色值是白砂糖人眼可直观感受的质量指标，也 是白砂糖质量等级评定的重要指标，一直受到各生 产企业和消费企业的高度关注^{[1, 2]}。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^[3]。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^[4]，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^[5]。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。

供试样品：3 个不同色值段的白砂糖（1 号样品 色值约70 IU、2 号样品色值约100 IU、3 号样品色 值约170 IU）。

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（Rudolph J257，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、 0.45 μm 孔径微孔膜(φ20 cm)。

称取100.0 g 白砂糖于250 mL 烧杯中，加入135 mL 三乙醇胺-盐酸缓冲溶液溶解后，倾入已铺好 0.45 μm 孔径微孔膜的过滤器中，真空下抽滤，收集 滤液不少于50 mL，测定滤液的折光锤度，用3 cm 比色皿盛装滤液，在420 nm 波长下测定吸光度值。 用经过0.45 μm 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：

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420 nm 处及每 隔1 nm 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

Table 1

表1(Table 1)

表1 不同波长下样品色值测定结果析

表1 不同波长下样品色值测定结果

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1 nm，色值变动值平均为1.4、2.5、 4.4 IU。国标规定白砂糖色值平行测定相对允许误差 要求≤4%^[4]，以420 nm 测定值为基准，波长变动1 nm，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2 nm 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 420 nm 处的波长误差必须小于1 nm 方可得到准确 的测定结果。

将4 个3 cm 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。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 比色皿不同放置方向吸光度数值

表2 比色皿不同放置方向吸光度数值

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3～4 IU 之间，若样品色值为100 IU ，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。

将上述3 个不同色值段白砂糖样品的滤液分别 用1 cm、3 cm 比色皿测定色值，测定结果见表3。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 不同厚度比色皿测定白砂糖色值结果

表3 不同厚度比色皿测定白砂糖色值结果

从表3 可以看出用1 cm 比色皿和3 cm 比色皿 测定同一样液，色值结果也有差异，总体来说使用 1 cm 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^[6]，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。

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。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 放置时间对三乙醇胺吸光度值的影响 单位：IU

表4 放置时间对三乙醇胺吸光度值的影响 单位：IU

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8 h 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。

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420 nm 处波长误差必须小于1 nm，也就是需要达到Ⅱ级标 准要求^[7]，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≤±2 nm，仅能达到Ⅲ级 标准要求，若检定时波长值误差达到2 nm 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420 nm 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、参比液等各个细节加以注意，才能保证仪 器测定结果的准确性。定期用已知结果样品验证分 析过程的可控性和结果的准确性，或者进行实验室 间比对试验是及时发现仪器波动和测定结果误差的 较好方法。