科研立项

邵阳学院2010年度大学生研究性学习和创新性实验计划项目

申请书

课题类别：_ 自然科学类

课题名称：食品中溴酸钾的褪色分光光度法的研究

申请人：谢淑婷

单位：_生物与化学工程系08级化学一班

指导老师：_ 夏湘

邵阳学院大学生科技文化活动领导小组制

2010年4月

一、申报者情况

申报者情况课题名称茜素紫对食品中溴酸钾的褪色分光光度法的研究

姓名谢淑婷性别女出生日期1989年8月

学历层次（A） A本科 B专科

所在系生物与化学工程系专业化工班级

08化学一

班

宿舍号5#206

联系

电话

139********

合作者情况

姓名性别

学历

层次

所在单位备注

刘露女本科08化学一班

有无合作

者请在此

说明

√有

□无

赵金妮女本科08化学一班

杨旗男本科08化学一班

袁丰男本科08化学一班

资

格

认

定

系团总支(签章)：

年月日

起止时间年月至年月

预期成果（）A论文 B社会调查报告 C 科技发明制作

二、项目研究的意义和现状分析

溴酸钾：英文名称为 potassium bromate；bromic acid potassium salt，分子式：KBrO3，外观与性状：无色三角晶体或白色结晶性粉末，无臭。分子量：167.01蒸汽压，熔点：370℃(分解) ，溶解性：溶于水，不溶于丙酮，微溶于乙醇，密度：相对密度3.27(以水等于1，温度=17.5℃条件下为标准)，稳定性：稳定，危险标记：11(氧化性)，15(有害品)+，主要用途：用作分析试剂、氧化剂、食品添加剂、羊毛漂白处理剂，危险特性：强氧化剂。与铵盐、金属粉末、可燃物、有机物或其它易氧化物形成爆炸性混合物，经冲突或受热易惹起燃烧或爆炸。与硫酸接触简单发生爆炸。能与铝、砷、铜、碳、金属硫化物、有机物、磷、硒、硫剧烈反应。具有很强的毒性。

随着经济的日益发展，人们对食品安全性认识的也有了很大的提高，对食品的要求也朝着营养、健康、绿色、环保、安全、卫生、功能、方便、传统优质等方向发展。

溴酸钾是一种常用的氧化剂，3%的水溶液可用来水银提纯。用作分析化学中的基准物质，以点滴分析测定镓。在水银精制中，其3%水溶液可用于水银提纯。此外还用作羊毛处理剂。是鱼罐头制品的品质改良添加剂。也可用作面包制作的添加剂，在业内曾经被认为是最有效的面团改良剂之一，在面团发酵、醒发、烘培过程中起着一种慢性氧化剂的作用影响面团的结构和流变性，与小麦蛋白的面筋组织发生反应，增加面筋的强度和弹性，形成好的面筋网络，从而显著改善面粉的烘焙效果。从1941年始至今，溴酸钾获得广泛应用，人们一直将其作为安全、有效的面粉增筋剂使用，人们对其的全部认识是，只要添加条件和烘焙条件正确，溴酸钾将转化成惰性、无害的溴化物。但在1992年世界卫生组织发表对溴酸钾使用安全的审查报告中，确认溴酸根是一种氧化性致癌物，主要导致动物的肾和膀胱组织发生癌变。又随着色谱检测能力的增强，检测出在烘制后的面包中仍残留着0.05-0.3 mg/kg溴酸根。由此认识到溴酸钾在面食制作中并非完全无害，而是有一定的致癌性。近十年中一些发达国家先后颁布了禁用溴酸钾作为面粉改良剂的行政性指令，欧盟、澳大利亚、新西兰甚至一些中小国家及我国的台湾及香港也已禁用，美国、加拿大、日本等国也已大幅度减少溴酸钾的使用量。中国《食品添加剂使用卫生标准》GB2760-1992规定，品质改良剂溴酸钾可用于面包、饼干，最大允许量为50 mg/kg，GB2760-1996版修订为：面粉处理剂溴酸钾用于小麦粉，最大使用量为30 mg/kg，并在备注中规定"最终食品中不得检出"。目前，溴酸钾的使用有两种流程，一是在面粉生产过程中使用，一是在面包制作过程中

添加。研究发现，溴酸钾高温下可以转化为溴酸盐，正规大型面粉企业对面粉烘焙温度和溴酸盐在烘焙物中的残余量都有严格标准。

目前，我国矿泉水中也存在少量的溴酸盐，鉴于其有致癌作用，我国也开始规定了其限量标准，甚至规定不得在已有的检测方法下检出。从2009年10月1日起，我国《饮用天然矿泉水》国家标准将开始实施。在新国标中，首先增加了溴酸盐的限量指标，规定每L（升）饮用天然矿泉水中的溴酸盐含量须小于0.01mg。

溴酸钾是一种对皮肤、眼睛和粘膜有刺激性的物质。毒性比氯酸盐强。，过量食用溴酸钾会损害人的中枢神经、血液及肾脏，国际癌症研究机构也已将该化合物列为致癌物质，误服则发生呕吐、腹泻、肾脏障碍,可引起高铁血红蛋白血症。动物实验证明致肾癌。

近几年，溴酸钾的安全性问题也已引起国内的关注，中国食品添加剂协会三次组织有关研讨，专家指出：为了保证面粉安全性，禁用溴酸钾作为改良剂是我国食品安全重要举措，目前应尽快组织完善我国在此问题上的法律法规及管理方面的具体措施，建立面粉、面包等主要面食品中溴酸钾残留量的标准检测方法是当务之急。并依此调查国内市场面粉、面包等主要面食品中溴酸钾残留量的情况，同时摸清国内现状，以保证这种添加剂的规范使用或禁用，为政府制定食品安全法律法规提供技术支持。

3、因其危害性极大，所以我们应该采取有效的防护措施：

呼吸系统防护：空气中粉尘浓度超标时，作业工人应该佩戴自吸过滤式防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时，佩戴空气呼吸器。

眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。

身体防护：穿聚乙烯防毒服。

手防护：戴橡胶手套。

其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕，淋浴更衣。实行就业前和定期的体检。

而对我们人体危害最大的是作为食品添加剂使用：

有两种添加剂食品：

1、现食品工业中用作鱼肉罐头制品的品质改良添加剂

2、提高面粉烘焙质量的面包制作用添加剂

食品中的添加剂“溴酸钾”长期食用会造成肝肾损害

很多关于溴酸钾的致突变性试验、修复试验和染色体异常试验均呈强阳性，且发现溴酸钾在实验条件下对大鼠有致癌性，可导致动物的肾脏、甲状腺及其它组织发生癌变。其后的多项研究证明了该实验结果，并另有可导致中枢神经系统麻痹的报告，食入一定量溴酸钾可引起呕吐、腹泻和肾脏损伤。

当今的多项研究证实了溴酸钾是一种毒害基因的致癌物质，可导致动物的肾脏、甲状腺及其他组织发生癌变，因而溴酸钾已被多个国家禁用。

三、项目研究的可行性说明

分光光度法测定溴酸根离子近年来报道的方法有二甲酚橙法[1]、罗丹明6G法[2]、花青法[3]和甲基红法[4]等。下面是几种分析方法的简介：

甲苯胺蓝退色光度法测定痕量溴酸根的研究

基于6mol/L盐酸介质中溴酸根氧化甲苯胺蓝的退色反应,建立了测定微量溴酸根的新的退色光度分析方法。在最大吸收波长625nm及选定的实验条件下,测定溴酸根浓度的线性范围为0.1~0.9μg/mL,检出限为3.62×10-4g/L。该方法可在室温下进行。

二甲酚橙褪色光度法测定微量溴酸根离子的研究

提出了测定微量溴酸根离子的新方法,研究了在盐酸介质中,溴酸根离子氧化二

甲酚橙褪色的最佳条件。最大吸收波长λ_(max)为430nm,表观摩尔吸光系数为2.5×1 0~4,溴酸根离子在10～50μg/25ml范围内符合比耳定律。

甲基橙退色光度法测定饮水中溴酸根离子

在三氯乙酸介质中,以溴化钾为催化剂,研究了BrO3-氧化甲基橙退色的最佳条件.以510 nm为甲基橙退色溶液的测定波长,KbrO3在0.01-0.2μg/mL范围内,甲基橙退色溶液的吸光度值与溴酸钾含量显著相关,相关系数R2=0.9993,检测限为3.8×10-3μg/mL,试样测定结果的相对标准偏差(RSD)为8%,试样加标回收率为86.9%-99.5%.

邻苯二酚紫与溴酸根离子褪色反应分光光度法的研究

研究了邻苯二酚紫与溴酸根的褪色反应，据此拟定了测定溴酸根简便、快速的分析方法，确定了该褪色反应的最佳褪色条件。溴酸根在１．０～１３μｇ／１０ｍＬ范围内服从比尔定律，摩尔吸光系数ε５５７＝３．７×１０４Ｌ·ｍｏＬ（－１）·ｃｍ（－１）．

离子色谱法测定饮用水和面包中的溴酸根

选用AS9-HC高容量阴离子交换色谱柱,不需预处理除去干扰离子,可直接进样。测

定了两种水样,其中一种检出溴酸根。方法检出限0.005mg·1~(-1),水样加标回收率9 1.3—93.4％,采用全新的自动化样品处理技术——加速溶剂萃取(Accelerated Solve nt Extraction)萃取面包中的溴酸根,经AS9-SC阴离子交换色谱柱分离,选择最佳淋洗条件,电导检测。方法检出限0.07mg·1~(-1),对十二种市售面包进行测定,均未检出溴酸根,样品加标回收率79.9—114％。

参考文献：

1、《甲苯胺蓝褪色光度法测定微量溴酸根离子的研究》刘秀萍、陈倩、贾美玲。（晋中学院化学化工学院）。

2、《二甲酚橙褪色光度法测定溴酸钾的研究》刘明、马卫兴。

3、《甲基橙褪色光度法测定饮水中的溴酸根离子》霍权恭、范璐。（河南工业大学粮油食品学院）。

4、《亚甲蓝褪色分光光度法测定微量溴酸根离子的研究》于庆水、粟智

5、《罗丹明B荧光猝灭法测定微量溴酸根离子》王海霞、盛丽、韩小茜

6、《氧弹分解亚甲蓝褪色光度法测定大米中的痕量溴》粟智（新疆师范大学生物与环境科学学院）。

7、《邻苯二酚紫与溴酸根离子退色反应分光光度法的研究》孙彦璞

8、《离子色谱法测定饮水和面包中的溴酸钾》齐竹华、刘克耐、牟世芬

9、《萃取浮选光度法间接测定微量溴酸根离子》何星存（广西师范大学化学系）.

10、《酸性品红褪色光度法测定微量溴酸根离子的研究》罗道成、刘俊峰、宋和付。（湖南科技大学化学化工学院）

11、《茜素红褪色分光光度法测定矿泉水中痕量溴酸根离子》陈云生、李成、杨胜园、何爱桃（南华大学公共卫生学院）。

12、《立春红S褪色分光光度法测定微量溴酸根离子》 Natural Sciences Edition .

13、《光度法测定食盐中碘-----基于溴化钾催化的茜素与碘酸钾的氧化退色反应》李红、黄成华、王碧（理化检验----化学分册9.

14《甲基紫氧化褪色吸光光度法测定碘的研究》徐茂荣。

15、《吸光光度法测定微量碘》王晓东（理化检验---化学分册）

16、《均三溴偶氮砷褪色分光光度法测定食盐中碘》杨烨、金忆采（理化检验----化学分册）。

17、《食盐中碘的溴邻苯三酚仔褪色光度法测定》驰晓光、刘丽。

18、《甲基橙褪色光度法测定加碘盐中微量碘》余建平、林燕（赣南师范学院学报）。

实验方案：

-1、主要仪器和试剂

主要仪器：721型分光光度计

试剂：KBrO3标准溶液、0.001mol/l茜素紫水溶液、稀HON3、NaAC 溶液

2、测定步骤

2.1吸收曲线的制作和测量波长的选择

用吸量管吸取0.0、1.0ml KBrO3标准溶液，分别注入两个50ml比色管中，各加入1ml稀硝酸溶液，2ml茜素紫溶液，5mlNaAC，用水稀释至刻度，摇匀，放置10min后，用1cm比色皿一试剂空白为参比溶液，在440——560nm之间，每隔10nm测一次吸光度，在最大吸收峰附近，每隔5nm测定一次吸光度。在坐标纸上，以波长为横坐标，以吸光度A纵坐标，绘制吸光度A和波长关系的吸收曲线，从吸收曲线上选择测定KBrO3的适宜波长。

2.2标准曲线的制作

用移液管移取100ug/ml KBrO3标准溶液10ml于100ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含KBrO3 10ug.

在6个50ml容量瓶中，用吸量管分别加入0.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0ml 10ug/ml的KBrO3标准溶液，分别加入1ml稀硝酸溶液，2ml茜素紫溶液，5mlNaAC 溶液，每加入一种试剂后摇匀，然后用水稀释至刻度，摇匀后放置10min。用1cm比色皿，以试剂空白为参比，在所选的波长下，测量各溶液的吸光度A。以KBrO3的浓度为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。

2.3试样中KBrO3浓度的测定

准确移取试样10.0ml 于50ml容量瓶中，向其中加入1ml 稀硝酸溶液，2ml 茜素紫溶液，5ml NaAC溶液，每加入一种试剂后摇匀，然后用水稀释至刻度，摇

匀后放置10min,在所选择的波长下测定其吸光度A。根据标准曲线求出试样中KBrO3的含量（ug/ml）

3、实验条件的选择

（1）体系的酸度的影响

（2）茜素紫的用量的影响

（3）加热时间和温度的影响

（4）试样中KIO3的影响（共存离子的影响）

四、项目研究进度

五、指导老师审查意见

六、申请人所在系审核意见

申请书所填内容是否属实；课程负责人和参与者的政治、业务素质是否适合承担课程的研究工作，是否具有完成本课程的时间和条件；是否同意申报。

系（公章）

年月日

七、学校评审委员会意见

评审组组长签字：

年月日

邵阳学院2010年度大学生研究性学习和创新性实验计划项目

申请书

课题类别：_ 自然科学类

课题名称：茜素紫褪色分光光度法测定食品中溴酸钾的研究申请人：谢淑婷

单位：_ 生物与化学工程系

指导老师：_ 夏湘

邵阳学院大学生科技文化活动领导小组制

2010年4月

一、申报者情况

申报者情况课题名称茜素紫褪色分光光度法测定食品中溴酸钾的研究

姓名谢淑婷性别女出生日期1989年8月

学历层次（A） A本科 B专科

所在系生物与化学工程系专业化工班级

08化学一

班

宿舍号5#206

联系

电话

139********

合作者情况

姓名性别

学历

层次

所在单位备注

刘露女本科08化学一班有无合作

者请在此

说明

赵金妮女本科08化学一班

杨旗男本科08化学一班√有

□无袁丰男本科08化学一班

资

格

认

定

系团总支(签章)：

年月日

起止时间2010 年 6月至 2011年 5 月

预期成果（ A ）A论文 B社会调查报告 C 科技发明制作二、项目研究的意义和现状分析

溴酸钾(KBrO

)为白色或无色三方晶系结晶或颗粒，熔点434 ℃，相对密度

3

3.27(17. 5 ℃)，100 ℃时溶解度为49.75g/100mL，微溶于醇，不溶于丙酮。

溴酸钾是一种传统的食品添加剂，使用于面包、饼干等的生产，同时还可用作罐头食品的添加剂及羊毛处理剂等。溴酸钾用于对面粉的改良处理，可使蛋白质结构中的硫基( - SH)氧化成二硫键( - S - S - ) , 形成网状结构, 从而增强面粉的弹性和持气性, 使面团产生坚韧的、蓬松的、柔软的感观效果；溴酸钾作为烘焙面包的添加剂，在面包发酵、醒发、烘焙过程中起着一种慢性氧化剂的作用，能改变面团的结构和流变性，增加面筋的强度和弹性，有助于良好面筋网络的形成，从而显著改善面粉的烘焙效果。因此溴酸盐在面制品中的添加应用最为广泛。多年来，人们一直将其作为安全、有效的面粉增筋剂使用，认为只要添加条件和烘培条件正确，溴酸钾将转化成惰性、无害的溴化物。然而，有实验表明，溴酸钾作为食品添加剂有一定的残留。

依据美国食品及药物管理局(FAD)对溴酸钾致癌危险性的调查，最终确定焙烤制品中溴酸盐的安全残余量应为20μg/kg。过量食用会损害人的血液、中枢神经和肾脏，对人体有潜在的危害作用。在1992年世界卫生组织发表对溴酸钾使用安全的审查报告中，确认溴酸根是一种氧化性致癌物，主要能导致动物的肾和膀胱组织发生癌变。我国在2005 年7 月 1 日前允许限量使用。2005年6月20日卫生部发布第9号公告称，从2005年7月1日起我国全面禁止使用溴酸钾作为面粉处理剂。

因此，准确、快速、灵敏度高的溴酸钾检测方法的研究，对于相关企业进行质量控制，职能部门加强对溴酸钾在面制品中使用的监管，从而保证食品质量与安全，就很有必要。

由于食品中溴酸钾的含量较低，因而检测有一定困难。目前，我国主要采取分光光度法、滴定法和离子色谱法检测溴酸钾含量。分光光度法测定溴酸根的方法不多,主要有二甲酚橙法、罗丹明6G法、甲基红法和二甲基黄法等。

茜素紫褪色光度法测定溴酸钾含量尚未见相关报道，本课题拟对检测溴酸钾含量的茜素紫褪色光度法进行研究，以建立一种新的分析检测方法，具有一定的实用性和经济、社会效益。

三、项目研究的可行性说明

1、项目研究的技术可行性

溴酸钾在酸性条件下具有较强的氧化性。茜素紫分子式C20H12O7，棕红色或橘红色结晶或粉末，其有色溶液能被溴酸钾氧化而褪色，褪色的程度可由分光光度法进行检测。

本课题通过对褪色条件的研究探讨，找到茜素紫褪色分光光度法测定微量溴酸钾的分析测定条件，建立一种新的微量溴酸钾的分析测定方法，并对方法的准确性、精密度、检测限等进行评价。

实验方案：

1）最大吸收波长的确定

将加入一定量的酸的一定浓度的茜素紫溶液进行波谱扫描，从而得到最大吸收波长。

2）溴酸钾溶液浓度的确定

根据食品中溴酸钾的含量确定溴酸钾溶液的适宜浓度。

3）茜素紫溶液浓度的确定

配制一系列不同浓度的茜素紫溶液，每个浓度取两份一定量的溶液，一份用蒸馏水定容至一定体积，另一份加入一定量的2）中选定的溴酸钾溶液，于最大吸收波长分别测定吸光度，根据吸光度的变化情况选择合适浓度的茜素紫溶液进行实验。

4）酸度的影响

取8支10ml的比色管各加入等量的茜素紫溶液和等量的溴酸钾标准并编号，分别加入不同量的盐酸溶液，均用蒸馏水稀释至10ml，放置30min，测定吸光度Ai，并计算△Ai(ΔAi=Ao-Ai，Ao为溴酸钾标准溶液加入量为0 mL的溶液的吸光度，Ai为加入不同量盐酸的溶液的吸光度)，根据△Ai确定适宜的褪色反应酸度。

5）反应温度的影响

取16支25ml的比色管各加入等量的茜素紫溶液和上述已确定的适量的盐酸，再在其中8支加入溴酸钾标准溶液（称为氧化体系），其余8支不加（称为非氧化体系），16支均用蒸馏水稀释至10ml，氧化体系与非氧化体系两两搭配同时分别在室温、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃恒温水浴中放置30min，加热的到时取出流水冷却至室温。测定氧化体系和非氧化体系的吸光度Ai，并计算△Ai(ΔAi=Ao-Ai，Ao为溴酸钾标准溶液加入量为0 mL的溶液的吸光度，Ai为不同温度下的溶液的吸光度)，根据△Ai确定适宜的褪色反应温度。

6）反应时间的影响

取16支25ml的比色管各加入等量的茜素紫溶液和上述已确定最适量的盐酸，再在其中8支加入溴酸钾标准溶液（称为氧化体系），其余8支不加（称为非氧化体系），16支均用蒸馏水稀释至10ml，氧化体系与非氧化体系两两搭配同时在上述所确定的适宜温度下分别放置5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min后（若加热，到时取出冷却至室温），测定不同时间的氧化体系与非氧化体系的吸光度Ai，计算△Ai(ΔAi=Ao-Ai，Ao为溴酸钾标准溶液加入量为0 mL的溶液的吸光度，Ai为不同反应时间的溶液的吸光度)，根据△Ai确定适宜的褪色反应时间。

7）干扰离子的影响

取6支比色管（已加入茜素紫溶液、盐酸溶液），其中5支分别加入不同量的NaCl、MgCl2、CaCl2、ZnCl2溶液，加入一定量的溴酸钾溶液，全部用蒸馏水稀释至10ml刻度线，摇匀置于上述选定的温度下中放置一定的时间。褪色反应结束后，分别以褪色溶液为参比，测定其吸光度Ai和A i′，比较Ai与A i′（Ai 为未加共存离子溶液的吸光度，A i′为加入不同量共存离子溶液的吸光度），由此确定共存离子的干扰情况。

8）标准曲线

配制不同浓度的溴酸钾溶液，分别置于6支25 mL比色管（已加入茜素紫溶液和盐酸溶液）中，用蒸馏水稀释至10ml刻度线，摇匀置于上述选定的条件下进行褪色反应。褪色反应结束后，以蒸馏水为参比，于选定的波长处分别测定吸光度，计算ΔAi=Ao-Ai(ΔAi=Ao-Ai，Ao为溴酸钾标准溶液加入量为0 mL的溶液的吸光度，Ai为加入不同量溴酸钾的溶液的吸光度)，以ΔAi为纵坐标，溴酸钾浓度为横坐标进行线性回归,得标准曲线。

9）线性范围

根据得到的标准曲线确定线性范围。

10）准确度实验

采用加标回收法进行准确度分析，取两份含一定量的溴酸钾的溶液，其中一份加入定量的溴酸钾标准物质；两份同时按相同的实验步骤处理，得到溴酸钾的浓度，根据下面的公式计算加标回收率。

P =（m2－m1）/m3 × 100%

式中：P为加标回收率；m2 为加标后试样溶液中含溴酸钾的总量；m1为未加标试样溶液中含溴酸钾的量；m3为加入溴酸钾的量。

11）精密度实验

选取一组溶液在上述确定的条件下进行多组平行实验，求出标准偏差和相对标准偏差。

12）检出限的确定

用空白溶液或溴酸钾含量接近于空白值的溶液，在上述确定的条件下，测量20次以上，求出测量的标准偏差S0。

DL=3S0/S

式中：DL——为检出限；

S——工作曲线的斜率。

2、课题申报者简介

3、指导老师简介

夏湘，1988年毕业于湖南大学化学化工系分析化学专业，副教授，主要从事分析化学的教学和科研工作，近几年，以第一作者发表论文10篇，获校优秀教学质量奖及校教学成果三等奖。

四、项目研究进度

2010.6.1至2010.6.30 查询资料，完善方案，准备仪器设备，采购药品2010.7.1至2010.12.31 进行实验

2011.1.1至2011.5.20 撰写论文、投稿

2011.5.20至2011.5.30 撰写结题报告

五、指导老师审查意见

选题符合要求，方案可行，具有可操作性，实验条件基本具备，课题完成后在食品行业具有一定的应用价值，同意申报。

六、申请人所在系审核意见

申请书所填内容是否属实；课程负责人和参与者的政治、业务素质是否适合承担课程的研究工作，是否具有完成本课程的时间和条件；是否同意申报。

系（公章）

年月日七、学校评审委员会意见

评审组组长签字：

年月日