2 国家糖业质量监督检验中心, 广东广州510316
2 China Sugar Inspection Center, Guangzhou 510316
亚硝酸盐作为防腐剂或发色剂应用在一些食品 中,一直被认定为具有一定的安全隐患。2008/09 年 制糖期,某知名奶制品企业检出其产品原料白砂糖 竟含有微量的亚硝酸盐,这一情况立即引起制糖相 关企业、行业协会、下游食品行业、科研机构等各 方关注。事实上,由于制糖工艺并没有使用到亚硝 酸盐作为食品添加剂或工业助剂,国内外糖业界, 包括检验机构、研究院校一直以来均认为食糖是不 含亚硝酸盐的,所以食糖系列产品标准中根本没有 这方面的限定。这并不能说明食糖产品标准制定得 不严谨,而是原则上服从各类默示标准与法规,自 动遵守GB2760-2011《食品安全国家标准 食品添加 剂使用标准》。食糖作为人们日常直接食用的甜味食 品,又是饮料食品和制药工业不可缺少的重要原料, 社会需求量极大,直接影响人民的食用安全,是关 系到国计民生的重要产品。食糖一旦存在安全隐患, 波及面会很广,甚至牵扯到下游众多食品不合格、 违规添加、安全事故等更严重的食品安全问题。因 此,开展食糖中亚硝酸盐检测新方法的探讨及标准 化研究相关工作迫在眉睫。
1 检测方法的选择食糖中亚硝酸盐检测原则上可参照国家标准 GB5009.33-2010《食品安全国家标准 食品中亚硝酸 盐与硝酸盐的测定》[1]进行,该标准规定了食品中 亚硝酸盐和硝酸盐的测定方法,适用于食品中亚硝 酸盐和硝酸盐的测定。从标准文本中可以看到,该 标准主要针对新鲜蔬菜、水果,肉类、蛋、水产及 其制品,乳粉、豆奶粉、婴儿配方粉等固态乳制品, 发酵乳、乳、炼乳及其它液体乳制品等食品,其余食品尚未涉及。在实际的分析过程中发现该标准的 针对性和可行性都不够,不能完全适用于食糖中亚 硝酸盐的测定。但其采用的测定方法(包括第1 法 离子色谱法和第2 法分光光度法)从测定原理上完 全可适用于食糖中亚硝酸盐的测定。因此,可选择 离子色谱法和分光光度法作为检测方法用于食糖中 亚硝酸盐的检测方法。
同时选择离子色谱法和分光光度法的原因还在 于:离子色谱法虽操作简单,准确度高,检出限低, 但其需要专业的分析检测仪器,且检测成本偏高, 适合大型检测机构、科研院所进行食糖中亚硝酸盐 的检测及相关课题的研究;分光光度法虽操作较为 复杂,准确度较低,检出限较高,但不需要专业的 分析仪器,且检测成本较低,一般的糖厂化验室都 具备条件可自行开展食糖产品(或在制品)中亚硝 酸盐的分析测定。
2 检测方法的确定 2.1 离子色谱法 2.1.1 原理食糖试样采用相应的方法提取和净化,以氢氧 化钠溶液为淋洗液,阴离子交换柱分离,电导检测 器检测。保留时间定性,外标法定量。该法适用于 以甘蔗、甜菜等为原料生产的白砂糖、绵白糖、赤 砂糖等食糖中亚硝酸盐的测定。
2.1.2 试剂材料超纯水: 电阻率> 18.2 MΩ·cm; 氢氧化钠 (NaOH):分析纯;亚硝酸根离子(NO2-)标准溶液(100 mg/L,水基体);亚硝酸盐(以NO2-计,下同)标 准使用液:准确移取亚硝酸根离子(NO2-)标准溶液 1.0 mL 于100 mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,此 溶液每1 L 含亚硝酸根离子1.0 mg。
2.1.3 仪器和设备离子色谱仪:包括电导检测器,配有抑制器, 高容量阴离子交换柱,25 μL 定量环;超声波清洗 器;食物粉碎机;天平:感量为0.1 mg、1 mg;离 心机:转速≥10000 r/min,配离心管;0.22 μL 水性 滤膜针头滤器;C18 柱净化柱;注射器:1.0 mL、 2.5 mL。所有玻璃器皿使用前均需依次用2 mol/L 氢氧化钾和水分别浸泡4 h,然后用水冲洗3~5 次, 晾干备用。
2.1.4 分析步骤 2.1.4.1 试样预处理取0.5 kg 食糖试样,混匀,按四分法取样,取 样量为100 g。(冰糖、方糖、冰片糖等块状或片状 食糖,则需粉碎后再进行混匀取样)。
2.1.4.2 提取取均匀食糖试样5.00 g(精确到0.01g),以30 mL 水溶解洗入50 mL 容量瓶中,超声提取30 min, 每隔5 min 振摇一次。加水稀释至刻度,备用(如 溶液浑浊,经滤纸过滤后,取部分溶液于10000 r/min 离心5 min,上清液备用)。
取上述备用液约15 mL,通过0.22 μm 水性滤 膜针头滤器、C18 柱,弃去前面3 mL,收集后面洗 脱液待测。
固相萃取柱使用前需进行活化,如使用 OnGuard II RP 柱(1.0 mL),其活化过程为:OnGuard II RP 柱(1.0 mL)使用前依次用10 mL 甲醇、15 mL 水通过,静置活化30 min。
2.1.4.3 参考色谱条件(1)色谱柱:氢氧化物选择性,可兼容梯度洗 脱的高容量阴离子交换柱,如 Dionex IonPac AS19 4 mm×250 mm(带IonPacAG19 型保护柱4 mm×50 mm),或性能相当的离子色谱柱。
(2)淋洗液:氢氧化钠溶液,浓度为10~50 mmol/L ; 洗脱梯度为10 mmol/(L·10min) 、50 mmol/(L·15min) 、10 mmol/(L·5min) ; 流速1.0 mL/min。
(3)抑制器:连续自动再生膜阴离子抑制器或 等效抑制装置。
(4)检测器:电导检测器,检测池温度35℃。
(5)进样体积:25 μL(可根据试样中被测离 子含量进行调整)。
2.1.4.4 测定 2.1.4.4.1 标准曲线移取亚硝酸盐标准使用液,加水稀释,制成系 列标准溶液,含亚硝酸根离子浓度为0.00、0.02、 0.04、0.06、0.08、0.10、0.15、0.20 mg/L 的标准溶 液,从低到高浓度依次进样。以亚硝酸根离子或硝 酸根离子的浓度(mg/L)为横坐标,以峰面积为纵坐 标,绘制标准曲线或计算线性回归方程。图1 为亚 硝酸根标准溶液的色谱图(在实际测定中,为减少 其它峰的干扰,特提供6 种常见阴离子标准溶液的 色谱图)。
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图1 6 种常见阴离子标准溶液的色谱图 |
吸取试样溶液25 μL,在相同工作条件下,依次 注入离子色谱仪中,记录色谱图。根据保留时间定 性,测量样品的峰面积。
试样中亚硝酸盐(以NO2-计)含量按式(1) 计算。
式中: X ——试样中亚硝酸根离子的含量 (mg/kg)。
c ——测定用试样溶液中的亚硝酸根离子浓度 (mg/L)。
V ——试样溶液体积(mL)。
f ——试样溶液稀释倍数;m——试样取样量 (g)。
以重复性条件下获得的2 次独立测定结果的算 术平均值表示,结果保留3 位有效数字。根据3 倍 信噪比(S/N=3)计算得出本法亚硝酸盐检出限为 0.05 mg/kg。
2.1.5 方法精密度试验取4 个食糖样品,重复测定6 次,计算相对标 准偏差,结果见表1。
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表1 精密度测定结果(n=6) |
取3 个食糖样品,配制好样液后,加入一定量 的亚硝酸盐标准使用液,测定其含量并计算回收率, 回收率在97.0%~102.0%之间,结果见表2。
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表2 样液的加标回收率 |
食糖试样经处理后,在弱酸条件下亚硝酸盐与 对氨基苯磺酸重氮化后,再与盐酸萘乙二胺偶合形 成紫红色染料,外标法测得亚硝酸盐含量。该法适 用于白砂糖、绵白糖,单晶冰糖等颜色较浅的食糖 中亚硝酸盐的测定。
2.2.2 试剂和材料亚铁氰化钾溶液(106 g/L):称取106.0 g 亚铁氰化钾,用水溶解,定容至1000 mL。
乙酸锌溶液(220 g/L):称取220.0 g 乙酸锌,加 30 mL 冰醋酸和适量水溶解,定容至1000 mL。
对氨基苯磺酸溶液(4 g/L):称取0.4 g 无水对氨 基苯磺酸,用适量20%(v/v)盐酸溶液溶解并定容至 100 mL,混匀后置棕色瓶中避光保存。
盐酸萘乙二胺溶液(2 g/L):称取0.2 g 盐酸萘乙二胺,加水溶解后定容至100 mL,混匀后置棕色瓶中避光保存。
亚硝酸钠标准溶液(200 μg/mL): 准确称取 0.1000 g 于110~120℃干燥恒重的亚硝酸钠,加水 溶解移入500 mL 容量瓶中,加水稀释至刻度,混匀。
亚硝酸钠标准使用液(5.0 μg/mL):临用前吸取 亚硝酸钠标准溶液5.00 mL,置于200 mL 容量瓶中, 加水稀释至刻度。
除非另有规定,本方法所用试剂均为分析纯。 水为GB/T 6682 规定的二级水或去离子水。
2.2.3 仪器和设备电子天平:感量为0.1 mg、10 mg;分光光度计 (波长范围:340~1000 nm);恒温干燥箱。
2.2.4 分析步骤 2.2.4.1 试样的预处理(同2.1.4.1) 2.2.4.2 提取称取试样10.00 g(精确至0.01 g),以适量水溶 解入100 mL 容量瓶中,加入5mL 亚铁氰化钾溶液, 摇匀,再加入5 mL 乙酸锌溶液,然后加水至刻度, 摇匀,放置30 min,上清液用滤纸过滤,弃去初滤 液10 mL,滤液备用。
2.2.4.3 测定吸取50.0 mL 上述滤液于50 mL 带塞比色管中。 另吸取0.0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0 mL 亚硝酸钠标准使用液(相当于0.0、0.5、1.0、2.0、 3.0、4.0、5.0、7.5、10.0 μg 亚硝酸钠),分别置于 50 mL 带塞比色管中,加水至50 mL。于标准管与 试样管中分别加入2 mL 对氨基苯磺酸溶液,混匀, 静置3~5 min 后各加入1 mL 盐酸萘乙二胺溶液, 加水至刻度,混匀,静置15 min,用2 cm 比色皿, 以零管调节零点,于波长538 nm 处测吸光度,绘制 标准曲线比较。同时做试剂空白。
亚硝酸盐(以亚硝酸钠计)的含量按式(2)进 行计算。
式中:X ——试样中亚硝酸钠的含量(mg/kg)。
A1 ——测定用样液中亚硝酸钠的质量(μg)。
m ——试样质量(g)。
V1 ——测定用样液体积(mL)。
V0 ——试样处理液总体积 (mL)。
以重复性条件下获得的2 次独立测定结果的算 术平均值表示,结果保留3 位有效数字。按吸光度 Abs = 0.010 时所对应的亚硝酸盐浓度计算出本法亚 硝酸盐检出限为0.1 mg/kg。
2.2.5 方法精密度试验取4 个食糖样品,重复测定6 次,计算相对标 准偏差,结果见表3。
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表3 精密度测定结果(n=6) |
取3 个食糖样品,配制好样液后,加入一定量 的亚硝酸盐标准使用液,测定其含量并计算回收率, 回收率在92.0%~104.0%之间,结果见表4。
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表4 样液的加标回收率 |
取10 个食糖样品,分别用离子色谱法与分光光 度法对其亚硝酸盐含量进行测定,然后对2 组测定 数据进行F 检验和t 检验[2]。经计算,F 检验和t 检 验均通过,说明了2 种方法测定结果差异不显著(表 5)。
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表5 本法与国标法的测定结果比较 |
行业标准《食糖中亚硝酸盐的测定》是依据中 国轻工业联合会中轻联综[2011] 353 号“关于印发 《二〇一一年轻工业制定、修订行业标准项目计 划》”下达的行业标准制修订项目,计划编号为 2011-2618T-QB。
该标准是依据GB/T1.1-2000《标准化工作导则 第1 部分:标准的结构和编写规则》及GB/T1.2-2002 《标准化工作导则第2 部分:标准中规范性技术要 素内容的确定方法》规定进行编写,遵循先进性、 科学性、实用性的原则对相关指标进行制定,注重 科学性和可操作性的结合,利于推广应用。标准制 定参考《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸 盐的测定》有关内容,同时充分考虑食糖特点和企 业现状,以达到稳定和提高糖品质量的目的,适应 市场经济的需要。
目前,该标准已通过专家审定会,并计划于 2014 年3 月上报工信部批准实施。
4 结语本项研究是国内为数不多的使用大型分析仪器 进行的食糖样品分析检测,该研究有针对性地对食 糖中亚硝酸盐检测方法进行探讨,同时分析食糖产 品中亚硝酸盐含量,填补数据空白,有利于制糖行 业掌握食糖中亚硝酸盐含量情况。目前,该方法已 陆续推广到各大检测机构进行实际样品的分析研究 工作,相应的方法标准也正处于审定待报批阶段, 有望尽快发布实施并借以稳定和提高糖品质量,适 应市场经济的需要。该标准的发布实施对于制糖行 业严把食糖食用安全关、消除食糖安全隐患、提高 食糖质量、推动消费具有不可低估的作用,而其在 维系政府公信力方面产生的效益更是无法估量。
[1] | 中国国家标准化管理委员会.GB5009.33-2010 食品安 全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定[S]. 北 京:中国标准出版社,2010.(![]() |
[2] | 汪荣鑫.数理统计[M].西安:西安交通大学出版社, 1986:259.(![]() |