乳制品中氰化物的快速檢測

郭文輝，袁彩霞，洪霞，何海寧，錢瀅文，張彥軍，柴宗龍，王杰斌，王玉

(1.平?jīng)鍪惺称焚|(zhì)量檢驗(yàn)檢測中心，甘肅平?jīng)?44000，2.甘肅省商業(yè)科技研究所有限公司，蘭州730010）

0 引 言

乳制品作為一種與人們生活密切相關(guān)的食品，其發(fā)展也受到了我國政府和社會的極大關(guān)注和高度重視[1-3]。乳制品安全是我國近年來食品安全的焦點(diǎn)之一，檢測新技術(shù)運(yùn)用滯后，部分標(biāo)準(zhǔn)缺乏，導(dǎo)致乳制品不安全事件屢禁不絕[4-5]。因此，為確保人類身體健康和食品安全，建立快速、有效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的乳制品化學(xué)性污染的檢測顯得非常有意義[6-7]。

劉震[8]以離子對試劑緩沖液為流動相，選擇240 nm波長檢測鮮乳制品中的三聚氰胺，能夠準(zhǔn)確快速地得到檢測結(jié)果，同時(shí)加標(biāo)回收率和靈敏度良好；吳劍平等[9]運(yùn)用高效液相色譜法檢測牛奶中硫氰酸鈉的質(zhì)量濃度，檢測限可達(dá)到0.2 mg/kg；但是目前為止，尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)乳制品中氰化物含量檢測文獻(xiàn)報(bào)道。

研究表明，氰化物是一類有氰基（CN-）的劇毒化合物，氰根離子(CN-)進(jìn)入人體后，主要作用于血液[10-11]，能抑制組織細(xì)胞中40多種酶的活性引起整個(gè)細(xì)胞色素體系的氧化還原障礙[12-13]，導(dǎo)致機(jī)體的氧化還原作用停止，造成細(xì)胞窒息，組織缺氧[14]。相關(guān)文獻(xiàn)顯示，食品中氰化物的檢測方法主要有分光光度法[15]、氣相色譜法[16]，離子色譜法[17]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀[18]、液相色譜法等[19]。本研究嘗試采用頂空氣相色譜法測定

乳制品中氰化物的含量，將氰化物利用氯胺T衍生劑在磷酸提供的介質(zhì)中衍生為氯化氰后，直接進(jìn)頂空氣相色譜法ECD檢測器檢測，操作簡單，數(shù)據(jù)可靠，干擾小，檢測的靈敏度高，分析速度快，實(shí)用性強(qiáng)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器

電子天平（XS 225A-SCS），渦旋振蕩儀（GENIUS3），移液管，吸耳球，臺式高速離心機(jī)（CF16RXⅡ），超聲波清洗機(jī)（SB-100B），氣相色譜儀（Agilent 7890B）。

1.2 試劑

水中氰成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（北京北方偉業(yè)計(jì)量技術(shù)研究院，99.8%），磷酸（國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，99.8%），氯胺T（中國計(jì)量科學(xué)研究院，99.3%），丙酮（色譜純，99.6%，西安市永紅化工原料有限公司），正己烷（色譜純，99.6%，西安市永紅化工原料有限公司），乳制品樣品（來自甘肅省各地州縣超市），二次蒸餾水。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

氰離子標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液的配制：將購買的水中氰成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制成10 mg/L儲備液并于冰箱保存，使用時(shí)將其儲備液用水稀釋成質(zhì)量濃度為0、0.001、0.002、0.010、0.050、0.100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液。準(zhǔn)確移取10 mL標(biāo)準(zhǔn)工作溶液于頂空瓶中，加入0.2 mL（1+5）磷酸溶液，渦流混合，然后加入0.3 mL濃度為10 g/L的氯胺T溶液，立即加蓋密封，渦流混合，取其配制好的溶液于頂空氣相色譜儀進(jìn)行測定，不同濃度的樣本均重復(fù)進(jìn)樣3次，取測定出的峰面積的均值，依據(jù)氰化物含量和其對應(yīng)的峰面積均值即可繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。

1.3.2 樣品處理

準(zhǔn)確移取1.00 mL 20種不同品牌的乳制品試樣于頂空瓶中，同時(shí)加入9.00 mL超純水，再加入0.2 mL（1+5）磷酸溶液，渦流混合，最后加入0.2 mL 10 g/L的氯胺T溶液，立即加蓋密封，渦流混合，待測。

1.3.3 氣相色譜條件

色譜柱：DB-FFAP（30 m×250μm×0.25μm）；進(jìn)樣口溫度：200℃；檢測器溫度：300℃；升溫程序：40℃（5 min）→50℃/min→200℃（2 min）；載氣：2.0 mL/min，純度不低于99.999%；分流比：80∶1。

1.3.4 頂空條件

平衡時(shí)間：50 min；加熱箱溫度：55℃；定量環(huán)溫度：65℃；傳輸線溫度：100℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理的條件選擇

本方法采用的檢測技術(shù)是頂空氣相色譜法，溶液的渾濁和顏色都不會對檢測結(jié)果造成影響，所以乳制品樣品不需要處理直接取樣進(jìn)行測定。

2.2 衍生劑用量的選擇

由于氰離子不能直接被頂空氣相色譜儀檢測，因此，需要經(jīng)過加入衍生劑處理將其轉(zhuǎn)化為具有揮發(fā)性和穩(wěn)定性的衍生物，從而實(shí)現(xiàn)氣相色譜分析。具體實(shí)驗(yàn)過程如下：利用衍生劑氯胺T通過衍生法反應(yīng)生成氯化氰衍生物，由于氯化氰具有沸點(diǎn)低、易揮發(fā)，可以滿足頂空氣相色譜進(jìn)樣檢測。采用頂空氣相色譜技術(shù)不僅大大降低了對樣品的前處理操作過程，并且減少了樣品本身可能對分析的干擾或污染，同時(shí)頂空氣相色譜分析技術(shù)對操作人員和環(huán)境危害小、方法重現(xiàn)性好、能實(shí)現(xiàn)自動化。

利用高鈣核桃奶植物蛋白飲料陰性樣品作為分析物，準(zhǔn)確移取該乳制品7份20 mL于頂空瓶中編號為1，2，3，4，5，6，7，編號為1試樣作為空白，其他試樣分別加入20μL濃度為0.01 mg/L氰離子標(biāo)準(zhǔn)儲備液，再依次添加50、100、200、300、350、400、500μL濃度為10 g/L的氯胺T衍生劑溶液，從圖1可以觀察氯胺T的用量對色譜響應(yīng)值的影響情況。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出當(dāng)氯胺T用量達(dá)到300μL后峰面積達(dá)到最大，即可獲得滿意的結(jié)果。

圖1 衍生劑用量的選擇

2.3 頂空平衡溫度選擇

平衡溫度對樣品氣化過程起著至關(guān)重要的作用，利用高鈣核桃奶植物蛋白飲料陰性樣品作為分析物，本實(shí)驗(yàn)頂空氣相色譜選擇平衡溫度為20℃、30℃、40℃、50℃、55℃、60℃、65℃共7個(gè)溫度進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果從圖2中發(fā)現(xiàn)，響應(yīng)值隨著溫度的升高而升高，當(dāng)溫度達(dá)到50℃后變化不大，由于溫度過高會導(dǎo)致進(jìn)樣的雜質(zhì)增大，因此，最終選擇55℃為頂空氣相色譜平衡溫度。

圖2 頂空平衡溫度

2.4 頂空平衡時(shí)間的選擇

平衡時(shí)間是影響衍生效果的主要因素之一，利用高鈣核桃奶植物蛋白飲料陰性樣品作為分析物，在該試樣中加入20μL濃度為0.01 mg/L的氰化物標(biāo)準(zhǔn)溶液后，平衡時(shí)間選擇20、30、35、40、50、55、60、65 min分別進(jìn)行考察，試驗(yàn)結(jié)果見圖3，從圖3中可以看出當(dāng)頂空平衡時(shí)間為50 min后即達(dá)到穩(wěn)定，故頂空氣相色譜最終平衡時(shí)間選擇為50 min。

圖3 頂空平衡時(shí)間

2.5 衍生pH值的選擇

根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)顯示，溶液的酸堿性對該衍生效果也有很的大影響，因此可以在頂空瓶中通過加入濃磷酸達(dá)到調(diào)節(jié)p H值的目的。結(jié)果見圖4，通過觀察對色譜響應(yīng)值的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，峰面積值隨著p H值得增大而增大，當(dāng)溶液pH值在3.5～4.5范圍內(nèi)時(shí)峰面積沒有明顯差別，所以本方法選用pH=4作為衍生條件。

圖4 衍生pH值的選擇

2.6 實(shí)際樣品的分析

對20種不同品牌乳制品樣品中的氰化物含量進(jìn)行測定分析。分別吸取10 mL20種不同品牌乳制品于頂空進(jìn)樣瓶中，加入0.2 mL磷酸（1+5），渦旋1 min后再加入0.3 mL現(xiàn)配的濃度為10 g/L氯胺T溶液，通過頂空氣相色譜儀進(jìn)行分析測定，測定結(jié)果見表1。

表1 20種不同品牌乳制品中氰化物含量的測定

2.7 線性范圍的考察

本方法通過添加回收試驗(yàn)確定其線性范圍，分別配制氰離子濃度為0、0.001、0.002、0.005、0.01、0.05、0.1 mg/L系列標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行氣相色譜測定，以峰面積（Y軸）對氰化物的衍生物的濃度（X軸）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得出氰化物在0.001 mg/L～0.1 mg/L范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，線性方程為：y=19374.7273x+17.601561，相關(guān)性系數(shù)為0.99914，檢出限0.00056 mg/L。在上述條件下，氰離子衍生物的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖見圖5。

圖5 氰離子衍生物的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

2.8 方法的回收率和精密度試驗(yàn)

選用高鈣核桃奶植物蛋白飲料陰性樣品作為基質(zhì)，分別加入濃度為0.01 mg/L氰離子標(biāo)準(zhǔn)儲備液30μL和50μL進(jìn)行2個(gè)濃度水平添加回收試驗(yàn)，每個(gè)添加濃度水平做3個(gè)平行樣品。方法的回收率和精密度（用相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）表示）數(shù)據(jù)見表2。

表2 回收率和精密度

3 結(jié) 論

本研究嘗試采用頂空氣相色譜法檢測乳制品中氰化物含量，直接移取乳制品樣品加入氯胺T衍生劑后在磷酸提供的酸性條件下進(jìn)行衍生化處理，該方法操作簡便、快捷，大大縮短了檢測周期，同時(shí)對人體和環(huán)境沒有什么傷害，是一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、快速的檢測手段，試驗(yàn)線性關(guān)系良好，準(zhǔn)確度和精密度較高，抗干擾小。為乳制品的質(zhì)量保證提供了強(qiáng)有力的支持，尤其是面對大批量樣品的檢測，更能體現(xiàn)出方法的優(yōu)越性。