干式化学分析法在食品中亚硝酸盐快速检测的应用研究
□ 李亚茹 陈金辉 董珍泽 北京华益精点生物技术有限公司
亚硝酸盐具有抑制肉毒梭状芽孢杆菌产生的效果,能起到使食品发色及增加风味的作用,作为一种防腐剂和发色剂被广泛应用于肉制品及其他食品加工过程中。另外,亚硝酸盐还是氮循环的中间产物,极具不稳定性且广泛存在于各类食品中。但是,如果食品中亚硝酸盐含量超标,就会产生有毒有害物质,对人体有一定伤害,主要表现在以下2个方面:第一,亚硝酸盐可以将血红蛋白氧化,生成高铁血红蛋白,导致组织缺氧,严重的可能造成生命危险;第二,亚硝酸盐还可以和次级胺(仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸)反应,形成亚硝胺类,从而诱发消化系统癌变。因此,亚硝酸盐含量是食品安全重要检测指标之一,其检测方法也成了研究热点。食品中亚硝酸盐的检测方法有很多种,主要有分光光度法、离子色谱法、荧光法、示波极谱法、催化动力学法、气相色谱法等检测方法等,中国国家标准采用的是分光光度法和离子色谱法。这些测定亚硝酸盐含量的方法都是使用大型仪器来分析,操作比较复杂,检测时间长。因此研究简单易操作检测亚硝酸盐含量的方法具有实际意义。
本实验研究检测食品中亚硝酸盐的干化学试纸,并将其和干式化学分析仪配套使用,将干式化学试纸显色技术与颜色传感器相结合,检测试纸颜色的变化,通过软件计算,快速准确地得到食品中亚硝酸盐的含量,而且不需要大型仪器,操作简单,可以现场测试,实验数据准确,为食品中亚硝酸盐的检测提供一种简便可行的检测方法。
材料准备与实验过程
材料与试剂包括盐酸萘乙二胺,分析纯的氨基苯磺酸、硼砂、乙酸锌、亚铁氰化钾、冰乙酸、亚硝酸钠,蒸馏水。主要仪器包括722型紫光栅分光光度计(山东高密彩虹分析仪器有限公司)、HH-S数显电热恒温水浴锅(上海博迅实业有限公司医疗设备厂)、电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)、鼓风干燥箱(上海一恒科技有限公司)。试验方法是采用食品中亚硝酸盐干化学试纸来生产与检测。
溶液A:称取2.00g试剂NAF-2,加入100mL乙酸,用甲醇溶解并定容至1000mL;溶液B:称取4.00g FIT-6,1.00g WED-1用去离子水溶解并定容至1000mL。将材料裁成20×28cm的长纸条,浸泡于一定量的溶液A中20min,于60℃恒温干燥箱中烘干,约30min;后于溶液B中浸泡20min,于60℃恒温干燥箱中烘干,约40min;将显色试纸切割成8×8mm的试纸片粘贴于长形硬白纸板上。将制作好的试纸条放在铝箔袋中,密封后低温(2~6℃)、干燥、避光保存,食品中亚硝酸盐干化学试纸就制成了。
准确称取0.100g亚硝酸钠,用蒸馏水溶解并定容至100mL,即为100mg/L(以亚硝酸钠计),用上述溶液配制浓度分别是0.00、1.00、3.00、5.00、10.00、20.00、50.00mg/L的亚硝酸钠标液,取食品中亚硝酸盐干化学试纸平放于桌面上,用移液器取35μL标液,滴加于试纸检测区的中心位置,3~5min后目视观察显色情况。
采用干式化学分析仪测试法检测食品中的亚硝酸盐的含量并绘制标准曲线图。配制浓度分别是0.00、0.20、0.50、0.75、1.00、1.50、2、3.50、5.00、7.50、10.00、20.00mg/L的亚硝酸钠标液,取1条食品中亚硝酸盐检测试纸,放于试条座中,用移液器取35μL标液,滴加于试纸检测区的中心位置,并立即将试条座推入食品安全干式化学分析仪中,开始测试,每个浓度测试4个平行,其中3个浓度测试16个平行,每个平行保留60组数据。将数据进行整理,并用特定的软件处理,绘制标准曲线。
采用国标法测试食品中亚硝酸盐的含量并绘制标准曲线图。准确移取亚硝酸盐标准使用液(5mg/L)0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、1.8、2.0mL分别置于10mL带塞比色管中,分别加入2mL对氨基苯磺酸溶液(4g/L),静置3~5min后,加入1mL盐酸萘乙二胺溶液(2g/L),加水至刻度,摇匀,静止15min,用1cm比色皿,调节零点,于波长538nm处测吸光度,绘制标准曲线。之后,将两种测试方法的结果进行准确度的比较。
结果与分析
干化学试纸的生产与测试
图1 食品中亚硝酸盐干 图2 食品中亚硝酸盐干化学试纸目视测试
化学试纸成品食品中亚硝酸盐干化学试纸成品见图1,不同浓度的亚硝酸钠标液与试纸反应后,显色情况见图2。从图2可以看出,亚硝酸钠标液和试纸反应后显紫红色,且色阶明显,亚硝酸钠浓度越大,显色越深,即颜色深浅与亚硝酸钠浓度呈正相关。
干式化学分析仪将化学干式试纸条显色技术与颜色判别技术相结合,检测干式试纸条颜色的变化,用RGB值表示,RGB值与待测物质的含量存在一定的对应关系,通过上位机根据不同的检测项目进行换算,就可以得出物质的含量。
绘制干式化学分析仪测试曲线
图3 亚硝酸钠标准曲线(干式化学分析仪法)
绘制国标法测试曲线 由图4可知,当亚硝酸钠含量的浓度为0~15mg/L时,亚硝酸钠含量与吸光度值之间的线性关系良好,其线性回归方程为y=0.0699x+0.0214,相关系数R2=0.9967。
种测试方法结果的比较
两种方法测试结果见表1,从表1中可以看出,干式化学分析仪测试结果和国标法的测试结果没有显著性差异,而且2台仪器之间的测试结果也没有显著性差异,RSD≤20%,结果表明,本文采用的测试方法所得结果准确可靠,可以用于亚硝酸钠的快速检测。
结论与期望
食品中亚硝酸盐干化学试纸和亚硝酸钠反应,显紫红色,且色阶明显,将试纸用于干式化学分析仪,所得曲线相关系数R2达到0.99以上,与国标法测试结果基本一致,相对偏差符合要求。由此可见,此种方法可以应用到食品中亚硝酸盐含量的初步检测中,为食品安全检测部门提供数据依据。但是本实验并没有用实际样品进行测试,下一步需要对样品前处理方法、加标回收率等进行研究,以期为食品中亚硝酸盐含量检测提供一种操作简单、耗时短、结果准确的检测方法。
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