食品中亞硝酸鹽快速檢測(cè)方法的研究

汪 菊,付大友,徐晨曦

(四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院,四川自貢 643000)

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食品中亞硝酸鹽快速檢測(cè)方法的研究

汪 菊,付大友,徐晨曦

(四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院,四川自貢 643000)

為探討出一種適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)食品中亞硝酸鹽的方法,本文根據(jù)化學(xué)顯色反應(yīng)研制出一種檢測(cè)試紙,該試紙以中速定性濾紙作為材料,選用1.2%對(duì)氨基苯磺酸溶液與0.6%鹽酸萘乙二胺溶液按體積比1∶1作為顯色劑,在溶液pH為2.0條件下浸泡15min,然后在40°C真空干燥箱下干燥30min。將試紙法與國(guó)標(biāo)法進(jìn)行比較,結(jié)果表明試紙法具有成本低、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便、適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足定性和半定量分析的要求。

食品,亞硝酸鹽,快速檢測(cè),試紙法

亞硝酸鹽是國(guó)家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需要嚴(yán)格控制殘留量的化學(xué)物質(zhì)[1]。亞硝酸鹽也是普遍存在并且毒性較大的環(huán)境污染物,它容易與仲胺、酰胺反應(yīng)生成亞硝酸胺致癌物,過(guò)量的亞硝酸鹽對(duì)人身體健康造成嚴(yán)重危害,因此亞硝酸鹽成為食品分析的重要指標(biāo)[2]。亞硝酸鹽作為食品添加劑的一種,應(yīng)用十分廣泛,尤其是在肉制品中。另外,多種蔬菜、乳制品、飲用水中也含有不同劑量的亞硝酸鹽[3],因而食品安全急切需要一種快速、準(zhǔn)確、方便、經(jīng)濟(jì)的檢測(cè)方法。

食品中亞硝酸鹽的檢測(cè)方法很多,主要包括分光光度法、色譜法(氣相色譜、液相色譜、離子色譜)等。但是儀器昂貴且不利于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。本文根據(jù)化學(xué)顯色反應(yīng)研制出一種檢測(cè)試紙,該試紙以亞硝酸鹽在弱酸條件下與對(duì)氨基苯磺酸重氮化,然后與鹽酸萘乙二胺進(jìn)行偶合,生成紫紅色化合物,且顏色深淺與亞硝酸鹽含量成正比關(guān)系為理論基礎(chǔ)研制出來(lái)[4]。該方法簡(jiǎn)單、快速、攜帶方便、適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

202定量濾紙、102定性濾紙、普通紙、亞鐵氰化鉀 成都市科龍化工試劑廠;乙酸鋅 成都市科龍化工試劑廠;硼砂 成都市科龍化工試劑廠;對(duì)氨基苯磺酸 成都市科龍化工試劑廠;鹽酸萘乙二胺 天津市化學(xué)試劑研究所;鹽酸 重慶川東化工有限公司;亞硝酸鈉 成都市科龍化工試劑廠;酒石酸 成都市科龍化工試劑廠;pH=10氯化銨-氨水緩沖;氯化鉀 成都市科龍化工試劑廠;氯化鈉 成都市科龍化工試劑廠;硫酸鈉 成都市科龍化工試劑廠;碳酸鈉 重慶川東化工(集團(tuán))有限公司化學(xué)試劑廠;碳酸氫鈉 重慶川東化工(集團(tuán))有限公司化學(xué)試劑廠;硫代硫酸鈉 重慶川東化工(集團(tuán))有限公司化學(xué)試劑廠;雙匯玉米香腸、雙匯烤肉餅、吉香居香辣榨菜、火鍋午餐肉罐頭、臘肉 市售。

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1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 紙型選擇 選用202定量濾紙、102定性濾紙和普通紙三種材料制作試紙條,分別將它們剪成2×1cm的紙條,各取4張?jiān)嚰垪l,備用。分別移取5.00mL 1.2%對(duì)氨基苯磺酸溶液、5.00mL 0.6%鹽酸萘乙二胺溶液、2.50mL 50g·L-1酒石酸溶液于100mL燒杯中,然后用氯化銨-氨水緩沖溶液調(diào)節(jié)pH至2.0,將備用試紙條放入燒杯中,并使之分布均勻,浸泡15min,最后在40℃真空干燥箱中干燥30min,將試紙取出密封避光保存。用膠頭滴管吸取50mg·L-1NaNO2溶液滴加在試紙條上,5min后觀察顏色變化,并做空白對(duì)照。

1.2.2 浸泡時(shí)間選擇 分別加入對(duì)氨基苯磺酸溶液、鹽酸萘乙二胺溶液和酒石酸溶液于6個(gè)100mL燒杯中,混合均勻。然后將102定性濾紙條放入此溶液中分別浸泡1,5,7,10,15,20min,取出,在40℃真空干燥箱下干燥30min,冷卻,用膠頭滴管吸取50mg·L-1NaNO2溶液滴加在試紙條上,5min后觀察顏色變化,并做空白對(duì)照。

1.2.3 顯色劑濃度選擇 配制不同濃度的顯色劑(A:對(duì)氨基苯磺酸;B:鹽酸萘乙二胺),分別為:(1)0.4% A+0.2% B;(2)0.6% A+0.3% B;(3)0.8% A+0.4% B;(4)1.2% A+0.6% B;(5)1.6% A+0.8% B。

分別移取不同濃度的顯色劑A 5.00mL和顯色劑B 5.00mL于5個(gè)100mL燒杯中,然后按1.2.1相應(yīng)的步驟進(jìn)行。用膠頭滴管吸取50mg·L-1NaNO2溶液滴加在試紙條上,5min后觀察顏色變化,并做空白對(duì)照。

1.2.4 pH選擇 分別移取5.00mL 1.2%對(duì)氨基苯磺酸溶液,5.00mL 0.6%鹽酸萘乙二胺溶液,2.50mL酒石酸溶液于8個(gè)100mL燒杯中,混勻,用氯化銨-氨水溶液調(diào)節(jié)溶液pH分別為1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0。然后按照1.2.1相應(yīng)步驟進(jìn)行。用膠頭滴管吸取50mg·L-1NaNO2溶液滴加在試紙條上,5min后觀察顏色變化,并做空白對(duì)照。

1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)比色卡制作 配制0,5,10,20,30,40,50mg·L-1一系列亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別滴加一滴標(biāo)準(zhǔn)亞硝酸鈉溶液于制作好的試紙條上,5min后卡片呈現(xiàn)深淺不同的顏色。干燥,塑封即為標(biāo)準(zhǔn)比色卡。

1.2.6 樣品測(cè)定 將樣品粉碎,稱取10.00g粉碎試樣于50mL燒杯中,加入12.50mL硼酸鈉飽和溶液,攪拌均勻,用70℃左右的水將樣品洗入250mL錐形瓶中,水浴加熱15min,取出冷卻至室溫,轉(zhuǎn)入500mL容量瓶中,然后一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊加入5.00mL亞鐵氰化鉀溶液,搖勻,加入5.00mL乙酸鋅溶液,定容。靜止30min,過(guò)濾,棄去初濾液25mL,濾液備用。然后用膠頭滴管吸取少許樣品處理液滴加在試紙條上,5min后觀察試紙條顏色。然后將此試紙條與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較,讀出亞硝酸鈉含量。

1.2.7 檢測(cè)限 配制0,0.5,1,2,3,4,5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100mg·L-1一系列亞硝酸鈉溶液。然后分別用膠頭滴管將亞硝酸鈉溶液滴加在試紙條上,觀察顯色情況。

2 結(jié)果與討論

2.1 紙型選擇

由表1可知,102定性濾紙是最佳材料,不僅顯色快、顯色效果明顯,而且韌性好、不容易破壞;202定量濾紙也可以作為試紙制作材料,但是韌性比102定性濾紙要差一些;普通紙完全不能作為試紙材料,韌性差,很容易破壞,并且顯色效果極差。

表1 紙型選擇Table1 The option of paper

2.2 浸泡時(shí)間選擇

由表2可知,浸泡試紙的時(shí)間過(guò)于短暫,試紙不僅顯色速率較慢而且顏色不明顯,這樣給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)不必要的誤差及延長(zhǎng)操作時(shí)間。表2中還表明浸泡10～20min的試紙條,顯色效果快而明顯。因此本實(shí)驗(yàn)選擇試紙浸泡時(shí)間為15min。

表2 浸泡時(shí)間選擇Table2 The option of soaking time

2.3 顯色劑濃度選擇

表3 顯色劑濃度選擇Table3 The optimal amount of chromogenic agent

表4 pH選擇Table4 The option of pH

表7 檢測(cè)限Table7 Limit of detection

表8 干擾離子Table8 Interfering ions

由表3可知,當(dāng)顯色劑濃度為0.4% A+0.2% B時(shí),試紙顯色慢、色澤不清晰及顏色較淺,顯色效果很差;當(dāng)顯色劑濃度達(dá)到0.6% A+0.3% B時(shí),雖然所制試紙顯色快、色澤好,但顏色還是較淺;當(dāng)顯色劑濃度為1.2% A+0.6% B和1.6% A+0.8% B時(shí),試紙條顯色效果達(dá)到最佳,但常溫下1.6% A很難溶解,因此本次實(shí)驗(yàn)顯色劑濃度選擇為1.2% A+0.6% B。

2.4 pH選擇

由表4可知,試紙?jiān)谥行?、堿性條件下浸泡,顏色較淺;在酸性條件下浸泡的試紙顯色效果明顯,這是由于亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化需要在酸性條件下進(jìn)行。從表4還可以知道浸泡溶液的pH在2.0～3.0范圍內(nèi),試紙條顯色效果最明顯,因而本實(shí)驗(yàn)選擇最佳pH為2.0。

2.5 樣品測(cè)定

試紙卡分別對(duì)榨菜、玉米香腸、烤肉餅、午餐肉罐頭、臘肉中亞硝酸鹽含量進(jìn)行測(cè)定并與國(guó)標(biāo)法測(cè)定含量進(jìn)行比較,結(jié)果見(jiàn)表5和表6。由表6可知,采用國(guó)標(biāo)法測(cè)定5種食品中亞硝酸鹽含量的結(jié)果均在試紙法測(cè)定結(jié)果范圍內(nèi)。因此,在對(duì)測(cè)定結(jié)果要求不嚴(yán)格的情況下,采用試紙法可以進(jìn)行食品中亞硝酸鹽含量的快速半定量檢測(cè)。并且表中結(jié)果還表明本文所測(cè)食品中亞硝酸鹽含量均未超出國(guó)標(biāo)限量。

表5 樣品測(cè)定結(jié)果Table5 The determination results of sample

表6 國(guó)標(biāo)法與試紙法對(duì)比Table6 Comparing the national standard method and test method

2.6 檢測(cè)限

由表7可知,當(dāng)亞硝酸鈉溶液濃度低于1mg·L-1時(shí),試紙為無(wú)色;當(dāng)亞硝酸鈉濃度為1～5mg·L-1時(shí),試紙顯色較淺,顏色不易區(qū)分;當(dāng)亞硝酸鈉濃度為5～70mg·L-1時(shí),試紙顯色效果較好,隨亞硝酸鹽濃度的增加,顏色逐漸加深;當(dāng)亞硝酸鈉濃度大于80mg·L-1時(shí),試紙顏色基本保持不變。試紙條檢測(cè)范圍為1～80mg·L-1。

2.7 干擾離子影響

2.8 試紙保質(zhì)期

將保存不同時(shí)間的試紙條用50mg·L-1的亞硝酸鈉溶液進(jìn)行檢測(cè)。由表9可知,在30d內(nèi)試紙測(cè)量結(jié)果顯色情況基本一致,則一個(gè)月內(nèi)可保持試紙測(cè)量的準(zhǔn)確性。

表9 試紙保質(zhì)期Table9 The shelf life of test paper

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以化學(xué)顯色反應(yīng)為原理制作檢測(cè)試紙,試紙?jiān)诳諝庵?h過(guò)后開始變色,因此試紙應(yīng)密封保存。試紙的干燥方式也會(huì)影響試紙制作,采用溫度大于45℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行干燥,試紙會(huì)出現(xiàn)粉底色。采用真空干燥箱干燥可排除試紙的底色干擾。試紙法具有成本低、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便、檢測(cè)快速等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足半定量和定性分析的要求。

[1]周令國(guó),祝義偉,肖琳,等.傅里葉近紅外光譜法快速測(cè)定臘肉中亞硝酸鹽[J].食品研究與開發(fā),2013,34(17):89-91.

[2]孔繼川,繆娟,陽(yáng)虹,等.分光光度法測(cè)定食品中痕量亞硝酸根[J].光譜實(shí)驗(yàn)室,2009,26(3):541-543.

[3]張潔,陳曉敏,徐桂花,等.亞硝酸鹽快速檢測(cè)試紙的研制[J].食品科技,2010,35(8):344-346.

[4]張愛(ài)武,范勛濤.食品中亞硝酸鹽半定量快速檢測(cè)試紙的研制[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào),2008,20(1):71-73.

Study on the rapid determination method of nitrite in food

WANG Ju,FU Da-you,XU Chen-xi

(Study of Chemical Engineering,Sichuan University of Science and Engineering,Zigong 643000,China)

A test paper was developed in order to explore a method for rapid detection of nitrite in food based on the chemical chromogenic reaction in this test. The test paper used medium speed quantitative filter paper as material and 1.2% sulfanilic acid solution mixed with 0.6% hydrochloric acid naphthalene ethylenediamine solution by volume ratio 1∶1 as a chromogenic agent. The test paper should be immersed in the agent by pH2.0 for 15min and dried in 40°C by vacuum oven for 30min. Compared with national standard method,the results showed that the test paper method has a lower cost and more simple to operate and easier to carry. Also it’s suiTablefor field testing and could meet the requirements of qualitative and semi-quantitative analysis.

food;nitrite;rapid detection;test paper

2014-06-30

汪菊(1989-),女,在讀碩士研究生,研究方向:工業(yè)分析。

四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目(13ZA0123);四川省教育廳(12ZB078);四川理工學(xué)院創(chuàng)新基金(y2013028)。

TS207.3

A

:1002-0306(2015)09-0278-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.09.052