毛細(xì)管電泳-非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)定小麥粉、粉絲中甲醛次硫酸氫鈉殘留

郭啟雷，穆同娜，吳燕濤，于曉瑾，宋 杰，周 靖，楊紅梅

毛細(xì)管電泳-非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)定小麥粉、粉絲中甲醛次硫酸氫鈉殘留

郭啟雷，穆同娜，吳燕濤，于曉瑾，宋 杰，周 靖，楊紅梅

（國(guó)家食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)中心，北京 100094）

采用毛細(xì)管電泳-非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，建立小麥粉、粉絲中非食用物質(zhì)甲醛次硫酸氫鈉（吊白塊）殘留的直接測(cè)定方法。本方法無(wú)需將甲醛次硫酸氫鈉轉(zhuǎn)化為甲醛，其測(cè)定結(jié)果不受食品中甲醛本底含量的干擾。本方法采用水超聲提取，甲醛次硫酸氫鈉在1.00～200 μg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈線(xiàn)性關(guān)系（r2=0.999 8），在小麥粉、粉絲中的定量限為10 mg/kg；加標(biāo)量為20～100 mg/kg時(shí)，加標(biāo)回收率為84.0%～94.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%。本方法操作簡(jiǎn)單、快速，準(zhǔn)確可靠，為小麥粉和粉絲中甲醛次硫酸氫鈉的檢測(cè)提供了新的技術(shù)手段。

毛細(xì)管電泳；非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器；甲醛次硫酸氫鈉；直接測(cè)定

甲醛次硫酸氫鈉（NaHSO2CH2O·2H2O）俗稱(chēng)吊白塊或雕白粉，是一種白色塊狀或結(jié)晶性粉粒的有機(jī)化合物，甲醛次硫酸氫鈉在高溫及低酸條件下會(huì)分解為甲醛和二氧化硫等有害物質(zhì)，具有強(qiáng)還原性，主要作為印染工業(yè)中的拔色劑、橡膠合成及制糖工業(yè)中的漂白劑[1]。人若誤食甲醛次硫酸氫鈉則會(huì)產(chǎn)生噴嚏、咳嗽、視物模糊、頭暈、上腹痛、嘔吐、呼吸困難等甲醛急性中毒癥狀，一次性食用10g就會(huì)有生命危險(xiǎn)[2-4]。國(guó)家已明令禁止將甲醛次硫酸氫鈉加入食品中，近年來(lái)一些不法商販在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下將其違法添加在腐竹、粉絲、面粉、竹筍等食品中，以達(dá)到改善感觀(guān)性狀、漂白、防腐的作用，嚴(yán)重?fù)p害了消費(fèi)者的身體健康[5-7]。

目前對(duì)甲醛次硫酸氫鈉的檢測(cè)有間接法[8-11]和直接法[12-13]。間接法是在酸性條件下，將甲醛次硫酸氫鈉轉(zhuǎn)化為甲醛和二氧化硫，再用分光光度或高效液相色譜的方法檢測(cè)甲醛，折算成甲醛次硫酸氫鈉的質(zhì)量。對(duì)于測(cè)定結(jié)果的判定，要同時(shí)考慮樣品中甲醛和二氧化硫的本底值，同時(shí)還要考察二者的比例是否與1∶1的理論值相吻合[14-15]。這種方法不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且甲醛、二氧化硫的測(cè)定受到很多因素的干擾。在現(xiàn)有相關(guān)檢測(cè)方法中，GB/T 21126—2007《麥粉與大米粉及其制品中甲醛次硫酸氫鈉含量的測(cè)定》[16]中規(guī)定甲醛含量不超過(guò)10 μg/g時(shí)，報(bào)告結(jié)果為未檢出。DB35/T 638—2005《腐竹中次硫酸氫鈉甲醛的測(cè)定》[17]中規(guī)定當(dāng)腐竹中甲醛含量≤20 mg/kg，視為未檢出。直接法是采用離子色譜法直接測(cè)定甲醛次硫酸氫根，比如安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)DB34/T 1108—2009《米線(xiàn)中甲醛次硫酸氫鈉（吊白塊）的測(cè)定：離子色譜法》[18]。直接法的優(yōu)勢(shì)在于可以直接測(cè)定目標(biāo)化合物，而不必通過(guò)轉(zhuǎn)化再折算的步驟，同時(shí)檢測(cè)結(jié)果不受樣品本底的干擾。通過(guò)對(duì)該方法的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，該方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品的測(cè)定沒(méi)有問(wèn)題，線(xiàn)性和靈敏度都能滿(mǎn)足要求，但在實(shí)際樣品的加標(biāo)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，空白樣品的提取液加標(biāo)后，其響應(yīng)與純?nèi)軇┡渲频臉?biāo)準(zhǔn)溶液相比降低很多，而且降低的幅度并沒(méi)有一個(gè)穩(wěn)定的趨勢(shì)，在實(shí)際樣品測(cè)定時(shí)，加標(biāo)回收率往往不能滿(mǎn)足檢測(cè)要求。

本實(shí)驗(yàn)采用毛細(xì)管電泳-非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器（capacitively coupled contactless conductivity detection，CE-C4D）探索建立甲醛次硫酸氫鈉的直接測(cè)定方法，利用CE的高效分離和C4D的通用性和高靈敏度實(shí)現(xiàn)了甲醛次硫酸氫鈉的直接檢測(cè)，將該方法應(yīng)用于小麥粉、粉絲樣品，為食品中添加非食用物質(zhì)的非法行為的監(jiān)管提供了技術(shù)手段。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

一水合檸檬酸（分析純） 西隴化工股份有限公司；甲醛次硫酸氫鈉（純度≥98.0%） 美國(guó)Aldrich公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7100毛細(xì)管電泳儀（配有二極管陣列檢測(cè)器（diode array detector，DAD）） 美國(guó)Agilent公司；非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器（ER125 C4D檢測(cè)器、ET120 C4D探頭）澳大利亞eDAQ公司；AB 265-S電子天平（感量0.000 1、0.01 g） 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；未涂層石英毛細(xì)管（75 μm×68.5 cm，C4D有效長(zhǎng)度54 cm，DAD有效長(zhǎng)度60 cm） 美國(guó)MicroSolv公司；Milli-Q純水系統(tǒng) 美國(guó)Millipore公司；HY-5回旋振蕩器國(guó)華電器有限公司；KQ5200超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 色譜條件

CE條件：未涂層石英毛細(xì)管；操作溫度：25 ℃；分離緩沖溶液：10 mmol/L檸檬酸溶液；分離電壓：-15 kV；進(jìn)樣壓力：50 mbar；進(jìn)樣時(shí)間：5 s；檢測(cè)波長(zhǎng)：210 nm。每次開(kāi)機(jī)后用0.1 mol/L的NaOH溶液沖洗5 min，水沖洗5 min，運(yùn)行緩沖液沖洗20 min，2 次進(jìn)樣之間依次用0.1mol/L NaOH、水、運(yùn)行緩沖液沖洗2 min。

C4D條件：Multiplier 1 000 mAU/V、頻率900 MHz、振幅100%、增益1、探頭增益：關(guān)。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的制備

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.1 g（精確至0.000 1g）甲醛次硫酸氫鈉標(biāo)準(zhǔn)品，用水溶解并定容至100 mL棕色容量瓶中，配制成1.00 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。然后用水稀釋成質(zhì)量濃度為1.00、2.00、5.00、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，經(jīng)0.45 μm水相濾膜過(guò)濾后經(jīng)CE-C4D測(cè)定，峰面積對(duì)質(zhì)量濃度作圖。

1.3.3 樣品處理

稱(chēng)取樣品10 g（精確至0.01 g）于250 mL具塞三角燒瓶中（粉絲樣品需預(yù)先粉碎并混合均勻），加入100 mL水，搖勻后超聲提取20 min，靜置后取上清液依次經(jīng)濾紙、0.45 μm水相濾膜，供CE-C4D測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 甲醛次硫酸氫根離子的確定

以10 mmol/L檸檬酸為運(yùn)行緩沖液，-15 kV分離電壓的條件下，串聯(lián)的C4D和DAD分別記錄到一個(gè)色譜峰信號(hào)（圖1），提取DAD記錄該色譜峰的紫外吸收光譜圖（圖2a）。另外，由紫外分光光度計(jì)掃描得到甲醛次硫酸氫鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的紫外吸收光譜圖（圖2b），二者與文獻(xiàn)[19]記載的甲醛次硫酸氫根的紫外吸收光譜圖相同，以此確認(rèn)圖1中的色譜峰為甲醛次硫酸氫根離子的響應(yīng)。

圖 1 甲醛次硫酸氫根的DAD（A）和C4D（B）響應(yīng)Fig.1 Chromatograms of sodium formaldehyde sulfoxylate

圖 2 甲醛次硫酸氫根的紫外吸收?qǐng)DFig.2 Chromatographic peak at 8 min retention time and UV spectrum of sodium formaldehyde sulfoxylate

圖 3 相關(guān)離子的色譜圖Fig.3 Chromatograms of common anions

2.2 甲醛次硫酸氫根離子的穩(wěn)定性研究

文獻(xiàn)[12]中提到甲醛次硫酸氫鈉在溫度大于60 ℃時(shí)開(kāi)始分解，在堿性和中性條件下相對(duì)較穩(wěn)定，在低酸性條件下迅速分解。為研究甲醛次硫酸氫鈉在實(shí)驗(yàn)條件下的穩(wěn)定性，本研究分別以水和10 mmol/L檸檬酸溶液為溶劑，配制了甲醛次硫酸氫鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，在本課題的實(shí)驗(yàn)條件下分別連續(xù)進(jìn)樣8 次，以第一針的色譜峰面積為100%，計(jì)算每一針的相對(duì)峰面積，甲醛次硫酸氫鈉的衰減趨勢(shì)如圖4所示。甲醛次硫酸氫鈉的保留時(shí)間加上兩針之間的平衡時(shí)間6 min，則相鄰兩針的時(shí)間間隔為13 min左右。從圖4可以看出，甲醛次硫酸氫鈉的水溶液在前6 次進(jìn)樣，即1 h左右的時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的，基本沒(méi)有衰減。而在10 mmol/L檸檬酸溶液中，甲醛次硫酸氫根離子有較為明顯的衰減，對(duì)前4 次進(jìn)樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行線(xiàn)性擬合，得到線(xiàn)性方程為A=9.862 4C＋107.91（r2=0.971 7），由第一次進(jìn)樣的峰面積100%與縱坐標(biāo)的截距107.91%相比較，由此估算在一次進(jìn)樣分析的8 min時(shí)間內(nèi)，甲醛次硫酸氫根離子在10 mmol/L檸檬酸溶液中衰減約7.3%。與文獻(xiàn)[20]中的數(shù)據(jù)相比，顯示出相同的趨勢(shì)。

圖 4 甲醛次硫酸氫根的穩(wěn)定性研究Fig.4 Stability of hydroxymethane sulphinate

2.3 提取條件的選擇

圖 5 小麥粉加標(biāo)（a）和空白（b）樣品色譜圖Fig.5 Chromatograms of spiked (a) and blank (b) samples of wheat flour

圖 6 粉絲加標(biāo)（a）和空白（b）樣品色譜圖Fig.6 Chromatograms of spiked (a) and blank (b) samples of bean starch noodles

在離子色譜直接測(cè)定甲醛次硫酸氫鈉的文獻(xiàn)[12-13]中，均采用0.1 mol/L NaOH溶液為提取溶劑，C18固相萃取柱凈化。在本課題研究中，從圖4可以看出，在一個(gè)分析周期內(nèi)，甲醛次硫酸氫鈉在水溶液中是穩(wěn)定；同時(shí)，小麥粉用0.1mol/L NaOH溶液提取，提取液十分混濁，難以過(guò)濾，因此本實(shí)驗(yàn)選用水作為提取溶劑。從圖5、6可以看出，即使沒(méi)有用C18固相萃取柱凈化，仍然得到了良好的分離效果。

2.4 檢出限、線(xiàn)性范圍和回收率

在空白樣品中添加一定量的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按照上述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行處理，用CE-C4D測(cè)定，以信噪比為10計(jì)算本方法的定量限為10 mg/kg。按照1.3.2節(jié)制備系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按質(zhì)量濃度由低到高依次經(jīng)CE-C4D測(cè)定，峰面積對(duì)質(zhì)量濃度作圖，得到甲醛次硫酸氫鈉的線(xiàn)性方程A=1.761 5C-0.309，r2=0.999 8，線(xiàn)性范圍1.00～200 μg/mL。采用經(jīng)測(cè)定不含有甲醛次硫酸氫鈉的小麥粉和粉絲樣品，進(jìn)行添加回收和精密度實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)量為20、50、100 mg/kg，按1.3.3節(jié)方法進(jìn)行處理，用CE-C4D進(jìn)行測(cè)定。平均添加回收率（每個(gè)添加實(shí)驗(yàn)平行測(cè)定5 次）為84.0%～94.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%，結(jié)果見(jiàn)表1。

表 1 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果（n=5）Table 1 Results of recovery tests (n= 5)

3 結(jié) 論

甲醛在自然界中天然存在，在各種食品中都有一定的本底值[21-23]。食品中的甲醛主要來(lái)源于3個(gè)方面[24]，動(dòng)植物生長(zhǎng)過(guò)程中細(xì)胞的生理代謝、加工過(guò)程中食物成分的分解、食品接觸材料的分解遷移。因此傳統(tǒng)的甲醛次硫酸氫鈉間接檢測(cè)方法，將吊白塊轉(zhuǎn)化為甲醛進(jìn)行測(cè)定，無(wú)法區(qū)分食品中的甲醛本底與甲醛次硫酸氫鈉。間接方法在測(cè)出一定含量的甲醛后，通常需要再檢測(cè)二氧化硫的值，結(jié)合甲醛和二氧化硫的比例進(jìn)行判斷。但二氧化硫本身在食品中也有一定的本底，同時(shí)加工食品中有時(shí)會(huì)添加亞硫酸氫鹽作為食品添加劑，因此傳統(tǒng)的間接方法不但操作復(fù)雜，而且影響結(jié)果判定的因素很多且不確定。甲醛次硫酸氫鈉整體測(cè)定的方法有離子色譜法和單掃描極譜法[25]，離子色譜法靈敏度高，但對(duì)于實(shí)際樣品的測(cè)定效果并不理想，單掃描極譜法目前尚不成熟，前處理方法還不能去除基質(zhì)中的干擾物質(zhì)。

本研究建立了小麥粉、粉絲中非食用物質(zhì)甲醛次硫酸氫鈉殘留的直接測(cè)定方法。本方法采用毛細(xì)管電泳分離，電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器直接檢測(cè)甲醛次硫酸氫根離子，無(wú)需將樣品轉(zhuǎn)化為甲醛，其測(cè)定結(jié)果不受食品中甲醛本底含量的干擾，同時(shí)樣品經(jīng)提取后可直接上機(jī)測(cè)定，無(wú)需通過(guò)固相萃取凈化、操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確可靠，為小麥粉和粉絲中甲醛次硫酸氫鈉的檢測(cè)提供了新的技術(shù)手段。

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Determination of Sodium Formaldehyde Sulfoxylate Residues in Wheat Flour and Bean Starch Noodles by Capillary Electrophoresis-Contactless Conductivity Detection

GUO Qilei, MU Tongna, WU Yantao, YU Xiaojin, SONG Jie, ZHOU Jing, YANG Hongmei
(National Food Quality & Safety Supervision and Inspection Center, Beijing 100094, China)

A novel method was developed to determine sodium formaldehyde sulfoxylate residues in wheat flour and starch noodles without degradation. The samples were extracted ultrasonically with water and the extracted analytes were separated by capillary electrophoresis (CE) in combination with capacitively coupled contactless conductivity detection (CE-C4D). Under optimal conditions, the linear range was 1.00–200 μg/mL (r2= 0.999 8), and the limit of detection for both food matrices was 10 mg/kg. Recoveries varying from 84.0% to 94.7% with a relative standard deviation (RSD) smaller than 5% were achieved for the analyte spiked between 20 and 100 mg/kg. The proposed method was simple and rapid. It has beensuccessfully applied for analysis of sodium formaldehyde sulfoxylate in wheat flour and bean starch noodles.

capillary electrophoresis； contactless conductivity detection； sodium formaldehyde sulfoxylate；direct determination

TS207.3

A

1002-6630（2015）08-0216-04

10.7506/spkx1002-6630-201508040

2014-07-05

北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目（Z111100056811006）；質(zhì)檢總局公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)（2012104003-2）

郭啟雷（1979—），男，研究員，博士，研究方向?yàn)槭称钒踩?。E-mail：guo-ql@163.com