离子色谱法测定海产品中亚硫酸盐残留量

于凤娇1,2,张学梅1,2,刘思宁1

(1.国家农兽药残留及海洋生物毒素检测重点实验室,东港 118300;
2.东港出入境检验检疫局,东港 118300)

海产品中亚硫酸的使用主要是为了保鲜以及获得色泽的美感。但人体摄入过量的亚硫酸盐,因无法全部转化成硫酸盐排泄出去,而与蛋白质巯基进行可逆反应,刺激消化道黏膜,出现恶心、呕吐、腹泻等症状[1]。因此,各国纷纷出台各种法规和标准限制亚硫酸盐的使用。美国食品与药物管理局(FDA)和欧盟要求,对亚硫酸盐使用量高于10mg/kg的食品予以标明;我国《食品添加剂使用卫生标准》也对各类食品中的亚硫酸盐的限量做了明确的规定[2]

我国目前亚硫酸盐检测方法主要有碘量法、盐酸副玫瑰苯胺比色法、酶光度分析法、柱后衍生-液相色谱法、离子色谱法[3-6]等。食品中亚硫酸盐的国标检测方法为GB/T5009.34—2003《食品中亚硫酸盐的测定》,分别为盐酸副玫瑰苯胺比色法和碘量法,但这两种方法不仅不适用于有颜色的样品,而且吸收液分别含汞和铅,毒性较大且易造成实验室污染并影响操作者的身体健康。近年来,离子色谱已经广泛应用在了食品分析领域,黄凯等[7]采用离子色谱法检测果脯中的亚硫酸盐。罗建民等[8]利用离子色谱法测定葡萄干中二氧化硫残留量。本方法旨在建立一套利用水蒸气蒸馏/离子色谱法对海产品中的亚硫酸盐进行定性、定量分析方法,该方法检出限低、干扰小、稳定性好,操作简单、效率高。与其他技术相比,离子色谱法可以避免使用毒性大的铅汞,且精密度高、重现性好。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Dionex ICS-5000离子色谱仪(美国Dionex公司),配置电导检测器、ASRA_4mm阴离子抑制器、Chromeleon色谱工作站;氮气保护(99.99%);Milli-Q纯水机(美国Millipore公司);0.22μm尼龙滤膜。

18.2MΩ·cm去离子水(由Milli-Q纯水机制备);NaOH(Fisher,质量分数50%);无水亚硫酸钠(SIGMA,99.999%);甲醛(分析纯);磷酸(优级纯)。

1.2 样品前处理

称取粉碎均匀的样品5g左右,加入100ml实验用水,待水蒸气装置准备好后,接通N2保护,快速加入10ml磷酸(1+1),立即通入水蒸气,吸收液为10ml的10mmol/L的氢氧化钠溶液和1ml的甲醛,待馏出液达到100ml附近时停止接收,接收液用超纯水定容至刻度,混匀后,过0.22μm尼龙滤膜,取样进行离子色谱仪测定。

1.3 色谱条件

IonPac AS11-HC(4mm×250mm)为分析柱;IonPac AG11-HC(4mm×50mm)为保护柱;淋洗液A(水)和淋洗液B(100mmol/L氢氧化钠溶液);流速1.0ml/min;进样量100μl;检测池温度35℃;柱温30℃;抑制电流174mA。

1.4 标准储备液及工作液的配置

准确称取0.100g无水Na2SO3,用1%甲醛水溶液定容至100ml即得1000mg/L标准储备液,于4℃避光保存。吸取标准储备液10ml,用1%甲醛水溶液定容至100ml即得100mg/L标准工作液,分别吸取标准工作液0.5ml、5ml、10ml、20ml、50ml,用1%甲醛水溶液定容至100ml,配置成浓度为0.5mg/L、5mg/L、10mg/L、20mg/L、50mg/L标准系列,4℃避光保存,有效期为48h。

2 结果与讨论

2.1 流动相的选择

各阴离子的保留时间及分离效果受淋洗液的影响较大,选择合适的淋洗液对方法的建立至关重要。海产品中含有大量无机阴离子,要准确测定亚硫酸盐的含量,必须将与其他阴离子有效分离。离子色谱分析阴离子时最常用的淋洗液有Na2CO3/NaHCO3缓冲溶液和NaOH溶液。Na2CO3/NaHCO3缓冲溶液淋洗的强度比较大,但对于固定相亲和能力相近的离子和离子的分离效果不好;NaOH淋洗液的洗脱强度比Na2CO3/NaHCO3弱,且抑制产物是水,本底电导比较低,因此选择NaOH作为淋洗液。实验表明,以NaOH溶液作为淋洗液,梯度洗脱,能够使离子有效分离,且峰形良好。亚硫酸根与各阴离子的分离情况如图1所示。

图1 亚硫酸根与各阴离子的分离色谱图

2.2 样品前处理的选择

海产品含有较多的蛋白质、脂肪等有机大分子,这些大分子很容易堵塞色谱柱,影响检测结果及色谱柱的使用寿命。超声萃取、加热浸出等方法很难将蛋白质与脂肪除去,本实验尝试用水蒸气蒸馏对样品进行前处理。亚硫酸盐在酸性条件下易分解,释放出SO2,因此,在蒸馏时加入磷酸(1+1)溶液。而二氧化硫又极不稳定,在空气中很容易被氧化,蒸馏过程中需要进行氮气保护。离子在中性和碱性溶液中稳定,因此吸收液选用1%的甲醛氢氧化钠溶液,馏出液过滤后进离子色谱测定,同时做回收率实验。实验结果表明,完全除去了基质中的蛋白质和脂肪,防止了大分子进入色谱柱,且分离效果较好。

2.3 稳定剂的选择

很不稳定,在溶液中极易被氧化成,影响结果的准确度,根据有关资料[9-10],三乙醇胺、甘露醇和甲醛等均可用作稳定剂,且甲醛的稳定效果最好。本文选用甲醛作为稳定剂,加入甲醛的量为1%(体积分数),分别于12h、24h、48h、72h测定标准工作溶液和样品中的亚硫酸盐含量,测定结果表明,在48h内亚硫酸盐的含量较稳定。

2.4 线性范围与检出限

配置一系列的标准溶液,在选定的色谱条件下进样分析,以峰面积作为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线,结果表明,在0.5~50mg/L浓度范围内,线性关系良好,相关系数r2为0.9993。以3倍信噪比(S/N>3)计算得到的检出限(LOD)为1.0mg/kg。

2.5 重复性、精密度与回收率

对相同浓度的标准试样连续6次进样分析,结果见表1。相对标准偏差(RSD)为2.66%,说明本方法具有很好的稳定性和重复性。

表1 精密度实验(n =6)

按照1.2前处理步骤操作,对冻梭子蟹、紫石房蛤、干鳕鱼丝样品中添加不同浓度水平的进行回收率测定,结果见表2。利用本方法得到回收率为84.5%~101.3%,回收率较好。

表2 不同样品中测定结果及回收率实验

3 结论

采用水蒸气蒸馏法对海产品进行前处理,有效的去除了蛋白质、色素、脂肪等有机大分子。离子色谱法测定亚硫酸盐的残留量,通过改变淋洗液的条件,有效地消除了共存离子的干扰。离子色谱法不仅减少了国标方法中使用汞和铅等有毒试剂对操作者和环境的危害,且操作简单、重复性好、灵敏度高。

参考文献

[1] 陈飞东, 戴志远. 食品研究与开发, 2006, 127(8): 139-142.

[2] GB/T2760—2011, 食品添加剂使用卫生标准[S]. 中华人民共和国卫生部, 2011.

[3] GB/T5009.34—2003, 食品中亚硫酸盐的测定[S]. 中华人民共和国卫生部, 2003.

[4] 狄俊伟, 孟良荣, 高秀萍, 等. 苏州大学学报: 自然科学, 2000, 16(3): 68-71.

[5] 彭晓俊, 邓爱华, 庞晋山. 分析科学学报, 2012, 28(1): 83-86.

[6] 章剑扬, 陈利燕, 马桂芩, 等. 分析测试学报, 2014, 33(5): 578-582.

[7] 黄凯, 高俊永, 莫海涛, 等. 食品研究与开发, 2009, 30(9): 134-137.

[8] 罗建民, 王爱霞, 陈俊宇. 食品研究与开发, 2014, 35(4): 90-92.

[9] 牟世芬, 刘克纳. 离子色谱法及应用[M]. 北京:化学工业出版社, 2000: 55-58.

[10] 瞿国栋, 张金锐. 离子色谱法测定催化裂化再生烟气中的酸性成分[C]. 第六届全国离子色谱学术报告论文集. 1997: 35-36.