甲醛( forma ldehyde)是一种具有生物毒性的原生物质,有 致癌作用。工业用漂白剂甲醛次硫酸氢钠( 吊白块) 在弱酸 或弱碱条件下可分解成甲醛和次硫酸氢钠,具有肾毒性等多 种人体危害,中国严禁其作为添加剂用于食品中^[1]。由于其 具有防腐和改善食品感官性状作用,近年来常被非法使用于 米、面、水产品等食品中^[2]。目前我国对食品中吊白块的检 测尚无统一的国家标准,也无直接测定吊白块的检测方法,多 以测定食品中甲醛的含量和SO2 的定性来综合判断是否添加 吊白块,间接计算吊白块的含量; 为更好的完善检测方法,本 研究采用均匀性和代表性都较好的均匀设计法对甲醛测定的 实验条件进行优选。结果报道如下。

采用随机抽样的方法,在贵阳医学院后街集 贸市场随机采集销售的散装腐竹一式3份,每份0. 5 kg。

721型分光光度计(山东高密彩虹分析仪 器有限公司)、电子天平[PB303-N,梅特勒托利多仪器(上海) 有限公司)]。本实验所用试剂均为分析纯以上。甲醛标准 参考物质[中国国家环保总局标准样品研究所( GSB07- 1179 - 2000)] ,取10 mL浓样于250 mL容量瓶中,用纯水定容,稀 释后溶液浓度为( 1. 43±0. 11) μg /mL。

( 1)甲醛定性^[3]: 取10 g 粉碎样品加水80 mL于80 ℃ 水浴30 m in,加水至100 mL,过滤,取滤液5 mL于 试管中,加入100 g /L KOH 溶液2 mL,加入10滴显色剂,摇 匀; 样品溶液呈橘红色为阳性。( 2) 亚硫酸氢钠定性^[3]: 取10 g粉碎样品于测砷瓶中,加入20 mL水、20 mL盐酸,摇匀,室 温下放置15 m in; 期间观察是否有气泡产生,如有立即塞上预 先装有乙酸铅试纸片的测砷管,观察试纸颜色变化; 如无气泡 产生或气泡产生但乙酸铅试纸不变色,加入2 g 无砷锌粒,加 盖装有乙酸铅试纸片的测砷管,观察试纸颜色变化; 呈棕色至 黑色为阳性。( 3)预处理方法采用乙酸浸泡法^[4]。( 4) 甲醛 定量检测方法采用乙酰丙酮法^[5]。( 6 )标准曲线的制定^[3]: 取0、0. 5、1. 0、2. 0、3. 0、4. 0 mL甲醛标准使用液于10 mL比色 管中,用水稀释至5 mL,加入乙酰丙酮溶液5 mL,混匀,置沸 水浴中10 m in,冷却后以0 管调零,于435 nm 处测定其吸光 度值。R = 0. 999 7、b= 0. 018 43、a = 0. 002 1。回归方程为y = 0. 002 1+ 0. 0184 3x。

采用SPSS 11. 5 统计软件进行方差分析和 多元逐步回归分析。

甲醛和亚硫酸氢钠 定性结果: 来源于集贸市场的腐竹样品均呈阳性。

在本实验室前期工作基础上 发现^[6],推荐方法中使用的水蒸汽蒸馏法回收率波动较大, 且在蒸馏过程中样品中其他成分可生成甲醛,影响检测结果。 故根据吊白块在弱酸性溶液中可分解成甲醛与亚硫酸盐,采 用乙酸浸泡法进行样品预处理。根据甲醛的理化性质,选择 了3个影响因素: 乙酸浓度、浸泡时间、浸泡温度。

在参考本实验室前期工作基础 上^[6],样品检测所用方法是乙酰丙酮法,确定的观察因素为2个: 显色剂用量和显色反应时间。

在考虑了预处理和 定量检测过程中可能存在的影响因素后,确定了5个观察因 素: 乙酸浓度、浸泡时间、浸泡温度、显色剂用量、显色反应时 间,每个观察因素设定5个水平。

表 1 (Table 1)

表 1 影响因素及水平 因素 水平 1 2 3 4 5 乙酸浓度(%) 2 3.0 4 5.0 6 浸泡时间(h) 5 5.5 6 6.5 7 浸泡温度(℃) 20 40.0 60 80.0 100 显色剂用量(mL) 3 4.0 5 6.0 7 显色时间(min) 5 10.0 15 20.0 25

表 1 影响因素及水平

对于水平数较少的实验, 为增加结果可靠性,均匀设计法^[7] ( homogeneous design) 规定 实验的次数应为水平数的2 ~ 3 倍; 因此选择了5因素10水 平的均匀设计表U10 ( 105 )进行实验条件的优选。 根据以上实验方案测定的吸光度值和标准曲线回归方程 ( y= 0. 002 1+ 0. 0184 3x )计算得出甲醛含量如表 3。

表 2 (Table 2)

表 2 U10 ( 105 )均匀设计表 实验号 乙酸浓度(%) 浸泡温度(℃) 浸泡时间(h) 显色剂用量(ml) 显色反应时间(min) 1 6(5) 20(1) 6.5(4) 6.0(4) 15(3) 2 4(3) 40(2) 6.5(4) 3.0(1) 25(5) 3 3(2) 60(3) 5.5(2) 7.0(5) 25(5) 4 4(3) 40(2) 5.0(1) 6.0(4) 5(1) 5 2(1) 80(4) 7.0(5) 5.0(3) 20(4) 6 6(5) 80(4) 5.0(1) 5.0(3) 20(4) 7 5(4) 100(5) 6.0(3) 7.0(5) 10(2) 8 3(2) 100(5) 5.5(2) 3.0(1) 15(3) 9 2(1) 20(1) 6.0(3) 4.0(2) 10(2) 10 5(4) 60(3) 7.0(5) 4.0(2) 5(1) 注: 括号内为各因素各水平组成的试验方案。

表 2 U10 ( 105 )均匀设计表

表 3 (Table 3)

表 3 吸光度值和甲醛含量 编号 吸光度(435nm) 甲醛含量(ug) x A1 A2 A3 A1 A2 A3 1 1.480 1.480 1.460 80.190 80.190 79.105 79.828 2 1.520 1.530 1.510 82.360 82.903 81.818 82.360 3 1.340 1.320 1.310 71.594 71.508 70.966 71.689 4 1.520 1.510 1.510 82.360 81.818 81.818 81.999 5 1.400 1.410 1.400 75.849 76.392 75.849 76.030 6 1.390 1.410 1.400 75.306 76.392 75.849 75.849 7 1.400 1.420 1.410 75.849 76.934 76.392 76.392 8 1.430 1.440 1.450 77.477 78.020 78.562 78.020 9 1.520 1.520 1.530 82.360 82.360 82.903 82.541 10 1.540 1.530 1.540 83.445 82.903 83.445 83.264

表 3 吸光度值和甲醛含量

根据方差分析结果得出5个观察因素(乙酸 浓度、浸泡时间、浸泡温度、显色剂用量、显色反应时间)对甲 醛含量的影响均有统计学意义; 经多元逐步回归分析得出的 回归方程为: Y = 86. 190 + 45. 117X₁ + 0. 867X ₂ - 0. 056X ₃ - 1. 521X ₄ - 0. 241X₅,从方程式中可以看出,乙酸浓度,浸泡时 间越大,甲醛含量越高,浸泡温度,显色剂用量,显色反应时间 越小,甲醛含量越高。根据回归方程选取的最佳实验条件组 合为: 6%乙酸、20 ℃ 水浴、浸泡7 h、显色剂用量3 mL、沸水浴 下显色5 m in。将优化条件代入回归方程式,得计算的优化号 甲醛含量为88. 078 mg /kg。按α = 0. 01 时查表得Uα = 2. 5758,得y = 88. 078 ± 2. 5758 × 3. 8187,即甲醛含量的范围 为78. 242~ 97. 914 m g /kg。

在试验过程中,使用了活性炭和聚酰胺粉2种吸附剂,单 用聚酰胺粉色素吸附不完全,加用活性炭后色素完全去除,但 回收率为200% ~ 400%,效果不好,结果表明吸附剂对甲醛 含量测定有影响。

从多元逐步回归方程可知,甲醛检测含量与乙酸浓度、浸 泡时间呈正比关系; 与浸泡温度、显色剂用量、显色反应时间 呈反比关系。即乙酸浓度越高,浸泡时间越长,甲醛检测的含 量越高; 而浸泡温度、显色剂用量、显色反应时间在所选范围 内数值越小,甲醛检测的含量越高。5个因素对甲醛检测结 果的影响大小依次为: 乙酸浓度> 显色剂用量> 浸泡时间> 显色反应时间> 浸泡温度。

本实验室前期工作采用正交设计法筛选出食品中甲醛检 测的最佳试验条件为4%乙酸在60 ℃ 水浴6 h,显色剂使用 量为7. 5 mL。显色时间5 m in^[6]。在此基础上,扩大试验条 件范围,使用均匀设计法继续优选。2种方法优选出来的最 佳实验条件并不一致,均匀设计法优选出来的条件中,显色剂 使用量更少。从结果可以看出,本次优选出的试验条件均处 于实验水平的边缘,有必要扩大试验条件的优选范围,进一步 深入地探讨和研究。由于未按照优化条件安排试验,未得出 优化号的结果是否在预测范围内的结论,是本次研究的不足 之处。