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液相色谱法检测食品中溴酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐

[导读]建立高效液相色谱法同时检测食品中溴酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐的分析方法。食品样品加入超纯水匀浆提取,提取液经硅胶小柱净化后,采用配有紫外检测器的高效液相色谱仪分析检测

亚硝酸盐和硝酸盐常常被加入食品中作为发色剂和防腐剂,硝酸盐也是蔬菜水果中天然存在的物质,如果保存不当会转化为亚硝酸盐;溴酸盐通常是饮用水中臭氧消毒的副产物,也常常用作面粉及其制品的改良剂。亚硝酸盐、硝酸盐和溴酸盐都因其具有致癌、致突变性而被限制使用。我们国家自2005 年7月1 日起已全面禁止使用溴酸钾作为面粉的处理剂,欧洲于1990 年4 月1 日起已开始禁用溴酸钾。目前,国内外分别测定溴酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐的方法较多,但采用液相色谱法同步检测食品中的溴酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐尚鲜见文献报道。

本文对食品中溴酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐检测进行了研究,通过对色谱条件、样品前处理及样液的净化条件等进行优化,建立了高效液相色谱法同步检测食品中溴酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐的分析方法。

1 材料与方法

1.1 仪器及设备

Agilent 1260 高效液相色谱仪配紫外检测器:美国安捷伦公司;HR7620 样品粉碎机:飞利浦公司;T 18basic 高速均质器:IKA 公司;SMART-Q 纯水机上海和泰仪器有限公司;CF16RXⅡ高速离心机:日立公司;ME204电子天平:梅特勒公司。

1.2 试剂及材料

四丁基溴化铵、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、甲醇(色谱纯),其余试剂均为分析纯,试验中所用水为超纯水;硝酸根标液(500 mg/L)、亚硝酸根标液(100 mg/L)、溴酸根标液(1 000 mg/L);硅胶柱(500 mg,3 mL);注射器(1 mL);比色管50 mL;塑料离心管50 mL;0.22 μm水系滤膜。


1.3 样品提取与净化

1.3.1 样品提取

称取经粉碎混匀样品约5.00 g 于50 mL 比色管中,用超纯水定容至25 mL,高速匀浆机18 000 r/min匀浆3 min,样液移入50 mL 塑料离心管中,8 000 r/min离心10 min,上清液待净化。

1.3.2 净化

硅胶小柱先用3 mL 甲醇活化,再用3 mL 超纯水活化。待液面与柱面齐平,加入3 mL 提取液,弃去最初约1 mL,接收剩余净化液约2 mL,过0.22 μm 滤膜后上机检测。

1.4 色谱条件

色谱柱:Agilent TC-C18 ( 2), 250×4.6 mm,5 μm;流动相:甲醇+1.25 mmol/L 混合磷酸盐(含3 mmol/L四丁基溴化铵),15+85;柱温:30℃;检测波长: 230 nm;进样量: 20 μL 流速:1.0 mL/min。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的优化

2.1.1 色谱柱的选择

不同的色谱柱因性能不同对目标成分的分离能力差异很大,本文采用两根柱子做了比对:1)Venusil SAX 柱;2)Agilent TC-C18 ( 2)柱,规格均为4.6×250 mm,5 μm。

2.1.2 流动相的选择

流动相对被测组分与干扰成分分离影响因素主要有3 个方面:流动相本身组成;流动相浓度与流速;流动相的pH。高效液相色谱中流动相的选择随色谱柱和分离对象的不同而不同,本文采用两种流动相做比对:1)0.03 mol/L 磷酸二氢钾-磷酸;2)甲醇+1.25 mmol/L混合磷酸盐(含3 mmol/L 四丁基溴化铵。试验发现,采用上述两种流动相,无论配比如何,溴酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐都无法在Venusil SAX 柱上得到完全分离;选用Agilent TC-C18 ( 2)为分离柱,0.03 mol/L 磷酸二氢钾-磷酸为流动相,即使调整流动相的pH 和与甲醇的配比也无法完全分离溴酸盐和亚硝酸盐,硝酸盐与亚硝酸盐和溴酸盐分离较好;以甲醇+1.25 mmol/L 混合磷酸盐(含3 mmol/L 四丁基溴化铵)为流动相,3种组分可以完全分离,如图1;而且有机相比例越大,出峰时间越短,灵敏度越好,但有机相比例达25 %以后分离度会越差。

2.2 前处理条件优化

2.2.1 样品提取方法的选择

文献中有溶剂提取,缓冲溶液提取等;提取方式有加热提取、振荡提取,微波提取等,操作较繁琐,影响回收率。本文称取5 g 样品,用超纯水定容至25 mL,匀浆提取,取得了较好的试验效果。

2.2.2 样液净化方法的选择

本文参考文献[5]选择了硅胶柱、氨基柱、PSA 柱、Cleant PC/NH2 柱、SAX 柱做了比对,其中Cleant PC/NH2柱6 mL,1 000 mg;其余柱为3 mL,500 mg。结果发现氨基柱、PSA 柱空白试验出现亚硝酸盐、硝酸盐峰,标液过柱后回收很低;PC/NH2、SAX 柱过标液后无组分峰出现;硅胶柱空白试验几乎无干扰,加标后回收率很好,溴酸盐回收率为101%,亚硝酸盐回收率为104%,硝酸盐回收率为110 %。

2.2.3 样品提取用水的选择

本文分别对娃哈哈纯净水、购置蒸馏水、Milli-Q纯水机自制超纯水和自制超纯水重新蒸馏水做了对比。实验发现,各种水中均不含溴酸盐,但均含有少量硝酸盐,Milli-Q 纯水机自制超纯水效果最好。

2.3 回收率和精密度

在菠菜中添加不同浓度的硝酸盐、亚硝酸盐和溴酸盐后,按上述方法提取测定,计算回收率和RSD,结果如表1。

在0.1 mg/kg~100 mg/kg 添加浓度范围内,溴酸盐的回收率为80 %~110 %,RSD 为2.72 %~6.25 %;亚酸盐的回收率为80 %~110 %,RSD 为1.69 %~4.53 %;硝酸盐的回收率为80 %~120 %,RSD 为3.94 %~11.4 %,均满足检测要求。

2.4 方法的检出限

根据10 倍信噪比,溴酸盐检出限为0.50 μg/g,硝酸盐检出限为0.20 μg/g;亚硝酸盐检出限为0.10 μg/g。

2.5 干扰试验

常见的无机阴离子Cl-、SO42-、PO43-、CO32-、SO32-、F-等没有紫外吸收,不干扰检测;本文中配制了浓度为10 μg/mL 的山梨酸、苯甲酸、糖精钠、TBHQ、过氧化苯甲酰、苏丹红四项、对位红、柠檬黄、亮蓝等常用的食品添加剂和色素的混标,发现对硝酸盐、亚硝酸盐和溴酸盐的测定几乎不产生干扰。


2.6 方法的应用

菠菜样品,及加入10 μg/g 溴酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐标准溶液的青菜样品,按实验步骤1.3 操作完毕后上机,测得色谱图如图2。

从色谱图中可以看出,10 μg/g 溴酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐标准品,青菜样品及青菜样品加标在液相色谱中均得到较好的分离。

3 结论

本文建立了采用高效液相色谱法同时检测食品中溴酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐的方法;样品采用超纯水均质提取,硅胶小柱净化,有效的去除了样液中蛋白质、脂肪和色素的干扰。操作简单、快速,灵敏度高,准确度和精密度都完全满足检测要求。






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