离子色谱的改进及食物中亚硝酸盐的检测
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2010年6月journalofqingdaouniversityofscienceandtechnology (naturalscienceedition ) Jun.2010文章编号： 1672-6987652010(03-0259-03 )离子色谱的改进及食物中亚硝酸盐的检测周贵忠、赵小青。 孙静、李佳
(青岛科技大学环境与安全工程学院，山东青岛266042 )。摘要：对离子色谱法测定食品中亚硝酸盐电导的方法进行了改进，优化了蔬菜、肉制品对牛奶中亚硝酸盐检测的预处理方法和详细的检测分析。 其中，检出限0.01(g(，线性范围o(5mg ) l )，相关系数O.999，结垢回收率105%。 经实验证明离子色谱检测、改进后的预处理方法检测亚硝酸盐精密度高，检出限低，快速稳定确实，为食物中亚硝酸检测提供了快速简单的方法。关键词：离子色谱法； 食物； 亚硝酸盐； 预处理中图分类号： O 657.32文献标识代码： a
analyzingnitriteinfoodwithimprovedionchromatography周贵中，赵小青，孙景一，李家
(collegeofenvironmentandsafetyengineering，qingdaouniversityofscienceandtechnology，Qingdao 266042，China )abstract:nitriteiondetectionbyionchromatography (IC )，one of effective examinationandanalysismethodsofnitrousacidsaltinfoodswasmainlyresearchedinthispaper。The pretreatment of foods，including vegetables，ham and milk were also optimized andstudied.As the results showed，the limit of nitrous was 0.01弘gg~，correlation coeffi—cient was more than 0.999，linear range was 0—5 mgL~，and recovery rate was105 %.experimentsprovedthattheicwithoptimizedpretreatmenthadtheadvantageof simple and fast，high sensitivity，which provided agoodchoicefornitriteiondetectionin food
Key words:IC； foods； nitrous acid salt； 保护亚硝酸盐作为食品添加剂之一被广泛使用
但食物中亚硝酸盐残留量过高会对人体造成产生毒副作用：在人体内转化为亚硝胺，成为亚硝胺是以前就被认可的致癌物质[1]，亚硝胺除了致癌以外引起胎儿畸形和胎盘毒性【z{}】。 像蜡一样的食品在肉、香肠等的加工中，经常加入少量的亚硝酸盐防腐剂和增色剂，不仅防腐，而且使肉的颜色鲜艳因为有光泽，所以经常在火腿等肉制品中使用。 蔬菜也是如此日常生活必需的农产品是化肥，特别是氮肥的广泛使用时，蔬菜中亚硝酸盐残留量过高； 牛奶受理日期： 2009—10—12简介：周贵忠(1973 (一)，男，副教授其中允许的亚硝酸盐标准为0.2mg一、一般乳其中亚硝酸盐超标，不会造成高含量的地表盐碱土壤污染地下水和多种农业、非农业活动，污染地下硝酸盐含量上升，在环境微生物的作用下转化变成亚硝酸盐，可以通过食物链等进入乳制品中。 因为这是乳制品特别是婴幼儿最主要的消费者亚硝酸盐的检测也变得特别重要。目前应用离子色谱法检测食品中的亚硝酸盐经过推广，特别是在蔬菜和乳制品方面h。 6 )。 但是预处理复杂、耗时、处理成本高(
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260青岛科技大学学报(自然科学版)第31卷石墨柱c， )等缺点。 另外，乳制品的沉淀剂选择还存在配制复杂、操作困难、处理后难以分开的问题吹毛求疵。 本研究采用离子色谱/电导率测定亚硝基酸根的检测方法得到了改进，该方法在食物中亚硝酸盐含量的检测更为快速简便。1试验和材料1.1仪器和试剂
离子色谱配电检测器，ci(2-100型，青岛盛汉色谱技术有限公司； 超声波清洗机，ZQ-80型，温州天瑞制药机械有限公司； 离心机，TDL-40B型，上海金鹏分析仪器有限公司。NaOH、Na2C03、NaHC03、ZnS047H20、美国全国广播公司。 B . o，10H:O，均为分析纯。 实验用水去离子水。芹菜、菠菜、油菜、黄瓜，购自超市； 三种火腿在保质期内。4个品牌的纯牛奶(相同价格位)。
1.2色谱条件
NJ-3A-324阴离子分离柱(4.6 mm250ram； 洗液(1.44 mmo|·L～Na2 C03+1．35mmol·L．1NaHC03)，流速1．8 mL·rain一，进样量300“L；盛瀚CIC-100五极电导检测，测量量程1 000肚s，抑制电流55 mA。1．3样品前处理方法用果汁机将蔬菜可食部分匀浆，称取5．00 g
置于250 mL具塞锥形瓶中，加入0．01 mol·L_1NaOH溶液25 mL，超声提取15 min，然后在离心机中高速(转速4 000 r·rain叫)离心10 rain，取上清液稀释10倍通过自制氧化铝过滤柱(见图1)，后经0．45且m滤膜过滤，上机待测。层析Al：
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Fig．1 Filter column experimental device市售火腿搅碎称取10．00 g于50 mL烧杯
中，加入饱和硼砂溶液15 mL以玻璃棒搅拌，继以70℃左右去离子水每次约20 mL倒入烧杯内搅拌，重复数次(总体积不宜超过100 mL)，置沸水浴中15 min取出，然后滴加ZnSO。溶液(0．42tool·L_1)至蛋白质完全沉淀，冷却至室温。除去上层脂肪，溶液用快速定性滤纸过滤，定容到100 mL容量瓶中，稀释100倍上机待测。称取5．00 g纯奶样品于250 mL烧杯中，加70 mL水和5 mLNaOH溶液(0．5 tool·L叫)混匀，转移至250 mL容量瓶中加10 mLZnSO。溶液(o．15 tool·L_1)，混匀(如不产生白色沉淀，再用滴管补加NaOH至恰好产生絮状沉淀)，置70℃水浴中加热15 rain，取出冷却至室温，加水至刻度混匀。放置0．5 h，经0．45"m滤膜过滤稀释100倍上机待测。2结果与讨论
2．1．样品前处理
2．1．1蔬菜前处理层析柱制备
由于蔬菜中含有色素、蛋白质、脂肪等大分子有机物质，这些物质会污染分离柱，从而缩短柱子寿命，降低灵敏度。前人除去这些有机物质大都是直接经过0．45“m滤膜，或选择C，。石墨柱[71，但是C，s石墨柱成本较高，每根柱子市场价格大约是在十几元左右，整个实验大概需要十几根，因此耗费较大，对实验室有局限性，因此经过详细研究最终选择中性层析Al。0。，原因有以下几点：(1)层析Al：O。过滤效果好，无需活化，一般的硅胶做层析柱之前需要进行活化，而且硅胶有一定pH适应范围；(2)Al：O。柱成本低，取材方便，只需要一个5 mL针筒做过滤器，先在过滤器里放入一块大小合适脱脂棉，然后盖上一块定量滤纸，再加入高度约4 cm层析A1203(75～150弘m)，最后再盖上一块滤纸。
2．1．2 肉制品和乳制品前处理沉淀剂的选择火腿与牛奶中的蛋白质物理状态和化学性质都不尽相同，火腿中主要是固态蛋白质，常用的是ZnSO。做沉淀剂，加入饱和硼砂溶液有两方面作用，一是沉淀蛋白质，二是提取亚硝酸盐。牛奶中蛋白质是胶体状态，常用沉淀剂有3种：一是CH3 COOH和NaOH混合液；二是(CH。COO)2Zn和K“Fe(CN)6]共沉淀剂；三是ZnSO；和NaOH形成的Zn(0H)z共沉淀剂。CH。COOH和NaOH混合液[8]，去除蛋白质的效果最好，但是经试验可以发现，沉淀后溶液浑浊，万方数据第3期 周贵忠等：离子色谱法的改进与食物中亚硝酸盐的检测 261明显含有大分子物质，对分离柱仍能造成污染；
(CH。CoO)：Zn和K。[Fe(CN)。]形成的共沉淀剂处理样液时溶液难以澄清，所以最终选择是第三种沉淀剂Zn(OH)：共沉淀剂，它的沉淀效果好，而且在70℃的水浴加热中很快沉淀下来，且形成的沉淀稳定。2．2线性方程、相关系数及检出限
配制N0f浓度为0．5，1，2，5，7，10 mg·L_1标准溶液，在上述色谱条件下进行检测。经测定，N0f在0～5 mg·L_1的含量范围内，其峰面积与浓度呈良好线性关系，其线性方程及相关系数如下：Y一一5．457×104+9．388×105 X，r一0．999 621。
最小检出限以基线噪声与离子峰高之比的2倍与检测离子浓度之积计算，在上述相同色谱条件下将l mg·L-1的标准液上机检测，得到N0f的检出限为0．01／xg·g～。2．3精密度和回收率
在与标准样品的相同条件下，利用菠菜样品重复进样5次，以得到的峰面积计算计算NOf的相对标准偏差为0．218％，结果表明该检测方法稳定性较好。通过测定加标回收率来衡量样品预处理方法的准确性，通常回收率在90％～120％之间认为样品的处理方法可行。
根据菠菜样品测定的离子浓度，向样品中加入1 mg·L_1标准溶液，然后按照蔬菜样品的处理方法，得到样品溶液，连续3次进样测定加标回收率为105％。2．4常见离子干扰
由于N0f和Cl一的保留时间相近，当待测样品溶液中的Cl一浓度过高的时候，N0f很容易被掩盖，造成检测结果误差很大，因此在检测高含量Cl-组分的时候，不宜采用电导检测，若有需要，可以配备特殊的检测器对样品进行有效的选择，如紫外检测器，但是紫外检测器对其他离子不灵敏，因而需要将其中的Cl一处理掉后才能测定，本研究所选择的食物品中Cl-含量都偏低，对NOf基本无干扰，因此采用常规法，电导检测即可达到检出目的。2．5实际样品测定结果
本实验对4种新鲜蔬菜和4种纯奶制品及3种火腿肉进行了详细的测定，结果见表1。
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Table 1 Results of NAN()2 in the samples／(rag·kg一1)2．7 5．5 [13鲁本契克．饮食致癌物和癌[M]．北京：人民出版社，1983：188—184[23夏延斌．食品化学[M]．北京：中国轻工业出版社，2001：358—360 [3]陈青川，牟世芬．离子色谱在药物分析中的应用[J]．药物分析杂志，1997。17(1)：54—58[4]牟世芬，刘克纳．离子色谱新进展[J]．环境化学，1992，11(1)：71—80 [5]Small H．Twenty years of ion chromatography[J]．Interna—tional Ion Chromatography Symposium，1990，504：211—245[6]常亚谛．离子色谱的进展[刀．分析测试学报，1990，9(2)：25·27[7]贾丽，谷学新．离子色谱法测定食品中的NOa．和NOz．[盯．食品研究与开发．2007，128(01)：134 [8]周虹，钮伟民，宗荣芬．等．乳品中硝酸盐的离子色谱测定法[J]．职业与健康。2003，19(11)：47—49(责任编辑林琳)万方数据 离子色谱法的改进与食物中亚硝酸盐的检测 作者： 周贵忠， 赵小青， 孙静， 李佳， ZHOU Gui-zhong， ZHAO Xiao-qing， SUN Jing， LIJia作者单位： 青岛科技大学环境与安全工程学院,山东,青岛,266042刊名： 青岛科技大学学报（自然科学版） 英文刊名： JOURNAL OF QINGDAO UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)： 2010，31(3)被引用次数： 0次参考文献(8条) 1.鲁本契克 饮食致癌物和癌 19832.夏延斌 食品化学 2001 3.陈青川.牟世芬 离子色谱在药物分析中的应用 1997(1)4.牟世芬.刘克纳 离子色谱新进展 1992(1)5.Small H Twenty years of ion chromatography 19906.常亚谛 离子色谱的进展 1990(2)7.贾丽.谷学新 离子色谱法测定食品中的NO3-和NO2- 2007(1)8.周虹.钮伟民.宗荣芬.佘晓雷.刘文卫 乳品中硝酸盐的离子色谱测定法 2003(11)相似文献(10条) 1.期刊论文 杨静.Yan Jing 离子色谱法对液体食物产品中的安息香酸盐的检测 -现代科学仪器2008(3) 介绍了一种简单的离子色谱方法,用来直接检测液态食品中的安息香酸盐.采用全新的ICS-3000型多功能离子色谱仪,淋洗液自动发生装置在线产生氢氧化钾淋洗液,配合高容量的IonPac AS18色谱柱使用,对标准溶液和多种基体的实际样品进行了检测.样品只需要进行稀释和超声脱气即可直接进样,具有操作方便、重现性好、灵敏度高等特点,用于实际样品的检测,加标回收率结果也较为理想.经合作实验室、美国FDA和美国戴安公司多方验证,该方法可作为标准方法进行推广.2.期刊论文 姬建生.高敬铭.符锋.尹成华.JI Jian-sheng.GAO Jing-ming.FU Feng.YIN Cheng-hua 抑制电导-离子色谱法同时测定肉制品中亚硝酸盐和硝酸盐 -中国食物与营养2010(10) 建立了一种灵敏、快速的同时测定肉制品中亚硝酸盐和硝酸盐的抑制电导-离子色谱分析方法.样品经超声提取后,以DIONEX lonPacAS19(4mm×250mm)色谱柱分离,用DIONEX EG40淋洗液发生器自动淋洗,采用梯度洗脱方式,以抑制电导检测器进行检测.实验表明,硝酸盐和亚硝酸盐的方法检出限(3S/N)为0.6mg/kg和0.8mg/kg,在0.1～50ug/ml范围内呈良好线性关系,回收率为98.4%和96.5%,重复性(RSD)为2.8%和3.2%.本方法灵敏度高,重复性好,可用于肉制品中的亚硝酸盐和硝酸盐的检测.3.期刊论文 刘肖 无化学试剂离子色谱法测定液体食物中安息香酸盐 -环境化学2005,24(3) 我们通常在很多食品中,如苏打饮料、果汁、酱油、果酱和果冻等,添加一些防腐剂防止食品变质.由于安息香酸盐具有低毒无味的特点和抗菌能力,从二十世纪早期开始,就作为防腐剂在世界范围内广泛应用.安息香酸盐在酸性环境下效果更好(pH≤4.5),所以一般情况下不推荐在高pH条件下使用.4.期刊论文 林华影.林风华.盛丽娜.李一丹.张琼.LIN Huaying.LIN Fenghua.SHENG Lina.LI Yidan.ZHANG Qiong淋洗液自动发生-离子色谱法同时测定食品中的21种有机酸 -色谱2007,25(1) 建立了一种利用离子色谱法同时测定样品中奎尼酸、乙酸、丙酮酸、草酰乙酸、甘露酸、乳酸、琥珀酸、苹果酸、酒石酸、草酸、富马酸、抗坏血酸、α-酮戊二酸、肉桂酸、水杨酸、柠檬酸、异柠檬酸、阿魏酸、顺乌头酸、反乌头酸、β-香豆酸等21种有机酸的方法.样品经提取、脱色、过滤后用IonPac AS11分离柱分离,以EG40自动淋洗液发生器生成的5～34 mmol/L KOH为淋洗液洗脱,抑制电导检测器检测.21种有机酸的浓度与其峰面积在一定的范围内呈良好的线性关系,检出限均低于0.188 mg/L,加标回收率为91.5% ～101.8% .该法用于多种食物样品中有机酸的测定,结果令人满意.5.学位论文 杨萍 固相萃取-离子色谱法测定生物样品中氟乙酸钠含量的研究 2004 该论文研究了用水提取,固相萃取法纯化、富集生物样品中氟乙酸钠的样品前处理方法,用离子色谱作为监控固相萃取回收率的手段.采用C18固相萃取柱和SAX阴离子交换柱两种不同的原理的固相萃取法,C18固相萃取柱不保留氟乙酸钠,用来除去检材中大部分有机干扰成分,C18固相萃取柱萃取氟乙酸钠回收率达98~108％,血样中的回收率在85%以上;SAX阴离子交换柱则保留氟乙酸根离子,用小体积的洗脱液洗脱而使样品富集,能够同时净化和富集氟乙酸钠.通过对固相萃取条件的优化,取得良好的萃取效果,用1.5mL的0.5mol/L的盐酸做洗脱液,回收率为91%以上,富集倍数可达25倍,最低能够检测0.001mg/L的氟乙酸钠溶液,血样中最低能够检测到0.5mg/L,全程回收率在80%以上该论文建立了用离子色谱测定生物样品中氟乙酸钠含量的方法.在0.2mL血液样品中加入1mL纯水,然后用乙腈沉淀蛋白质,待蛋白质沉降后取上层清液经0.45μm过滤头过滤,滤液注进离子色谱仪进行氟乙酸钠的定性和定量分析.用Dionex600离子色谱仪,配合电导检测器,Dionex Ion Pac AS11阴离子交换色谱柱(结合相应的AG1 1保护柱),以2.0mmol/L的Na2B4O7溶液为淋洗液,25μL定量进样环,测定生物样品中的氟乙酸钠,在0.10~10.0μg/mL浓度范围内峰面积和质量浓度呈良好的线性范围(r<'2>=0.9978),方法的检测限为0.05ug/mL,实际测定了血液样品的氟乙酸钠,平均全程回收率在85%以上.该法也可用于食物和生物检材中氟乙酸钠的测定.该研究还对毛细管电泳测定氟乙酸钠的方法进行了初步研究.6.期刊论文 王冬艳 中药的二氧化硫的成份检测分析 -中小企业管理与科技2008(8) 酸蒸馏碘滴定法是测定一般食物中二氧化硫含量的一个标准检测方法.本文就此法测定中药材中二氧化硫含量的可行性和准确性作出探讨和研究.结果显示酸蒸馏碘滴定法用于中药材中二氧化硫的含量测定有很高的准确性和重现性.本文检验了30种香港常用中药材(共42个样本),发现其中有24个样本中含有二氧化硫,而其中9个样本中的二氧化硫更超出500μg/g. 7.期刊论文 抑制型电导和脉冲积分安培检测-离子色谱法测定水果、蔬菜和巧克力中生物胺 -环境化学2008,27(2) 生物胺在人类和动物的生理学功能上扮演着非常重要的角色,与食品腐败和安全直接相关.从常规饮食中摄入低量生物胺并不危险,但是若摄入量过高则会引起低血压、高血压、偏头痛、恶心、皮疹、晕眩、心输出量增加,以及呼吸加速等病症.在很多种食物如鱼、肉、奶酪、水果、蔬菜和巧克力中都有可能产生生物胺.食品在被食用前为了评估其潜在的健康隐患而进行生物胺的测定显得至关重要.8.学位论文 董伟峰 固相萃取—高效液相色谱法分离并测定食品中多种生物胺的研究 2005 在生命体内通常把除了氨基酸、多肽、蛋白质以外的带有氨基基团的生物活性物质称为生物胺，其中包括多胺和单胺。最受学术界关注的生物胺是多胺类，其中包括腐胺、精胺、精脒、尸胺等。动物实验和临床研究都发现肿瘤生长程度和局部组织、体液内多胺浓度正相关，认为测定组织和体液中多胺浓度可作为诊断、监视肿瘤及评价治疗效果的有效手段。多胺还是植物生长、发育的调节物，影响着植物细胞的分裂、形态形成和衰老。食品中含有高浓度的多胺可引起中毒。 腐胺还可见于腐败食物中，腐胺浓度高低也常常是判断食物是否新鲜的重要指标。单胺中的组胺常见于水产品之中，当鱼制品中组胺含量达到4mg/g时即可引起中毒。生物胺的检测方法主要有生化法、纸层析、薄层层析、气相色谱法、放免法、放射酶法、毛细管电泳法、离子色谱法和高效液相色谱法。其中高效液相色谱法由于具有高效、准确、快捷等优点成为目前最受推崇的生物胺测定方法。衍生物的制备，可分为柱后和柱前衍生。前者包括茚三酮法、邻苯二甲醛法、荧光胺法；后者包括甲苯磺酰法、荧光胺法、丹酰氯法、苯甲酰氯法、笏酰氯法、二苯二乙胺法等。 该文研究的是用柱前衍生-固相萃取-反相高效液相色谱-荧光检测器方法测定红酒和黄油中七种生物胺(色胺、酪胺、组胺、腐胺、尸胺、精脒、精胺)的残留量的方法。 实验探讨了检测食品中七种生物胺的色谱条件、衍生化条件和固相萃取条件，对方法的线性关系、回收率、最低检出限、重现性进行了研究，并对方法进行了验证。研究结果表明在被测样品中加入9mg/ml丹酰氯衍生剂，然后加入pH值为11.5的缓冲溶液，于60℃水浴15min条件下完成衍生。生物胺的衍生物经ODS-C18固相萃取净化柱净化后上机检测，在激发波长=340nm发射波长=515nm，柱温25℃条件下，采用ODS-3色谱柱，流动相用乙腈和水梯度洗脱，在20min内七种生物胺衍生物得到完全分离，色谱分离效果好，分离度高。变异系数(CV％)：0.524～3.75；测定低限(μg/ml)为：4.48×10-6～5.16×10-4。黄油中七种生物胺的平均回收率分别为：80.4％～89.1％；变异系数(CV％)：3.52～6.75；测定低限(mg/kg)为：2.71×10-5～1.36×10-3。方法的检测低限、回收率、精密度均满足残留分析要求。 该方法具有操作简单、检测时间短、多组分检测、检测限低、易于掌握和推广等优点，可用于酒类、饮料和黄油、奶酪中多种生物胺的测定，也可以作为富含蛋白质而又容易变质的肉类、水产品及奶制品品质监控和建立肿瘤疾病早期化验诊断方法的参考。9.期刊论文 王兆基.关锡耀.汪洁.陈坚行.Wang Zhaoji.Guan Xiyao.Wang Jie.Chen Jianxing 中药材中二氧化硫的含量测定 -中草药2000,31(2) 酸蒸馏碘滴定法是测定一般食物中二氧化硫含量的一个标准检测方法.本文就此法测定中药材中二氧化硫含量的可行性和准确性作出探讨和研究.结果显示酸蒸馏碘滴定法用于中药材中二氧化硫的含量测定有很高的准确性和重现性.本文检验了30种香港常用中药材(共42个样本),发现其中有24个样本中含有二氧化硫,而其中9个样本中的二氧化硫更超出500 μg/g. 10.期刊论文 贾丽.张经华.谷学新 蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析 -中国食物与营养2007(7) 介绍了近几年来比色法、电极法、紫外法、离子色谱法等对蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐的分析进展,并对今后的发展作了展望.本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_qdhgxyxb201003012.aspx授权使用：万方会员卡用户(WFTHH91618)，授权号：3c1c4382-7e09-4349-be48-9eb700d35d69下载时间：2011年3月31日