分光光度法测定植物油脂中氯化物含量

'ZOl5年5月四JlI大学学报(自然科学版)May．2015第52卷第3期JournalofSichuanUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．52No．3doi：103969／j．issn．0490—6756．2015．03．035分光光度法测定植物油脂中氯化物含量刘凤霞，唐琳，陈放(1~l+JJl大学生命科学学院，能源植物生物燃油制备及利用国家地方联合工程实验室，成都610064)摘要：为建立用分光光度法测定植物油脂中氯化物含量，采用灰化超声提取法处理样品，选择60℃，10min为反应条件，该方法在O～5．0mg／L范围内线性关系良好，线性方程y一0．0453X+0．0009，相关系数R一0．9998，RSD<5．0％，回收率在94．93％～102．62之间，检出限为0．2mg／L重复性与平行性较好，结果准确可靠，适合植物油中氯化物含量检测．关键词：氯化物；生物航空燃料；分光光度法；植物油中图分类号：Q949．93文献标识码：A文章编号：0490—6756(2o15)o3—0668—05DeterminationofchlorideinplantoilbyspectrophotometryL【，Feng—Xia，TANGLing。CHENFang(NationalLocalJointEngineeringLaboratoryforEnergyPlantBio—oilProductionandApplication，CollegeofLifeSciences，SichuanUniversity，Chengdu610064，China；)Abstract：Toestablishaspectrophotometrymethodfordeterminationofchlorideinplantoil．Oilsam—pleswereashedinmufflefurnacewithcalciumoxide，andextractedwithdeionizedwaterinultrasonicfield，thenthevariousreactionconditionsweretestedandspectrophotometricmeasureperformedquanti—tatively．Theresultsshowedthattheoptimalreactionconditionis60℃for10min．therangeoflineari—tyandthedetectionlimitwereO～5．0mg／Land0．2mg／L。respectively．TheregressionequationwasY一0．0453X+0．0009，correlationcoefficient0．9998．Therelativestandarddeviationswaslessthan5．Oandtherecoverywasfrom94．939／6to102．62．Keywords：Chloride；Aviationbiofuel；Spectrophotometry；Plantoil物[3]，这些生物航空燃料原料不会对粮食作物或1引水资源造成影响，与大豆、玉米等生物燃料相比不生物航空燃料是指以生物资源为原料，通过但成本更低，而且改变了传统原料与“粮食抢耕费托合成或加氢等技术生产的生物汽油或生物煤地”的现象，具有广阔的应用前景．油，是可替代化石燃料的新一代绿色能源[1]．生作为新型航空用油，生物航空燃料的质量控物航空燃料原油普遍来源于植物，主要有麻疯树制显得尤其重要，ASTMI9]标准对生物航空燃料(JatrophacurcasL．)、亚麻芥(Camelinasativa的特性与规格进行了详细的规定，而对作为生物L．)、油葵(HelianthusannusL．)、山桐子(Idesia航空燃料原油规格尚未见报道．氯化物作为生物燃polycarpaMaxim．)、微藻(Microalgae)与盐土植料中常见的杂质之一，不仅会影响燃料的氧化稳收稿日期2O14—02—17基金项目：四川省科技支撑计划项目“小桐子生物航空原油技术标准研究”(2011JZ0002)作者简介：刘凤霞(1987～)，女，重庆人，硕士研究生，主要研究方向为植物天然产物．E—mail：910431398@qq．corn通讯作者：陈放．E—mail：cfang@263．com 第3期刘凤霞，等：分光光度法测定植物油脂中氯化物含量669定mE而且对发动机具有腐蚀作用，影响飞机2．1．2主要仪器与试剂SpectraMaxM2酶标的安全，同时，氯化物经高温燃烧后随尾气排放仪(MolecularDevices)，NewClassicMS半微量到大气中，不但对动植物油很强的毒性，而且会天平(MettlerToledo)，Milli—Q纯水仪(Milli—造成臭氧层的破坏，污染环境．可见对生物航空燃pore)，CA59G型螺旋榨油机(Oekotec)，超声清料中氯化物含量的控制具有重要意义．控制原油中洗仪，马沸炉，电炉，石英坩埚，离心机，具色比氯化物含量可作为控制生物燃料中氯化物含量的色管．方法之一，作为全球第一大飞机制造商的波音公氯化物标准溶液：将氯化钠置于石英坩埚内，司，已将氯化物含量列为对原油质量控制的一个500~600℃灼烧1～2h至恒重，天平准确称取重要指标，并规定其含量小于0．5／~g／mLu，因1．6479g于IO00mL容量瓶中，配成浓度为1000此建立测定油脂中氯化物含量的方法对生物航空mg／L储存液，用时稀释至10mg／L作为标准溶燃料质量控制具有重要意义．液．硫氰酸汞一乙醇溶液(4g／L)：称取0．400g硫目前氯化物测定的主要方法有滴定法、分光光氰酸汞，用无水乙醇溶解，并稀释至100mL，过度法、自动电位滴定法及离子色谱法，用滴定法测滤后用棕色瓶贮存．硫酸铁铵溶液(60g／L)：称取定氯化物含量时，滴定终点主要靠人为判断，该6．000g硫酸铁铵用(1+2)高氯酸溶液溶解，稀释方法误差较大，并且对低含量氯化物的检测准确至100mL．硝酸银，乙醇，高氯酸等，其中氯化度偏低．而自动电位滴定法与离子色谱法需要昂贵钠、高氯酸为优级纯，其余试剂均为分析纯．的仪器，增大了检测成本．分光光度法操作简单，2．2方法对仪器设备要求较低，且准确度较高，应用广泛，2．2．1检测波长的确定取2．0mL标准溶液于ZhangYinliang等[1。与陈衍军_1]用分光光度法测1OmL比色管中，加入1．0mL硫酸铁铵，0．5mL定了腌鱼与有机物中氯化物含量，DiogoL．Rocha硫氰酸汞，加水至1OmL，进行紫外光谱扫描，扫等[153用分光光度法测定了水与尿液中氯化物含描波长为360~750nm，确定其最大吸收波长．量，但用分光光度法测定植物油脂中氯化物含量2．2．2样品的预处理植物油脂中有机物较多，尚未见报道．本实验对样品的处理方法及显色条件直接检测较为困难，黄一帆]、魏益华"等用灰进行了探索，利用分光光度法测定了山桐子、油化浸出法测定了地沟油、腊肠中氯化物含量，但经葵、麻疯树等3种植物油脂中氯化物含量，结果显高温灼烧后的灰分较难溶于水，使氯化物不能完示小金河乡麻疯树种仁油中氯化物含量最低，为全浸出，影响测定结果，为了使灰分中的氯化物3．5lmg／kg．该方法操作简单，测定结果准确，为能够充分溶解，选择灰化超声提取法．称取约1O．生物航空燃料原油中氯化物含量的检测提供了技000g样品于瓷坩埚中，加入约5．O00g氧化钙，术支持．混匀，置于电炉上小火碳化至无烟，移人马沸炉中600℃灰化4～6h，冷却后加入一定量的去离2材料与方法子水，50℃，40kW超声20min，过滤，同时设对2．1材料照实验．当样品中氯化物含量低于检出限时，需增2．1．1植物材料选取GlOl号油葵种子(新疆加分析样品的质量．维吾尔族自治区石河子市)，山桐子果实(四川省2．2．3反应温度取3支10mL比色管，准确移广元市)，麻疯树种子分别采自贵州省望谟县、云人0．5mL，1．0mL，4．0mL标准溶液，各加人南省永胜县片角乡、广西南宁富明达生物科技有限0．5mL硫氰酸汞，1．0mL硫酸铁铵，加水至1O公司、四川I省凉山州盐源县小金河乡，经四川I大学mL，放置一段时间，于462nm波长处，以水作参生命科学学院白洁副教授鉴定分别为麻疯树(Jat—比测定3O℃，4O℃，50℃，6O℃，7O℃，8O℃，rophacurcasL．)种子、山桐子(Idesiapolycarpa90℃的吸光值，确定最佳反应温度．Maxim．)果实、油葵(HelianthusangusL．)种子．2．2．4显色时间取1．0mL标准溶液，在最佳选取当年成熟、自然干燥的种子分别编号为1、2、J一反应温度条件下，按照上述方法，测定5，10，2O，1、J一2、J一3、J一4用于实验．山桐子果实油用索式提取3O，4O，50，60rain时的吸光值，确定最佳显色时法提取，麻疯树种仁油与油葵种子油则采用小型间．榨油机制备．2．2．5标准曲线准确吸取0，0．5，1．0，1．5， 670四川大学学报(自然科学版)第52卷2．0，2．5，3．0，4．0，5．0mL标准溶液于10mL3．2反应温度的影响比色管中，分别加入0．5mL硫氰酸汞，1．0mL温度、时间等因素对络合物的生成均有一定的硫酸铁铵溶液，加水至1OmL，放置30min，以水影响，通常情况下，时间越长，络合物的形成解离做参比测定吸光值，氯化钠浓度为横坐标，OD-达到平衡状态，络合物越稳定，显色越完全，测定OD。(0D。为空白溶液的吸光值)为纵坐标绘制标结果越准确，室温下，2O～60min为最佳显色时准曲线，采取测定空白样品含量的方法确定检出间．由图2可以看出，三种不同的标准溶液在3O～限．6O℃，吸光值随着温度的升高而增加，表明适当2．2．6样品测定将处理好的样品移入比色管的温度可加快络合物的生成，减少反应时间，而中，按照绘制标准曲线的步骤测定吸光值，并计6O℃以后吸光值随温度升高变化不大，因此选择算样品中氯化物的浓度．60℃作为反应温度．2．2．7精密度实验测定6个样品中氯化物的含O．25量，每个样品重复测定五次，分析测定结果，分别+o．5mL0．2O●10mL并计算标准差(SD)与相对标准差(RSD)，考察实-Q．40mLo．15验的精密度．00o1O2．2．8回收率试验选取1、J-2号样品进行回收o05率实验．分别加入0．6mL，1．0mL，2．0mL，3．0O00O2O406O8O1OOmL的标准溶液，按照相同方法测定吸光值，计算温度(℃)其中氯化物含量，并按照如下公式计算回收率：图2不同温度下吸光值测定结果回收率一X100Fig．2Changesofabsorbancewithtimeat30tO90℃2．2．9不同方法的比较为了验证方法的准确性与可靠性，配制浓度为25．0mg／L，40．0g／mL，3．3显色时间的影响50．0mg／L的氯化物标准溶液，分别用本方法与国络合物的生成量及其稳定性与时间相关，显标方法(硝酸银滴定法)进行测定，分析测定结果．色物质随时问增加趋于稳定．为了研究60℃时显色时间对络合物生成的影响，选择了5～6Omin3结果与分析作为研究对象．从表1可知，在60℃条件下，溶液3．1检测波长的确定的吸光值在10min后趋于稳定，综合考虑实验的从36O～750Nm紫外光谱扫描图谱可知，溶时间，选择10min作为显色时间．液在462nm处有最大吸收值，故实验选择4623．4标准曲线与检出限am作为检测波长．选择O～5．0mg／L的氯化物标准溶液，测定其吸光值，绘制标准曲线，如图3．结果表明在0～5．0mg／L范围内线性关系良好，线性回归方程y1一0．045X+0．0013，相关系数R。一0．9998，根据文献[1。]中的方法计算检出限．连续测定11组空白j四凸样品，测定结果为(O．04±0．0294)mg／L，计算得00出检出限为0．2mg／L．3．5样品测定O由图4可知，油葵与山桐子果实油，贵州、云400500600700800波长(rim1南、广西等地麻疯树种仁油中氯化物含量差距不大，而小金河乡麻疯树种仁油中氯化物含量为3．51g／图1360nm～750nm紫外波长扫描图谱mL，与其他几种植物氯化物含量相比差异较为显Fig．1UV—Visscanningfrom360to750rim著．造成这样的原因可能是植物本身差异性、气候、地区等因素，具体原因有待于进一步探索． 第3期刘凤霞，等：分光光度法测定植物油脂中氯化物含量671罩Q0OOOOOOO．0O．10．20．30．40．50．6NaCI(mg／L)Y=O．0453X+0．0009R=O．9998OD。=0．048图4样品氯化物含量测定结果图3标准曲线Fig．4TheresultofchloridecontentinJatrophacur—Fig．3ThestandardcurveCa$oil、Helianthusannusoil、Idesiapolycar—paoil^1Ⅲ3_【ut乏O8642O表2精密度实验结果Tab．2Theresultofprecisiontest3．6精密度实验3．8不同方法的比较分析结果可知，不同样品中氯化物含量的SD对三种不同浓度的标准溶液用国标法与本方在0．13～O．38之间，RSD<5．0，均达到分析要法进行测定，从表4得出，两种方法的RSD在求，方法的重复性与平行性较好．0．42～1．49之间，测定结果准确可靠，表明3．7回收实验本方法适合作为一种测定植物油脂中氯化物含量由表3得，测得的加标回收率为94．93～的方法．1O2．62，符合回收实验要求．表4标准物质测定结果表3回收率实验结果Tab．4TheresultsdeterminedofstandardsubstancesTab．3Recoveryofdeterminationinoilsunfloweroil4讨论本实验利用分光光度法分别测定了3种植物油脂中氯化物含量，并且探索了显色时间、显色温 672四川大学学报(自然科学版)第52卷度对络合物稳定性的影响，选择6O℃，10min作1-71BiswasB，KazakoffSH，JiangQY，eta1．GeneticandGenomicAnalysisoftheTreeLegume为最佳显色条件，从测定结果看，样品中的氯化物含量为3．51～9．35ppm，均超过要求的<0．5PongamiapinnataasaFeedstockforBiofuelsFj]．ThePlantGenome，2013，6(3)：1．ppm，为此，选择合适的方法降低原油中氯化物含[83PengWM，WuQY，TuPG，eta1．Pinguticchar—量可作为进一步研究．acteristicsofmicroalgaeasarenewableenergy该方法可操作性强，重复性好，结果准确可sourcedeterminedbythermogravimetricanalysis靠，对仪器要求较低，是一种可推广的植物油脂[J]．BioresourTechnol，2001，80(1)：1．中氯化物含量检测方法．但生成的硫氰酸铁络合物[9]ASTMInternationa1．Standardspecificationforavia—抗干扰能力较低，稳定性较差，为了降低空白值，tionturbinefuelcontainingsynthesizedhydrocar—确保结果准确，实验中应以多次测定空白值的平bons：U．S．patent，D7566—12[P]．2012．均值作为空白值，并且实验中应尽量使用同一批E1o]AmitS，RaineeshA，SinghNP，eta1．Influenceof氯化物含量低的去离子水配制溶液及清洗玻璃器metalcontaminantsonoxidationstabilityofJatro—phabiodiesel[-J"]．Energy，2009，34：1271．皿，以试剂空白做参比，消除试剂误差，提高实验[11]陈凯，夏祖西，孙婷．航空生物燃料热稳定性研究的稳定性，另外在样品灰化过程中应避免样品损l-J]．石油化工应用，2012，31(4)：1．失，提高实验结果的准确性．E12]四川大学．一种麻疯树生物航空燃料精炼油及其制参考文献：备方法[P]．中国，CN201210434038．2013．1-13]ZhangYL，XiaWS．Anovelmethodforthedeter—[13RainerK，TorstenS，AlexanderS．Microdiesel：ruinationofsodiumchlorideinsaltedfishEJ]．Inter—Escherichiacoliengineeredforfuelproductionl-J]．nationalJournalofFoodScienceandTechnology，Microbiology，2006，152：2529．2008，43：927．E2]HimmelME，DingSY，JohnsonDK，eta1．Bio—1-14]陈衍军．分光光度计测定有机物中氯化物含量I-J]．massRecalcitrance：EngineeringPlantsandEn—山东化工，2013，42：48．zymesforBiofuelsProduction[J]．Science，2007，l-is]RochaDiogoL，RochaFdbioRP．Anenvironmen～315(5813)：804．tallyfriendlyflow—-basedprocedurewithphoto—。in—_E3]蔡菁，陈放，王胜华．生物燃料植物麻疯树适生区ducedoxidationforthespectrophotometricdetermi—预测EJ]．四川大学学报：自然科学版，2012，49nationofchlorideinurineandwaters[J]．Micro—(1)：239．chemicalJournal，2013，108：193．[43邓乾春，黄凤洪，黄庆德．一种高利用价值油料作1-16]黄一帆，陈桂鸾．离子色谱法在测定腊肉和腊肠中物亚麻荠的研究进展[J]．中国油料作物学报，氯化物的方法研究[J]．大众科技，2009，10：106．2009，31(4)：551．E17]魏益华，张金艳，戴廷灿，等．离子色谱法测定地[5]吴全珍．我国毛叶山桐子开发利用回顾和展望I-J]．沟油和食用油中氯离子含量[J]．食品科学，2011，中国油脂，2011，36(6)：54．32(12)：213．[63刘玉环，王应宽，王允圃，等．微藻生物燃油开发[18]田强兵．分析化学中检出限和测定下限的探讨[J]．的下游加工技术现状与发展趋势FJ1．农业机械学化学分析计量，2007，16(3)：72．报：2O14，3．'