抑制型離子色譜法檢測蔬菜中的亞硝酸鹽與硝酸鹽

郭 堅 何光源 崔海容 葉明立 朱 巖

(1.華中科技大學生命科學與技術(shù)學院 湖北武漢 430074;2.湖北出入境檢驗檢疫局;3.浙江大學理學院;4.戴安中國有限公司杭州實驗室)

1 前言

蔬菜是日常生活必需的農(nóng)產(chǎn)品,水果也是不可缺少的食品,其食用的安全性日益引起全社會的重視。蔬菜中亞硝酸鹽和硝酸鹽污染是與農(nóng)藥殘留污染、金屬和非金屬離子污染并稱的三大污染之一。由于化肥尤其是化學氮肥的廣泛使用,使得蔬菜、水果中的硝酸鹽殘留量過高,而硝酸鹽在細菌的作用下可還原成亞硝酸鹽,使血液的載氧能力下降,從而導致高鐵血紅蛋白癥;另一方面,亞硝酸鹽可與次級胺 (仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸)結(jié)合,形成亞硝胺,從而誘發(fā)消化系統(tǒng)癌變。因此控制蔬菜中的亞硝酸鹽和硝酸鹽含量,不僅關(guān)系到人民群眾的身體健康,而且對提高我國蔬菜產(chǎn)品在國際上的競爭力具有重要意義。

我國國標 GB 2762-2003修訂了食品中亞硝酸鹽的限量衛(wèi)生標準[1]。GB/T 5009.33-2003規(guī)定了亞硝酸鹽和硝酸鹽含量測定的方法,即試樣經(jīng)沉淀蛋白質(zhì)、去除脂肪后,亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸重氮化,再與鹽酸萘乙二胺偶合反應,光度法測定;硝酸鹽則采用鎘柱還原為亞硝酸鹽后測定[2]。

目前適用于硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的檢測方法主要有比色法[3]、流動注射法[4,5]等;離子色譜 -抑制電導色譜法也被用作蔬菜中亞硝酸鹽和硝酸鹽含量的檢測方法[6,7];袁麗霞[8]等人曾采用離子色譜分離紫外檢測,可以比較有選擇性地檢測出較低濃度的亞硝酸鹽和硝酸鹽,但是需要額外增加一個檢測器。本文采用新的樣品前處理手段徹底去除對色譜柱有害的物質(zhì),并借助美國戴安公司高柱容量的 IonPac AS23離子色譜交換柱,開發(fā)了一種抑制型電導法檢測蔬菜樣品中痕量亞硝酸根和硝酸根的方法,并能有效的用于實際樣品的分析。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

2.1.1 儀器

Dionex ICS-2500離子色譜儀,Chromeleon 6.5中文版色譜工作站,ASRS ULTRA-II型電化學自再生抑制器,ED50A電化學檢測器,高速離心機,超聲波清洗器,高速振蕩器等。

2.1.2 試劑

碳酸鈉、碳酸氫鈉為分析純;硝酸、亞硝酸標準儲備液購自國家環(huán)保總局;所有用水均為電阻率18.3 MΩ.cm-1的去離子水。

2.2 色譜條件

分離柱與保護柱:Dionex IonPac AG23+AS23柱 (4mm×250mm),4.5 mmol/L Na2CO3/0.8 mmol/L NaHCO3緩沖溶液等度淋洗,淋洗液流速為 1.0 mL/min。ASRS II陰離子抑制器,自循環(huán)模式。進樣體積為 25μL。以保留時間定性,峰面積定量。

2.3 樣品前處理

于 50mL容量瓶中準確稱取約 10.00g蔬菜樣品 (精確到 0.001g),60～70℃加熱 10min,加水稀釋至刻度,震蕩提取或超聲提取 20min。取樣品溶液 20 mL過石墨化碳黑柱、0.45μm濾膜、OnGuard IIRP柱。棄去前面 5 mL,收集后面溶液直接進入離子色譜儀分析。石墨化碳黑柱、OnGuard II RP柱可用國產(chǎn)的石墨化碳黑柱、C18柱代替,但使用之前需要進行活化處理。

使用上述步驟前處理后的樣品,色素、葉綠素、有機物分子及顆粒物基本被去除,達到完全澄清,符合離子色譜進樣要求。

3 結(jié)果與討論

3.1 色譜條件的選擇

在離子色譜的分離過程中,淋洗液中的碳酸鈉、碳酸氫鈉濃度對各種離子的保留時間存在明顯影響。同時蔬菜中含有一定量氯離子與有機酸,而氯離子和亞硝酸鹽出峰時間較為接近,為防止高濃度氯離子在測定過程中對低濃度亞硝酸根的干擾,兼顧樣品分析時間和檢測分離度,我們選擇戴安公司的 I onPac AS23色譜柱。該色譜柱采用了高容量的樹脂,其柱容量達到了前所未有的 320μmol[8],如此高的柱容量為單價離子亞硝酸根和硝酸根與其它弱保留組分或中強保留組分的分離提供了先決條件。

經(jīng)過淋洗液的優(yōu)化選擇,我們選定 4.5mmol/L碳酸鈉 +0.8mmol/L碳酸氫鈉作為淋洗液條件。圖1為標準樣品分析色譜圖。

3.2 精密度實驗

取亞硝酸根、硝酸根混合標準溶液,在上述條件下重復進樣 9次,計算亞硝酸根、硝酸根的相對標準偏差 (RSD)。亞硝酸根、硝酸根的保留時間的RSD分別為:0.76%、0.37%,峰面積的 RSD分別為1.59%、1.18%。結(jié)果表明,其精密度較好。

3.3 線性關(guān)系及檢出限

取有機酸系列標準溶液按上述色譜條件進樣,以峰面積對濃度計算線性回歸方程,以 3倍信噪比計算檢出限。結(jié)果表明,其線性較好,見表 1。

表 1 線性關(guān)系及檢出限

3.4 實際樣品檢測結(jié)果及加標回收率實驗

用 2.3樣品前處理方法對市售幾種蔬菜進行測定,經(jīng)過樣品前處理后直接進樣分析,采用標準加入法檢驗了方法的回收率。分析結(jié)果與方法的回收率見表 2,典型色譜圖見圖 2。

表 2 加標回收率結(jié)果

圖 2 芹菜樣品進樣色譜圖

3.5 色譜柱壽命

采用 2.3預前處理方法對蔬菜樣品進行前處理,連續(xù) 300次進樣實際樣品,色譜柱保留時間、峰型均無明顯變化,這證明了該前處理方法對于有害物質(zhì)去除效果明顯,對色譜柱損害較小。

4 結(jié)論

本文提出的方法以抑制型離子色譜電導檢測法同時分離并測定了蔬菜、水果中的亞硝酸與硝酸根,靈敏度高,方法簡便,分離時間短,分析結(jié)果可靠,可廣泛應用于生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量控制及市場商品檢驗。

[1] GB 2762-2003食品中污染物限量[S].

[2] GB/T 5009.33-1996食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定方法[S].

[3] 丘星初.高靈敏度法測定地表水中硝酸鹽和亞硝酸鹽氮[J].環(huán)境科學,1992,13(4):63～64.

[4] Wang G F,Satake M,Horita K.Simultaneous spectrophotometric deter minati on of nitrate and nitrite and nitrite in water and some vegetable samples column preconcentration[J].Microchemical Journal,1998,58(2):162～174.

[5] ZhiQ Z,Han Y Z,Qian GL,et al.Catalytic simultaneous spectrophotometric determination of nitrite and nitrate with a flow injection system[J].Anal Chim Acta,1998.370(1):59～63.

[6] 徐霞,應興華,陳能.離子色譜法同時測定蔬菜中的亞硝酸鹽與硝酸鹽[J].環(huán)境化學,2005,24(6):733～735.

[7] 王群芳,羅文賤.離子色譜法同時測定葉菜中的硝酸和亞硝酸鹽[J].化學分析計量,2002,11(2):7～9.

[8] 袁麗霞,朱巖等.離子色譜法紫外測定海水中亞硝酸鹽、硝酸鹽、溴鹽陰離子[J].現(xiàn)代科學儀器,2000,6:43～44.