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離子色譜法紫外-抑制電導(dǎo)檢測(cè)奶粉中的亞硝酸鹽與硝酸鹽
侯倩慧, 杜曉磊, 王存進(jìn)
（青島普仁儀器有限公司，青島 266043）
摘要:建立了使用高容量色譜柱、Na2CO3/NaHCO3淋洗液、紫外-抑制電導(dǎo)兩種方式檢測(cè)奶粉中亞硝酸鹽和硝酸鹽的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，抑制電導(dǎo)檢測(cè)對(duì)NO3-的回收率優(yōu)于205nm波長(zhǎng)紫外檢測(cè)；抑制電導(dǎo)檢測(cè)對(duì)NO2-、NO3-的較低檢出限分別為8.5mg·L-1、13.4mg·L-1，回收率分別為88.1%、103.2%，重現(xiàn)性（RSD%, n=5）分別為1.29%、2.10%。與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法相比，本方法具有靈敏度高、分析時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:亞硝酸鹽,硝酸鹽,離子色譜法,高容量色譜柱，奶粉
食品中的亞硝酸鹽和硝酸鹽是食品安全檢測(cè)的重要項(xiàng)目。亞硝酸鹽對(duì)人體的危害在于降低血液的輸氧能力，能夠在人體內(nèi)生成具有強(qiáng)烈致癌作用的亞硝胺類物質(zhì)[1, 2]。而硝酸鹽在人體內(nèi)能夠轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，表現(xiàn)為亞硝酸鹽的毒性。我國(guó)很多地區(qū)的衛(wèi)生部門均對(duì)蔬菜、水果中的亞硝酸鹽和硝酸鹽做出了*，但奶粉類食品卻很少涉及。奶粉是嬰幼兒主要的營(yíng)養(yǎng)和能量來(lái)源，對(duì)奶粉中的亞硝酸鹽和硝酸鹽進(jìn)行檢測(cè)十分必要[3]。
目前我國(guó)對(duì)亞硝酸鹽、硝酸鹽的使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[4]，僅允許生產(chǎn)腌熏肉等制品有微量殘留，以亞硝酸鹽計(jì)*為30 mg/Kg。在檢測(cè)食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽含量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法[5]中，*法就是離子色譜法。該方法使用KOH淋洗液梯度淋洗，NO3-的保留時(shí)間較長(zhǎng)，達(dá)28.3min。第二法則是利用亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸重氮化，再與鹽酸萘乙二胺耦合，紫外分光光度法測(cè)定；硝酸鹽需要用鎘柱還原為亞硝酸鹽，該方法不能同時(shí)測(cè)定亞硝酸鹽和硝酸鹽且鎘柱毒性較大。第三法專門針對(duì)奶粉提出了檢測(cè)方法，缺點(diǎn)是不能同時(shí)檢測(cè)亞硝酸根和硝酸根。綜上所述，離子色譜法測(cè)定食品中的NO2-、NO3-方法簡(jiǎn)便，優(yōu)勢(shì)明顯。
本文提出了使用離子色譜儀檢測(cè)奶粉中亞硝酸鹽和硝酸鹽的方法。使用高容量陰離子交換色譜柱，Na2CO3/NaHCO3淋洗液，NO2-、NO3-保留時(shí)間短于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。采用紫外-抑制電導(dǎo)兩種檢測(cè)模式，對(duì)兩種檢測(cè)方式進(jìn)行了比較。
實(shí)驗(yàn)部分
1.1儀器與試劑
儀器：PIC-10型離子色譜儀（青島普仁儀器有限公司）
離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）
分析天平，精度0.1mg（德國(guó)Sartorius公司）
固相萃取柱、0.22μm針頭濾膜：青島普仁儀器有限公司生產(chǎn)
試劑：Na2CO3、NaHCO3、NaNO2、KNO3（分析純，上海埃彼化學(xué)試劑有限公司）
乙酸（分析純，開(kāi)封化學(xué)試劑總廠）
純水（電阻率大于18.2MΩ/cm，Millipore純水機(jī)制得）
1.2色譜條件
色譜柱：NJ-SA-4A（250mm×4.6mm），淋洗液：4.50mmol/LNa2CO3+1.0mmol/L NaHCO3，流速：1.50ml/min。檢測(cè)器：電導(dǎo)檢測(cè)器和紫外檢測(cè)器，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)：205nm。以保留時(shí)間定性，峰高定量。進(jìn)樣體積50mL。
1.3標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
分別配制1000mg/LNO2-和1000mg/LNO3-儲(chǔ)備液，移取20.0ml NO2-儲(chǔ)備液和30.0ml NO3-儲(chǔ)備液于100 ml容量瓶中，搖勻備用。移取0.1ml、1.0ml、2ml、5ml和10ml上述溶液，分別定容至5個(gè)100ml容量瓶中，作為NO2-、NO3-混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。
1.4樣品預(yù)處理
參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[5]中的方法：稱取2.5g奶粉樣品（至0.1mg），置于100mL容量瓶中，加入3%乙酸溶液2mL，搖勻。加入80ml純水并聲30min。于4℃放置20min，取出放置至室溫，加水定容搖勻。將樣品以5000rpm/min離心20分鐘后取上清液，以固相萃取柱和0.22mm針頭濾膜過(guò)濾后進(jìn)樣分析。
2結(jié)果與討論
2.1色譜條件的選擇
實(shí)驗(yàn)對(duì)比了低容量色譜柱和高容量色譜柱的區(qū)別。使用低容量色譜柱時(shí)，實(shí)際樣品中NO2-、NO3-保留時(shí)間比標(biāo)準(zhǔn)樣品提前，換用高容量色譜柱則保留時(shí)間一致；此外，使用低容量色譜柱在205nm波長(zhǎng)進(jìn)行紫外檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)際樣品在NO2-的保留時(shí)間之前出現(xiàn)一個(gè)負(fù)峰，將NO2-的信號(hào)淹沒(méi)，使用高容量色譜柱則可將NO2-與該負(fù)峰分離。閻炎[6]認(rèn)為，使用紫外方式檢測(cè)NO2-時(shí)，氯離子基體過(guò)高會(huì)在NO2-之前產(chǎn)生一顯著負(fù)峰，該觀點(diǎn)也解釋了使用低容量色譜柱時(shí)實(shí)際樣品中NO2-、NO3-保留時(shí)間比標(biāo)準(zhǔn)樣品提前、高容量色譜柱保留時(shí)間一致的問(wèn)題。因此使用高容量陰離子色譜柱。
Na2CO3/NaHCO3緩沖溶液是目前較常見(jiàn)的陰離子淋洗液，可以通過(guò)調(diào)節(jié)濃度和比例得到不同的選擇性和淋洗能力[7]。本文選擇4.5mM Na2CO3+1.0mMNaHCO3淋洗液，可將NO2-、NO3-有效分離。紫外檢測(cè)器是一種選擇性與靈敏度較高的檢測(cè)器，NO2- 、NO3-在200-220nm區(qū)間內(nèi)有較強(qiáng)的紫外吸收[8]。為了減少其他離子的干擾，選擇紫外吸收波長(zhǎng)205nm并以峰高作為定量依據(jù)。
2.2亞硝酸根與硝酸根的線性關(guān)系和檢出限
在確定的色譜條件下，將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列依次輸入離子色譜儀，進(jìn)樣分析。以3倍的信噪比（S/N=3）計(jì)算較低檢出限。兩種離子的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)和較低檢出限如表1所示，其中Y為峰高，X為組分的質(zhì)量濃度(mg·L-1)。文中A為抑制電導(dǎo)檢測(cè)方式，B為紫外檢測(cè)方式。將1.4處理所得樣品輸入離子色譜儀，奶粉中亞硝酸根和硝酸根離子色譜圖如圖1所示，其中左圖為抑制電導(dǎo)檢測(cè)結(jié)果，右圖為紫外檢測(cè)結(jié)果。
圖1 離子色譜法檢測(cè)奶粉中的亞硝酸根和硝酸根（1:NO2-; 2:NO3-）
表1 NO2-、NO3-的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限
| 線性范圍（mg·L-1） | 線性方程 | 相關(guān)系數(shù)/R2 | 檢出限/mg·L-1 |
NO2- | 0.2~20.0 | A:Y=2786X-536 | 0.9994 | 8.5 |
B:Y=3607X+1618 | 0.9997 | 7.0 | ||
NO3- | 0.3~30.0 | A:Y=2237X-927 | 0.9988 | 13.4 |
B:Y=3700X+2306 | 0.9996 | 9.9 |
GB 5009.33-2010中離子色譜法對(duì)NO2-和NO3-的較低檢出限分別為0.2mg/Kg、0.4mg/Kg[5]，從表1中可以看出本方法兩種檢測(cè)方式的較低檢出限優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，兩種離子在205nm波長(zhǎng)紫外檢測(cè)響應(yīng)值更高，檢出限低于抑制電導(dǎo)檢測(cè)結(jié)果。
2.3加標(biāo)回收率與方法重現(xiàn)性
向1.4處理的奶粉樣品中添加5.0 mg·L-1的NO2-和NO3-進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，平行測(cè)定3次。加標(biāo)回收率結(jié)果見(jiàn)表2。
分析物 | 本底（mg·L-1） | 添加（mg·L-1） | 測(cè)定值（mg·L-1） | 回收率/% | ||
NO2- | A: 1.127 | 5 | 5.284 | 5.511 | 5.39 | 88.1 |
B: 0.735 | 5 | 6.06 | 5.972 | 6.183 | 105.9 | |
NO3- | A: 9.116 | 5 | 14.7 | 14.46 | 14.55 | 103.2 |
B:11.01 | 5 | 22.02 | 21.9 | 21.97 | 137.2 | |
從表2中可以看出，兩種檢測(cè)方式對(duì)NO2-、NO3-的測(cè)定結(jié)果較為接近；使用抑制電導(dǎo)檢測(cè)對(duì)兩種離子的回收率較好，紫外檢測(cè)器對(duì)NO2-回收率較好但NO3-偏高，建議使用抑制電導(dǎo)檢測(cè)方式。
按照預(yù)處理1.4預(yù)處理方法，將奶粉樣品平行處理5份，將處理的樣品輸入離子色譜儀，兩種離子的保留時(shí)間與峰高相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（抑制電導(dǎo)檢測(cè)）結(jié)果在表3中。
表3 方法的重復(fù)性
分析物 | 保留時(shí)間/min | RSD/% | 峰高 | RSD/% |
NO2- | 7.855 | 0.14 | 2604 | 1.29 |
7.862 | 2621 | |||
7.882 | 2678 | |||
7.862 | 2640 | |||
7.875 | 2681 | |||
NO3- | 20.221 | 0.12 | 17642 | 2.10 |
20.259 | 17888 | |||
20.281 | 18644 | |||
20.229 | 18269 | |||
20.242 | 18131 |
從表3中可以看出，離子色譜-抑制電導(dǎo)法測(cè)定奶粉中的NO2-、NO3-具有較好的重現(xiàn)性，穩(wěn)定可靠。
3結(jié)論
以乙酸處理奶粉樣品，采用Na2CO3/NaHCO3淋洗液，高容量色譜柱和紫外串聯(lián)抑制電導(dǎo)檢測(cè)了奶粉中的亞硝酸鹽和硝酸鹽。兩種離子使用抑制電導(dǎo)檢測(cè)的回收率較好，使用紫外檢測(cè)(205nm)響應(yīng)值更高。與現(xiàn)有檢測(cè)食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法相比，本方法分析時(shí)間短，靈敏度高，為奶粉產(chǎn)品中亞硝酸鹽及硝酸鹽的檢測(cè)提供了可靠方法。
參考文獻(xiàn)
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Determination of Nitrite and Nitrate in Milk Powder by Ion Chromatography with UV and Suppressed Conductivity Detector
Hou Qianhui Du xiaolei Wang cunjin
(Qingdao Puren Instrument Com. Ltd, 266043 Qingdao China)
Abstract: A method was established by using high capacity column、Na2CO3/NaHCO3 eluent、UV and suppressed conductivity detector for the determination of nitrite and nitrate in milk powder. The result revealed that the recovery of NO3- by suppressed conductivity detection is superior to UV detection at 205nm and the detection limit were 8.5mg·L-1、13.4mg·L-1、recovery were 88.1%、103.2% and reproducibility(RSD/%,n=5) were 1.29%、2.10% for NO2- and NO3- by suppressed conductivity detection respectively. The method is superior to national standard in higher sensitivity and shorter analysis period.
Key words: Nitrite; Nitrate; Ion chromatography; High capacity column; Milk powder
[收稿日期]：
[作者簡(jiǎn)介]：杜曉磊，男，主要研究方向：離子色譜法分析；: purengongsi
