白砂糖色值测定和比对试验中的结果偏差

白砂糖色值测定和比对试验中的结果偏差

0分光光度计检测的准确性颜色是山羊人直观感受的质量指标，也是山羊人质量等级评价的重要指标，一直受到各自消费者的关注。在亚硫酸法甘蔗糖厂中,白砂糖产品质量降级的主要因素多由色值引起,降级会给企业造成较大的经济损失。目前白砂糖色值测定所使用的国标分析方法是三乙醇胺缓冲溶液分光光度法,该法测定样液的吸光度值后直接计算得到色值结果,不需要做标准曲线,这样不同分光光度计测量值的差异就直接表现在测定结果上,而无法通过标准曲线来抵消和修正仪器的系统误差。波长准确度是影响分光光度计测量准确性的主要因素,不同仪器之间的测定误差通常是由波长引起的。本文就白砂糖色值测定中与分光光度计使用相关的波长、比色皿、零点参比等因素容易引起的测定误差进行了探索,并提出实验室分光光度计测定中需注意的几个问题及改进措施,以提高检测的准确性。1材料和方法1.1乙醇胺缓冲溶液ub-7供试样品:3个不同色值段的白砂糖(1号样品色值约70IU、2号样品色值约100IU、3号样品色值约170IU)。主要化学试剂:三乙醇胺-盐酸缓冲溶液,pH=7.00±0.02主要仪器:酸度计(BenverUB-7,德国赛多利斯股份公司);自动折光仪(RudolphJ257,美国鲁道夫公司);紫外/可见分光光度计(UV754N型,上海精密科学仪器有限公司);微孔滤膜过滤器、0.45μm孔径微孔膜(φ20cm)。1.2吸光度的测定称取100.0g白砂糖于250mL烧杯中,加入135mL三乙醇胺-盐酸缓冲溶液溶解后,倾入已铺好0.45μm孔径微孔膜的过滤器中,真空下抽滤,收集滤液不少于50mL,测定滤液的折光锤度,用3cm比色皿盛装滤液,在420nm波长下测定吸光度值。用经过0.45μm孔径微孔膜抽滤的三乙醇胺缓冲溶液作为零点参比。色值按照如下白砂糖国标公式计算:式中:C为色值(IU);A420为在420nm波长测得样液的吸光度;b为比色皿厚度(cm);c为样液浓度(g/mL)。2结果与分析2.1色值测定结果由于分光光度计波长值在检定时有一个允许误差范围,不同精度等级的仪器其允许误差的范围不同,为模拟波长误差对测定结果的影响程度,将经过上述步骤处理过的样液按上法在420nm处及每隔1nm波长进行色值测定,表1所示是不同色值段白砂糖样品在不同波长下色值测定结果。表1试验结果表明:当测定波长向短波方向偏移时,色值结果变大;波长向长波方向偏移时,色值变小。且随着样品色值由低到高,波长变化对色值的影响也逐渐变大。本次测试1号、2号、3号样品波长每变化1nm,色值变动值平均为1.4、2.5、4.4IU。国标规定白砂糖色值平行测定相对允许误差要求≤4%,以420nm测定值为基准,波长变动1nm,三个色值段样品测定相对误差在1.96%~3.23%之间,尚在4%允许范围内,当波长变动2nm时,测定相对误差达到4.84%~5.92%,已经超出标准允许误差,测定值的准确性已达不到标准要求,这对处于质量等级边缘的产品在质量判定时容易导致误判,因此,在白砂糖色值测定中所用分光光度计在420nm处的波长误差必须小于1nm方可得到准确的测定结果。2.2反向差值a0.0时比色样品的检测将4个3cm比色皿盛装同一样液,以1号比色皿正向为零点参比,分别测定4个比色皿正反向吸光度值,测定数值见表2。从表2可以看出,4个比色皿的正反向测定结果是不相同的,正反差也各不相同,当正反向差值为0.005时,按照本文前述的测定方法,对应的色值差在3~4IU之间,若样品色值为100IU,测定相对误差已接近4%,若样品色值更低,则相对误差会超过允许值。由此可看出比色皿的方向对测定结果是有影响的,在进行比色皿成套性检验或测定样液时应注意比色皿的方向,经成套性检验合格的比色皿应在毛面上作出方向标记,测定时认准方向,否则检验成套的比色皿也就失去了成套的意义,测定结果的准确性也无法保证。即使只使用一个比色皿进行测定,可以排除不同比色皿之间的误差,但若不注意比色皿的放置方向,同样会造成测定结果的误差。2.3色值测定的情况将上述3个不同色值段白砂糖样品的滤液分别用1cm、3cm比色皿测定色值,测定结果见表3。从表3可以看出用1cm比色皿和3cm比色皿测定同一样液,色值结果也有差异,总体来说使用1cm比色皿测定值有所偏高。根据朗博-比尔定律,吸光度值与比色皿厚度成正比,但是其线性范围通常吸光度值在0.15~0.8之间较好,因此在测定样品时应尽量选择合适厚度的比色皿,对于色值较低、吸光度值较小的样液,可改用厚度较大的比色皿,使吸光度值在0.15~0.8之间,能得到更准确的测定结果。2.4吸光度的测定在一次进行大批量样品测定或长时间连续进行测定的情况下,通常处理好的零点参比液会使用较长的时间,为验证参比液放置时间对测定的影响,将抽滤后的三乙醇胺缓冲溶液用白色试剂瓶盛装,分别放置于避光处及实验桌台面上,测定吸光度值随放置时间的变化情况,结果见表4。从表4数据可看出,三乙醇胺缓冲溶液在避光保存与直接放在试验台上接受光照,随时间的变化吸光度值都略有上升,光照条件下变化更明显一些。因此用棕色试剂瓶盛装抽滤过的三乙醇胺溶液可保证零点参比液相对的稳定性,且应注意盖好盖子,防止三乙醇胺接触空气变黄或落入灰尘而影响测定结果。参比液应每批样品测定前抽滤,对于糖厂连续测定的情况,应每至少每8h更换参比液一次。此外,减压抽滤后的滤液中通常会夹带泡沫,特别是在抽滤样品时情况更明显,应让其静置一段时间,待泡沫散尽方可进行测定,否则会因泡沫对光的散射作用导致测定结果偏高或测定数据不稳定。3误差的控制及检验上述试验表明,在白砂糖色值测定中分光光度计波长准确度是影响分光光度计测量准确性的主要因素,要得到准确的测定结果,分光光度计在420nm处波长误差必须小于1nm,也就是需要达到Ⅱ级标准要求,目前国内实验室常用可见分光光度计波长准确度技术参数大多是≤±2nm,仅能达到Ⅲ级标准要求,若检定时波长值误差达到2nm或更大,势必导致测定结果超出允许误差范围。若两台分光光度计波长分别偏移到误差上下限,那么两台仪器的测定结果误差是非常严重的,这也是不同仪器测定结果误差的一个重要原因。很多实验室对此未引起足够的重视,虽然每年都进行仪器检定,但在检定时更多关注的是检定合格与否,对合格等级关注较少,使用不符合等级要求的仪器是导致测定结果偏差较大的原因。实验室分光光度计因测定用途不同,在检定校准时通常要兼顾全波段波长达到技术要求,测定白砂糖色值的分光光度计最好能专用,这样检定时可将420nm处的波长校准到最准确位置,减少由于波长误差造成的结果偏差。此外,采用专用分光光度计还可避免频繁调整波长导致仪器波长示值发生偏移。通过上面的探讨可看出,只有对分光光度计使用过程中涉及的仪器波长准确性、比色皿、