紫外-可見分光光度計在食品中的應(yīng)用敘述
發(fā)布日期:2020-02-11 點擊次數(shù):
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紫外-可見分光光度計既是一種歷史悠久的、傳統(tǒng)的分析儀器,又是一種現(xiàn)代化的集光、機、電、計算機為一體的高技術(shù)產(chǎn)品,它的應(yīng)用非常廣泛,在有機化學(xué)、生物化學(xué)、藥品分析、食品檢驗、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、生命科學(xué)等各個領(lǐng)域和科研生產(chǎn)工作中都已得到了極其廣泛的應(yīng)用,特別是在生命科學(xué)突飛猛進的今天。紫外-可見分光光度計又是生命科學(xué)的眼睛,它已被國內(nèi)外許多專家學(xué)者認定為生命科學(xué)儀器中的主干產(chǎn)品之一,將有巨大的市場潛力和經(jīng)濟效益,將為人類的生活、生存、發(fā)展和生態(tài)平衡提供有力的保障。紫外-可見分光光度法(ultraviolet and visible spectrophotpmetry,UV-vis)在食品科學(xué)中得到了非常廣泛的應(yīng)用,它可做定性定量分析、純度分析、結(jié)構(gòu)分析;特別是在定量分析和純度檢查方面,在許多領(lǐng)域更是必備的分析方法,例如食品等行業(yè)中的產(chǎn)品質(zhì)量控制。隨著人們生活水平的提高,對生活質(zhì)量的追求也越來越高。進一步提高食品衛(wèi)生質(zhì)量,保障食品安全和人民身體健康,已經(jīng)成為大眾關(guān)注的焦點。食品分析的對象包括各種原材料、農(nóng)副產(chǎn)品、半成品、各種添加劑、輔料及產(chǎn)品。其種類繁多,成分復(fù)雜,來源不一,分析的目的、項目和要求也不盡相同,但無論哪種對象,都要按一個共同程序進行,一般為:①樣品的采集;②制備和保存;③樣品的預(yù)處理;④成分分析;⑤數(shù)據(jù)記錄,整理;⑥分析報告的撰寫。
對于待分析目標(biāo)物,如果分子帶生色基團,輻射就能夠?qū)е路肿又械碾娮幽芰扛淖?。生色基團有—N=N—、—N=O、—C=N 和,一般都帶有不飽和鍵。如果兩生色基團中間僅隔一個碳,就會形成共軛基團,此時,吸收帶較長的波長朝紅端處移動,即紅移,且強度明顯增強。但是紅移不一定都是因為共軛基團,還可能是因為助色基團的存在。助色基團包括—OH、—NH2、—SH、—Cl、—Br和—I。在食品、食品添加劑中存在大量這樣的基團,因此在食品檢測中,紫外分光光度計具有十分顯著的優(yōu)越性。
一、數(shù)據(jù)分析類型
1、光度測量
生產(chǎn)食品的過程中,為了能夠使得有顏色的飲料(比如紅茶、橙汁、啤酒等)顏色相同,紫外-可見分光光度計可以用來測定其吸光光度值,使其符合一定的標(biāo)準,保證產(chǎn)品合格。該方法還可以在發(fā)酵業(yè)檢測食品的發(fā)酵程度。另外,對于一些成分單一的產(chǎn)品,也可以通過該方法測定其吸光度值以確定產(chǎn)品是否合格。
2、定性分析
物質(zhì)能夠吸收光譜,是因為物質(zhì)中的分子原子吸收入射光的光能量,導(dǎo)致分子振動能級和電子能級躍遷。不同物質(zhì)吸收的光能量之所以不同,是由于其含有不同的原子、分子、空間結(jié)構(gòu)。正因如此,每種物質(zhì)和吸收光譜曲線是一一對應(yīng)的,主要是通過吸收光譜上的某些特性波長處的最大吸收峰值及波形圖來判斷是否存在某種物質(zhì)。另外,食品中經(jīng)常含有食品添加劑,食品添加劑的質(zhì)量也可以使用紫外-可見分光光度計進行分析。例如,一些含有甜味劑、鮮味劑等的食品,采用紫外-可見分光光度計進行檢測,可以檢查食品是否含有違禁添加劑。最后,該方法還能分析物質(zhì)結(jié)構(gòu),作為質(zhì)譜(mass spectrum,MS)、紅外光譜(infrared spectroscopy,IR)、核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)等方法的輔助手段。
3、定量分析
在食品檢測中,有的成分需嚴格控制含量,這可以用紫外-可見分光光度計進行準確檢測。
4、 DNA/蛋白質(zhì)分析
DNA 和蛋白質(zhì)都是生物大分子,其紫外光吸收一般是分子內(nèi)的小基團引起的。嘌呤堿、嘧啶堿及其組成的核苷、核苷酸對紫外光都有很強的吸收,其最大吸收值在波長260nm處。蛋白質(zhì)分子中,酪氨酸(tyrosine,Tyr)、苯丙氨酸(phenylalanine,Phe)、色氨酸(tryptophan,Trp)殘基帶有苯環(huán),苯環(huán)屬于發(fā)色基團,并且肽鍵也是發(fā)色基團,因此蛋白質(zhì)對紫外光有吸收,酪氨酸的最大吸收峰在波長274nm 處,苯丙氨酸在波長257nm 處,色氨酸在波長280nm 處,肽鍵在波長238nm 處。由此可以定量地檢測食品中生物大分子的含量。下面就對一些具有代表性的紫外-可見分光光度計在食品檢測中的具體應(yīng)用做簡要說明。
紫外-可見分光光度計既是一種歷史悠久的、傳統(tǒng)的分析儀器,又是一種現(xiàn)代化的集光、機、電、計算機為一體的高技術(shù)產(chǎn)品,它的應(yīng)用非常廣泛,在有機化學(xué)、生物化學(xué)、藥品分析、食品檢驗、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、生命科學(xué)等各個領(lǐng)域和科研生產(chǎn)工作中都已得到了極其廣泛的應(yīng)用,特別是在生命科學(xué)突飛猛進的今天。紫外-可見分光光度計又是生命科學(xué)的眼睛,它已被國內(nèi)外許多專家學(xué)者認定為生命科學(xué)儀器中的主干產(chǎn)品之一,將有巨大的市場潛力和經(jīng)濟效益,將為人類的生活、生存、發(fā)展和生態(tài)平衡提供有力的保障。紫外-可見分光光度法(ultraviolet and visible spectrophotpmetry,UV-vis)在食品科學(xué)中得到了非常廣泛的應(yīng)用,它可做定性定量分析、純度分析、結(jié)構(gòu)分析;特別是在定量分析和純度檢查方面,在許多領(lǐng)域更是必備的分析方法,例如食品等行業(yè)中的產(chǎn)品質(zhì)量控制。隨著人們生活水平的提高,對生活質(zhì)量的追求也越來越高。進一步提高食品衛(wèi)生質(zhì)量,保障食品安全和人民身體健康,已經(jīng)成為大眾關(guān)注的焦點。食品分析的對象包括各種原材料、農(nóng)副產(chǎn)品、半成品、各種添加劑、輔料及產(chǎn)品。其種類繁多,成分復(fù)雜,來源不一,分析的目的、項目和要求也不盡相同,但無論哪種對象,都要按一個共同程序進行,一般為:①樣品的采集;②制備和保存;③樣品的預(yù)處理;④成分分析;⑤數(shù)據(jù)記錄,整理;⑥分析報告的撰寫。
對于待分析目標(biāo)物,如果分子帶生色基團,輻射就能夠?qū)е路肿又械碾娮幽芰扛淖?。生色基團有—N=N—、—N=O、—C=N 和,一般都帶有不飽和鍵。如果兩生色基團中間僅隔一個碳,就會形成共軛基團,此時,吸收帶較長的波長朝紅端處移動,即紅移,且強度明顯增強。但是紅移不一定都是因為共軛基團,還可能是因為助色基團的存在。助色基團包括—OH、—NH2、—SH、—Cl、—Br和—I。在食品、食品添加劑中存在大量這樣的基團,因此在食品檢測中,紫外分光光度計具有十分顯著的優(yōu)越性。
一、數(shù)據(jù)分析類型
1、光度測量
生產(chǎn)食品的過程中,為了能夠使得有顏色的飲料(比如紅茶、橙汁、啤酒等)顏色相同,紫外-可見分光光度計可以用來測定其吸光光度值,使其符合一定的標(biāo)準,保證產(chǎn)品合格。該方法還可以在發(fā)酵業(yè)檢測食品的發(fā)酵程度。另外,對于一些成分單一的產(chǎn)品,也可以通過該方法測定其吸光度值以確定產(chǎn)品是否合格。
2、定性分析
物質(zhì)能夠吸收光譜,是因為物質(zhì)中的分子原子吸收入射光的光能量,導(dǎo)致分子振動能級和電子能級躍遷。不同物質(zhì)吸收的光能量之所以不同,是由于其含有不同的原子、分子、空間結(jié)構(gòu)。正因如此,每種物質(zhì)和吸收光譜曲線是一一對應(yīng)的,主要是通過吸收光譜上的某些特性波長處的最大吸收峰值及波形圖來判斷是否存在某種物質(zhì)。另外,食品中經(jīng)常含有食品添加劑,食品添加劑的質(zhì)量也可以使用紫外-可見分光光度計進行分析。例如,一些含有甜味劑、鮮味劑等的食品,采用紫外-可見分光光度計進行檢測,可以檢查食品是否含有違禁添加劑。最后,該方法還能分析物質(zhì)結(jié)構(gòu),作為質(zhì)譜(mass spectrum,MS)、紅外光譜(infrared spectroscopy,IR)、核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)等方法的輔助手段。
3、定量分析
在食品檢測中,有的成分需嚴格控制含量,這可以用紫外-可見分光光度計進行準確檢測。
4、 DNA/蛋白質(zhì)分析
DNA 和蛋白質(zhì)都是生物大分子,其紫外光吸收一般是分子內(nèi)的小基團引起的。嘌呤堿、嘧啶堿及其組成的核苷、核苷酸對紫外光都有很強的吸收,其最大吸收值在波長260nm處。蛋白質(zhì)分子中,酪氨酸(tyrosine,Tyr)、苯丙氨酸(phenylalanine,Phe)、色氨酸(tryptophan,Trp)殘基帶有苯環(huán),苯環(huán)屬于發(fā)色基團,并且肽鍵也是發(fā)色基團,因此蛋白質(zhì)對紫外光有吸收,酪氨酸的最大吸收峰在波長274nm 處,苯丙氨酸在波長257nm 處,色氨酸在波長280nm 處,肽鍵在波長238nm 處。由此可以定量地檢測食品中生物大分子的含量。下面就對一些具有代表性的紫外-可見分光光度計在食品檢測中的具體應(yīng)用做簡要說明。