干式化學分析法在食品中亞硝酸鹽快速檢測的應用研究
□ 李亞茹 陳金輝 董珍澤 北京華益精點生物技術有限公司
亞硝酸鹽具有抑制肉毒梭狀芽孢桿菌產生的效果,能起到使食品發色及增加風味的作用,作為一種防腐劑和發色劑被廣泛應用于肉制品及其他食品加工過程中。另外,亞硝酸鹽還是氮循環的中間產物,極具不穩定性且廣泛存在于各類食品中。但是,如果食品中亞硝酸鹽含量超標,就會產生有毒有害物質,對人體有一定傷害,主要表現在以下2個方面:第一,亞硝酸鹽可以將血紅蛋白氧化,生成高鐵血紅蛋白,導致組織缺氧,嚴重的可能造成生命危險;第二,亞硝酸鹽還可以和次級胺(仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸)反應,形成亞硝胺類,從而誘發消化系統癌變。因此,亞硝酸鹽含量是食品安全重要檢測指標之一,其檢測方法也成了研究熱點。食品中亞硝酸鹽的檢測方法有很多種,主要有分光光度法、離子色譜法、熒光法、示波極譜法、催化動力學法、氣相色譜法等檢測方法等,中國國家標準采用的是分光光度法和離子色譜法。這些測定亞硝酸鹽含量的方法都是使用大型儀器來分析,操作比較復雜,檢測時間長。因此研究簡單易操作檢測亞硝酸鹽含量的方法具有實際意義。
本實驗研究檢測食品中亞硝酸鹽的干化學試紙,并將其和干式化學分析儀配套使用,將干式化學試紙顯色技術與顏色傳感器相結合,檢測試紙顏色的變化,通過軟件計算,快速準確地得到食品中亞硝酸鹽的含量,而且不需要大型儀器,操作簡單,可以現場測試,實驗數據準確,為食品中亞硝酸鹽的檢測提供一種簡便可行的檢測方法。
材料準備與實驗過程
材料與試劑包括鹽酸萘乙二胺,分析純的氨基苯磺酸、硼砂、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、冰乙酸、亞硝酸鈉,蒸餾水。主要儀器包括722型紫光柵分光光度計(山東高密彩虹分析儀器有限公司)、HH-S數顯電熱恒溫水浴鍋(上海博迅實業有限公司醫療設備廠)、電子天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)、鼓風干燥箱(上海一恒科技有限公司)。試驗方法是采用食品中亞硝酸鹽干化學試紙來生產與檢測。
溶液A:稱取2.00g試劑NAF-2,加入100mL乙酸,用甲醇溶解并定容至1000mL;溶液B:稱取4.00g FIT-6,1.00g WED-1用去離子水溶解并定容至1000mL。將材料裁成20×28cm的長紙條,浸泡于一定量的溶液A中20min,于60℃恒溫干燥箱中烘干,約30min;后于溶液B中浸泡20min,于60℃恒溫干燥箱中烘干,約40min;將顯色試紙切割成8×8mm的試紙片粘貼于長形硬白紙板上。將制作好的試紙條放在鋁箔袋中,密封后低溫(2~6℃)、干燥、避光保存,食品中亞硝酸鹽干化學試紙就制成了。
準確稱取0.100g亞硝酸鈉,用蒸餾水溶解并定容至100mL,即為100mg/L(以亞硝酸鈉計),用上述溶液配制濃度分別是0.00、1.00、3.00、5.00、10.00、20.00、50.00mg/L的亞硝酸鈉標液,取食品中亞硝酸鹽干化學試紙平放于桌面上,用移液器取35μL標液,滴加于試紙檢測區的中心位置,3~5min后目視觀察顯色情況。
采用干式化學分析儀測試法檢測食品中的亞硝酸鹽的含量并繪制標準曲線圖。配制濃度分別是0.00、0.20、0.50、0.75、1.00、1.50、2、3.50、5.00、7.50、10.00、20.00mg/L的亞硝酸鈉標液,取1條食品中亞硝酸鹽檢測試紙,放于試條座中,用移液器取35μL標液,滴加于試紙檢測區的中心位置,并立即將試條座推入食品安全干式化學分析儀中,開始測試,每個濃度測試4個平行,其中3個濃度測試16個平行,每個平行保留60組數據。將數據進行整理,并用特定的軟件處理,繪制標準曲線。
采用國標法測試食品中亞硝酸鹽的含量并繪制標準曲線圖。準確移取亞硝酸鹽標準使用液(5mg/L)0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、1.8、2.0mL分別置于10mL帶塞比色管中,分別加入2mL對氨基苯磺酸溶液(4g/L),靜置3~5min后,加入1mL鹽酸萘乙二胺溶液(2g/L),加水至刻度,搖勻,靜止15min,用1cm比色皿,調節零點,于波長538nm處測吸光度,繪制標準曲線。之后,將兩種測試方法的結果進行準確度的比較。
結果與分析
干化學試紙的生產與測試

圖1 食品中亞硝酸鹽干 圖2 食品中亞硝酸鹽干化學試紙目視測試
化學試紙成品食品中亞硝酸鹽干化學試紙成品見圖1,不同濃度的亞硝酸鈉標液與試紙反應后,顯色情況見圖2。從圖2可以看出,亞硝酸鈉標液和試紙反應后顯紫紅色,且色階明顯,亞硝酸鈉濃度越大,顯色越深,即顏色深淺與亞硝酸鈉濃度呈正相關。
干式化學分析儀將化學干式試紙條顯色技術與顏色判別技術相結合,檢測干式試紙條顏色的變化,用RGB值表示,RGB值與待測物質的含量存在一定的對應關系,通過上位機根據不同的檢測項目進行換算,就可以得出物質的含量。
繪制干式化學分析儀測試曲線

圖3 亞硝酸鈉標準曲線(干式化學分析儀法)
繪制國標法測試曲線

種測試方法結果的比較
兩種方法測試結果見表1,從表1中可以看出,干式化學分析儀測試結果和國標法的測試結果沒有顯著性差異,而且2臺儀器之間的測試結果也沒有顯著性差異,RSD≤20%,結果表明,本文采用的測試方法所得結果準確可靠,可以用于亞硝酸鈉的快速檢測。

結論與期望
食品中亞硝酸鹽干化學試紙和亞硝酸鈉反應,顯紫紅色,且色階明顯,將試紙用于干式化學分析儀,所得曲線相關系數R2達到0.99以上,與國標法測試結果基本一致,相對偏差符合要求。由此可見,此種方法可以應用到食品中亞硝酸鹽含量的初步檢測中,為食品安全檢測部門提供數據依據。但是本實驗并沒有用實際樣品進行測試,下一步需要對樣品前處理方法、加標回收率等進行研究,以期為食品中亞硝酸鹽含量檢測提供一種操作簡單、耗時短、結果準確的檢測方法。

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