各种仪器原理及应用

紫外可见分光光度计的原理与应用

1.原理

物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量，相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构，其吸收光能量的情况也就不会相同，因此，每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线，可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量，这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。

紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔

(Lambert-Beer)定律。即物质在一定浓度的吸光度与它的吸收介质的厚度呈正比

2 应用

2.1 检定物质

根据吸收光谱图上的一些特征吸收，特别是最大吸收波长虽ax 和摩尔吸收系数是检定物质的常用物理参数。这在药物分析上就有着很广泛的应用。在国内外的药典中，已将众多的药物紫外吸收光谱的最大吸收波长和吸收系数载入其中，为药物分析提供了很好的手段。

2.2 与标准物及标准图谱对照

将分析样品和标准样品以相同浓度配制在同一溶剂中，在同一条

件下分别测定紫外可见吸收光谱。若两者是同一物质，则两者的光谱图应完全一致。如果没有标样，也可以和现成的标准谱图对照进行比较。这种方法要求仪器准确，精密度高，且测定条件要相同。

2.3 比较最大吸收波长吸收系数的一致性

2.4 纯度检验

2.5 推测化合物的分子结构

2.6 氢键强度的测定

实验证明，不同的极性溶剂产生氢键的强度也不同，这可以利用紫外光谱来判断化合物在不同溶剂中氢键强度，以确定选择哪一种溶剂。

2.7 络合物组成及稳定常数的测定

2.8 反应动力学研究

2.9 在有机分析中的应用

有机分析是一门研究有机化合物的分离、鉴别及组成结构测定的科学，它是在有机化学和分析化学的基础上发展起来的综合性学科。

原子吸收分光光度计工作原理

原子吸收分光光度计又称为原子吸收光谱仪，是利用光源发出被测的特征光谱辐射，被经过原子化器后的样品蒸气中的待测元素基态原子所吸收，通过测定特征辐射被吸收的大小，来求出被测元素的含量。原子吸收光谱仪主要由光源、原子化系统、光学系统、电学系统等四个基本部分组成，其工作原理：光源发出特征光谱辐射，经过原子化器室后，由分光系统得到单色光经过光电倍增管后到达检测器，终端电脑从检测器得到信号，进一步转化为数据进行处理，因为原子化器没有进样时，光通过原子化器时没有被吸收，透光率为100%，而当原子化器进样时，光通过原子化器时有一部分被吸收，透光率减小。根据朗伯-比尔定律，吸光度与样品浓度成正比，因此参照标准，根据吸光度可得出样品的浓度。

NDJ-1旋转式粘度计的工作原理及操作使用方法

技术参数：测定范围：10 ～1×105 mPa.s

转子规格：0、1、2、3、4、号五种转子（0号转子是选件，可测低粘度至0.1 mPa.s）

仪器转速：6转/分、12转/分、30转/分、60转/分

测量误差：±5％（牛顿液体）

电源：220V ±10V；50Hz

净重：1.5 Kg

外形尺寸：400×370×150NDJ-1

旋转式粘度计工作原理：仪器由同步电机以稳定的速度旋转, 连接刻度圆盘,再通过游丝和转轴带动转子旋转,如果转子未受到液体的

阻力,则游丝、指针与刻度盘同速旋转,指针在刻度盘上指出的读数为”0”.反之,如果转子受到液体的粘滞阻力,则游丝产生扭矩,与粘滞阻力抗衡最后达到平衡,这时与游丝连接的指针在刻度盘上指示一定的读数（即游丝的扭转角）.将读数乘上特定的系数即得到液体的粘度. 本仪器转速由齿轮系统及离合器通过调速旋钮进行变速, 附有1-4号四种转子,可根据被测液体的高低随同转速配合选用;其装有指针固定控制机构,为精确读数用,当转速较快时（30转/分、60转/分）无法在旋转时进行读数,这时可轻轻按下指针控制杆,使指针固定下来,便于读数;还配有固定支架及升降机构,一般在实验室中进行小量和定温测定时应固定.把仪器固定于支架上以保证测量精确度;斜齿轮及阻尼升降机构,确保仪器升降平稳;引伸索便于在被测液体之容器较大而液面又较低时,及被测液体温度过高情况下使用。

色素提取方法

提取色素有二种方法，一是直接提取，用水煮出汁，滤去杂质，浓缩即可，一是要借助某些助剂或多次提取。

如用红蓝花制作胭脂，在《齐民要术》里记载：“杀花法：摘取即碓捣使熟，以水淘，布袋绞去黄汁，更捣，以粟饭浆清而醋者淘之，又以布袋绞汁即收取染红勿弃也。绞讫著瓮中，以布盖上，鸡鸣更捣以栗令均，于席上摊而曝干，胜作饼，作饼者，不得干，令花浥郁也。”

同书又记“作燕支法”：“预烧落藜、藜、藿及蒿作灰[无者即草灰亦得]，以汤淋取清汁，揉花[十许遍，势尽乃生]，布袋绞取纯汁著瓮器中，取醋石榴两三个(引者按：《天工开物》中用乌梅水)，擘取子，捣破少著粟饭浆水极酸者和之，布绞取沈，以和花汁[若无醋石榴者，以好醋和饭浆亦得，若复无醋者，清饭浆极酸者亦得，空用之]，下白米粉大如酸枣[粉多则白]，……痛搅，盖冒至夜，泻去上清汁至淳处止，倾著白练角袋子中悬之，明日干浥浥时，捻作小瓣如半麻子，阴干之则成矣。”

对于某些难溶性植物色素的提取还需用乙醇代替水作溶剂, 将植物粉碎后，放入密闭容器中，倒入95%的乙醇，浸渍24小时后，将溶液倒出，再用同样的乙醇浸渍6小时，重复两次。最后将所有的溶液混合后，进行过滤，即可作为染液。

蔬菜中色素的提取

食品的色泽是食品的重要感官指标，食品工业中广泛使用着人工合成的色素来增加色泽，但研究表明，一般合成的色素都有不同程度的毒性，有的甚至有致癌性。因此开发天然无害的食用色素对保证人类健康有重要意义。蔬菜种类繁多，色彩纷呈，是色素的巨大资源库，从蔬菜中提取的天然食用色素，不仅具有较高的安全性，有的还具有一定的营养价值和保健作用。且天然色素价格昂贵，市场前景广阔，

能够促使蔬菜增值，是蔬菜深加工的一个发展方向。本文将介绍几种蔬菜中的色素及其提取方法。

一、从番茄中提取番茄红素

1.番茄红素的性质及功用番茄红素（Lycopene）是油溶性色素，对光线、氧和热都比较敏感，为类胡萝卜素的一种，也是一种强抗氧化剂，抗氧化能力是维生素E的100多倍，远远超过其他诸如。胡萝卜素、β胡萝卜素的生物活性，能够有效清除体内的自由基，预防和修复细胞损伤，抑制DNA的氧化从而预防癌症的发生。目前，番茄红素作为色素少量用于番茄酱和番茄汁制品中，多用于保健食品和制药行业。

2.茄红素的提取番茄红素的提取一般分为有机溶剂提取和二氧化

碳超临界萃取两种方法，二氧化碳超临界萃取在大规模生产上有难度，目前主要采取有机溶剂提取，首先将番茄加工成番茄酱或番茄粉，用乙酸乙酯、乙醇或正己烷等溶剂进行提取，后经过滤浓缩得到番茄红素粗产品----含量6%以下的含油树脂，进一步冷冻结晶可以得到纯度较高的产品。

二、从辣椒中提取辣椒红素

1.辣椒红素的性质辣椒红素（Capsanthin）又名椒红素、辣椒红，纯的辣椒红素为深胭脂红色针状晶体。用于食品添加剂等方面的辣椒红素为暗红色油膏状，有辣味。其主要成分为辣椒红素、类胡萝卜素、

辣椒碱和植物油等，不溶于水，易溶于植物油和乙醇，在pH值为3--12时，色调不变化，耐光性和耐热性较好，耐酸碱，耐氧化，可用于罐头、糕点上彩装，也可用于油脂食品、调味品、果汁和冰激淋中。

2.辣椒红素的提取常见的提取辣椒红素的方法大致可分为3种油

溶法、溶剂法和超临界流体萃取法。目前生产上主要采用溶剂法，用有机溶剂（二氯甲烷、三氯乙烯、丙酮、2-丙醇、甲醇、正己烷、乙醇）萃取辣椒属的果实，然后除去有机溶剂的油溶性制品，使用乳糖、阿拉伯胶等赋型剂及蔗糖脂肪酸酯可以制得水分散制品。

三、从紫苏中提取紫苏色素

1.紫苏色素的性质紫苏叶中含有的大量的花色素苷称为紫苏色素（perilla colour）,每100g干燥的紫苏叶中含有1.9g花色素苷，由紫苏素和紫苏宁组成，纯净的紫苏色素为紫色粉末，是水溶性色素，酸性时为红色，中性时呈紫色，碱性时呈绿色，由于此特性，该色素常被用作酸碱指示剂。紫苏色素作为食用红色素用于咸梅干、腌菜、粉末果汁中，除了呈色之外，它还具有一定的防腐作用。

2.紫苏色素的提取紫苏叶经夏季自然干燥后，再于90℃条件下干燥1h,磨成粉末。用稀盐酸-乙醇提取其色素，经过滤、减压浓缩，蒸馏出乙醇、添加赋型剂、杀菌、喷雾干燥、筛分、调整色调而成。四、从红甜菜中提取甜菜红色素1.甜菜红色素的性质甜菜红色素（beet root red）是由红甜菜（俗称紫菜头）制取的一种天然红色素，主要成

分是甜菜红苷（Betanin）,易溶于水和牛奶，在酸性和中性的条件下；呈稳定的紫红色，在碱性的条件下变成黄色，不易被氧化。在食品工业领域多用于果味水、果汁、糖果、糕点、罐头、酸奶等产品中。

3.甜菜红色素的提取用水萃取红甜菜根，在萃取前用2%亚硫酸氢钠溶液在95--98℃热烫10--15min灭酶，提取液经浓缩成深红色浆料，进一步干燥为红色粉末，制造过程中采用过滤、絮凝等方法除去蛋白质和糖类，在最终产品中添加一定的柠檬酸或者维生素C作为pH调节剂和稳定剂。

五、从红球甘蓝中提取卷心菜红色素

1.卷心菜红色素的性质卷心菜红色素（red cabbage pigment）又称红球甘蓝色素，主要成分由多种花色素苷复合构成，也含有少量的黄酮和单宁，溶于水，不溶于油脂，在酸性条件下呈紫红色，中性条件下呈紫至青紫色，碱性条件下呈暗绿色。耐热、耐光性良好，酸性的乳酸饮料中表现为稳定的红色，用于豆沙馅中使其呈良好的暗紫红色。

2.卷心菜红色素的提取将卷心菜打浆，然后用水反复抽提，经过滤、离心等精制过程去除纤维素、蛋白质等杂质，经过浓缩、杀菌得到色素水溶液，进一步经过喷雾干燥成粉末。此外，从甘薯中可提取红色素和紫色素，菠菜、甘蓝中可提取叶绿素，紫色菜薹、茄子皮可以提取紫色色素，姜黄中可以提取姜黄素，胭脂萝卜中可以提取胭脂红色

素，苋菜中也可以提取苋菜红色素等等。大量的研究与实践证实，从蔬菜中可以提取多种天然食用色素，随着人们生活水平的提高和安全意识的增强，蔬菜色素将会有更广阔的市场空间。