甘蔗糖业  2002 Issue(2): 31-33   PDF    
冰糖中含总铁(Fe2+)的分析与质量研讨
叶孟君    
广州华侨糖厂, 广州 510160

冰糖是我国的传统糖产品之一。它的晶体结 构属单斜晶系,完整的冰粒子是十二面体的结 晶。冰糖的品种从颜色上有白冰糖和黄冰糖两 种,依晶形结构则有单晶冰糖和多晶冰糖之分。 无论单晶冰糖或多晶冰糖凡是带有浅黄色或微黄 色,都称为黄冰糖。此外,根据需要对冰糖的原 料进行漂白(脱色)而生产出白色单晶冰糖和白 色多晶冰糖。

1 “灰冰糖”的生成

“灰冰糖”是质量不合格的冰糖,呈灰暗色、 无光泽、透明度差,不溶于水,杂质含量多于白 冰糖约z倍,总铁高于白冰糖约3倍。这是造成 “灰冰糖”呈灰暗色、铁腥味的主要原因。

笔者对“灰冰糖”生成的原因进行了较长时 间分析研究,找出了“灰冰糖”的成因。其生成 原因是多方面的,主要如下:

(1)溶糖的水质差:溶糖使用了储水池底的不 清洁水,含铁量是上层水的140多倍。

(2)设备影响:有铁锈的铁器设备氧化层脱落 混人糖液中,增加了铁含量,因而生成了“灰冰 糖”。为此要重新溶解处理,进行复制,增加了 制糖的成本。此问题希望引起人们的重视。

本文着重对铁含量的分析(过去糖业生产无 铁含量指标,无分析方法)。铁虽是生物体,特 别是人体不可缺少的重要元素之一,但用亚铁氰 化钾定性,测定的是糖中的高铁(Fe203 ),高铁不溶于水,不为人体吸收,还影响了冰糖的外观和风味。

2 铁分析原理

冰糖易溶于水,铁锈(Fe203)难溶于水, 经过滤与糖分离,用水洗到无糖(用a-茶酚检 查),用适量热盐酸溶解滤渣,用水洗至无铁(用 亚铁氰化钾检查),收集滤液及洗液于容量瓶中, 定容、摇匀,取适量样,加还原剂,使高铁变低 铁(Fe3+→Fe2+ ),在pH4-6的介质中与显色剂作 用,生成稳定红色络合物,色深度与铁(Fe2+ ) 呈正相关,于510nm波长下测定吸光度,总铁 ( Fe2+)含量以mg/kg表示。

铁的分析方法有多种,如:①磺基水杨酸法; ②硫氰酸铁法;③邻二氮菲法(以下简称邻法)。 上述各法摩尔吸光度(ε)分别为:1. 5. 8 × 103, 2. 7. 6 × 103, 3. 1. 1 × 104。笔者选用了邻法,因 其ε值大,络合稳定常数大logk=21. 3要求8 以上),反应灵敏度0. 05 μg/ml,本法选择性 很高,Sn2+, Al3+, Ca2+, Mg2+, Zn2+相当于铁(Fe2+ )的40倍不干扰测定,重现性好,显色后稳定一 月余不变质。

反应式:①用盐酸(HCl )溶解铁锈:

3 分析前准备工作
3. 1 需用试剂

(1)标准铁溶液:用硫酸铁(FeNH4 (S04)2·12H20) 配成0.001mol/l (0.5mol/l HCl中)原液,再稀 释成含铁100 μg/ml

(2)邻二氮菲(C12H8N2 ) 0. 15%水溶液

(3)盐酸经胺(NH2OH·HCl)5. 0%水溶液

(4)醋酸钠缓冲液(NaAC) 1mol/l水溶液

3. 2 求摩尔吸光度(ε)

用吸管吸取2. 00ml 0.001mol/l的标准铁 溶液,注人50ml容量中,加人2. 00ml 5. 0%盐 酸经胺,加人2ml 0. 15%邻二氮菲,5. 00ml 1mol/l 醋酸钠溶液,定容、摇匀,约 5min后于721分 光光度计测定吸光度,以试剂作空白,510nm波 长(选波长原则:透光度最小,对应吸光度最大, 灵敏度高,误差小)。测得透光度为36. 5,对应 吸光度0. 438。

摩尔吸光度(ε)由公式E=ε·C·L计算

式中:E-标准铁溶液测得的吸光度(0. 438 )

C-标准铁溶液浓度(0. 001mol/L×2ml/50ml×L)

L-比色杯厚度(1cm )

将各已知值代人公式:0. 438=ε× 0. 001mol/l × 2ml/50ml × 1, ε =1. 095 × 104=1. 1× 104

文献值ε=1. 1×104,本结果与文献值一样。

4 绘制标准工作曲线及计算回归方程

在7只50 ml容量瓶中,用刻度管分别加人 0, 0. 25,0. 50, 0. 7 5,1.00,1.25,1.50ml标 准铁溶液(含铁100 μg/ml ),以下操作同前, 测得吸光度及透光度见表1,以铁的含量作纵坐 标,测得的吸光度为横坐标,划出工作曲线图(图 1),再计算回归方程。

表1 铁(Fe2+)含量与吸光度、透光度

图1 总铁(Fe2+)含量标准工作曲线图
5 分析方法

以灰冰糖为例。称取已粉碎均匀样本 100. 00g。用适量蒸馏水溶解,用耐酸玻璃漏斗 过滤,用水洗到无糖(用α-茶酚检查),洗液弃 之,用20ml 1mol/l已近煮沸的盐酸液,反复通 过玻璃漏斗,使Fe2O3充分溶解至无铁(用亚铁氰化钾检查),用水充分洗滤渣,同时收集溶液 及洗液盛于一个100ml容量瓶中,定容、摇匀, 吸样液5.00ml,放于50ml容量瓶中,以下操作 同前。测得透光度为68. 0,对应吸光度0. 167。 代人回归方程求样本总铁含量(mg/kg )。

y=mx-b (x=0. 167),y=247 .754 × 0.167- 0. 04=41. 335 μgFe2+ (5ml样液Fe2+含量)

上式中,m=回归系数=247.754, b=切距=0. 04

求定容100ml中含Fe2+:

5ml:41.335 μg Fe2+=100ml:a

a=826. 70 μg Fe2+

因称样100g求每千克含铁量:826.70/100g × 1000=8267.0 μg Fe2+

将μ g换算成mg,则为8. 270mg/kg。

其它样详细计算均省略。用回归方程计算比 查工作曲线图准确。

本文分析结果全用此法计算,见表2。

表2 各样总铁(μg Fe2+)含量
6 结论

(1)本试验相当成功,表现在摩尔吸光度(ε) 与文献一样1.1×104。相关因数要求0. 95以上, 它达到0. 9998,正相关。工作曲线第一点延长 基本通过原点,说明系统误差小,仪器工作正常, 操作者理论与实践紧密结合,本法是目前分析铁 的最好方法,请读者放心使用。

(2)充分说明了“灰冰糖”的成因,建议以后 勿再使用池底水煮糖,应定期排去池底水,在池 中部增加一条出水管作溶糖用水。

(3)将原储水池改成白瓷砖池两个,交换使 用,定期清洗。

(4)设备管路特别是煮糖锅改用不锈钢。

(5)“灰冰糖”复溶复制,一定要沉淀,过滤, 不然将造成恶性循环。

(6)以后有必要增加分析溶糖用水及冰糖的总 铁含量。