯甲酸，经实验测得苯甲酸检出下限为1ug。
2、实验部分（气相色谱法测定苯甲酸含量）
2.1主要试剂和仪器
2.1.1主要试剂
（1）.乙醚:
不含过氧化物。
（2）.石油醚:
沸程30℃～60℃。
（3）.盐酸。
（4）.无水硫酸钠。
（5）.盐酸（1+1）:
取100ml盐酸，加水稀释至200ml.
（6）.氯化钠酸性溶液（（40g/L）:
于氯化钠溶液（40g/L）中加少量盐酸（1+1）酸化。
（7）.苯甲酸标准溶液:
准确称取苯甲酸各0.2000g，置于100ml容量瓶中，用石油醚-乙醚（3+1）混合溶剂溶解后并稀释至刻度。
此溶液每毫升相当于2.0mg苯甲酸。
（8）.苯甲酸标准使用液:
吸取适量的苯甲酸标准溶液，以石油醚-乙醚（3+1）混合溶剂稀释至每毫升相当于50、100、150、200、250µg苯甲酸。
2.1.2主要仪器
气相色谱仪:
具有氢火焰离子化检测器。
2.2分析步骤
2.2.1.试样提取
称取2.50g事先混合均匀的试样，置于25ml带塞量筒中，加0.5ml盐酸（（1+1）酸化，用15、10ml乙醚提取两次，每次振摇1min，将上层乙醚提取液吸人另一个25ml，带塞量筒中，合并乙醚提取液。
用3ml氯化钠酸性溶液（40g/L）洗涤两次，静止15min，用滴管将乙醚层通过无水硫酸钠滤人25ml容量瓶中。
加乙醚至刻度，混匀。
准确吸取5ml乙醚提取液于5ml带塞刻度试管中，置40℃水浴上挥干，加入2ml石油醚-乙醚（3+1）混合溶剂溶解残渣，备用。
2.2.2色谱参考条件
（1）.色谱柱：
玻璃柱，内径3㎜，长2m，内装涂以5%DEGS+1%磷酸固定夜的60目～80目ChromosorbWAW
（2）.气流速度：
载气为氮气，50ml/min（氮气和空气、氢气之比按各仪器型号不同选择各自的最佳比例条件）（3）.温度：
进样口230℃；检测器230℃；柱温170℃。
2.2.3测定
进样2µl标准系列中各浓度标准使用液于气相色谱仪中，可测得不同浓度苯甲酸的峰高，以浓度为横坐标，相应的峰高值为纵坐标，绘制标准曲线。
同时进样2µl试样溶液，测得峰高与标准曲线比较定量。
2.2.4结果计算
试样中苯甲酸的含量按式
（1）进行计算。
.................
（1）
式中:
X—试样中苯甲酸的含量，单位为毫克每千克（mg/kg）;
A—测定用试样液中苯甲酸的质量，单位为微克（µg）;
V1—加人石油醚一乙醚（3+1）混合溶剂的体积，单位为毫升（ml）;
V2—测定时进样的体积，单位为微升（µl）;
m—试样的质量，单位为克（g）;
5—测定时吸取乙醚提取液的体积，单位为毫升（ml）;
25—试样乙醚提取液的总体积，单位为毫升（ml）,
由测得苯甲酸的量乘以1.18，即为试样中苯甲酸钠的含量。
计算结果保留两位有效数字。
2.2.5精密度
在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%。
2.2.6其他
苯甲酸的气相色谱图见图1。
苯甲酸保留时间6min8s。
图1
3.结果与讨论
3.1色谱柱的选择
由于苯甲酸的极性较强，为了保证在短时间内把苯甲酸分离出来，对色谱柱的选择就显得尤为重要。
3．2检测器
选用氢火焰离子化检测器的理由为:
一是热导池检测器的灵敏度较低，一些微量有机物可能分析不出来;二是热导池检测器对水有响应，所测试样中水含量较高，因此出的水峰也很大，并可能发生拖尾而覆盖一些含量相对较低的有机杂质峰。
而氢火焰离子化检测器灵敏度比热导池高2到3个数量级，目对水无响应，也就是说水不出峰，这样就不会影响对其他有机杂质的分析。
3.3仪器条件的设置
当柱温较低时，苯甲酸的峰宽很宽，有拖尾现象。
温度太高，苯甲醛与苯甲酸又不能完全分开。
所以要选择合适的柱温。
3.4进样时针停留时间的影响
配置标样，按所给色谱操作条件，测定苯甲酸的校正因子。
测定过程中发现所测得的校正因子重复性很差。
随后发现，进样时，如果将针停留一段时间再拔除，苯甲酸的峰明显就要高出许多。
这可能是苯甲酸的沸点太高，不易挥发造成的。
对于像苯甲酸这种高沸点、难挥发的物质，进样时将针停留一段时间，以确保难挥发物完全挥发，测定的结果才准确。
针停留时间与物质的沸点、挥发性和含量都有关，具体时间要由试验确定。
3.5仪器的操作条件不是固定不变的，不同型号的仪器操作条件可能有所不同。
需要在试验过程中根据具体情况进行适当的调整，基本原则是得到对称的峰形和满意的测量结果。
4.结论
本文陈述了食品添加剂苯甲酸的各种检测方法及各方法的优缺点进行了比较，并给列出了气相色谱法检测苯甲酸的实验方案，对实验的影响因素进行了分析和结果讨论。
5参考文献
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