離子色譜法測定乳及乳制品中硫氰酸根含量

李紅敏，陳霞，王靜，趙爽

（新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，新疆石河子832000）

離子色譜法測定乳及乳制品中硫氰酸根含量

李紅敏，陳霞，王靜，趙爽

（新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，新疆石河子832000）

建立乳及乳制品中硫氰酸根的離子色譜分析方法。樣品經(jīng)提取凈化后，采用Dionex IonPac AS11-HC陰離子分析柱進行分離，電導(dǎo)檢測器進行檢測，梯度洗脫，外標法定量。結(jié)果顯示：硫氰酸根質(zhì)量濃度在0.10μg/mL～5.0μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。硫氰酸根在不同添加水平中平均回收率為85.3%～110%，相對標準偏差為2.36%～4.52%，檢出限為純牛奶中0.19mg/kg，乳粉中1.55mg/kg。

硫氰酸根；離子色譜；乳及乳制品

硫氰酸鹽是硫氰酸根離子SCN-所成的鹽，常見的包括無色的硫氰酸鉀、硫氰酸鈉、硫氰酸銨和硫氰酸汞。當在牛乳中添加一定量的過碳酸鈉和硫氰酸鈉后，過氧化氫會將硫氰酸根離子氧化成為亞硫氰酸，亞硫氰酸離子會特異性地與細菌體表面游離的巰基基團反應(yīng)，進而使細菌必需的代謝酶失去活性，從而阻斷了細菌的代謝繁殖，因此能夠?qū)ιr乳起到保鮮防腐的作用[1]。然而，硫氰酸鹽對健康有一定的損害。它可抑制體內(nèi)甲狀腺對碘的吸收，造成碘缺乏進而造成甲狀腺腫大[2]。另外，它在體內(nèi)釋放的氰根離子能很快與細胞色素氧化酶中的三價鐵離子結(jié)合，抑制該酶的活性，使組織不能利用氧，導(dǎo)致不同程度的中毒癥狀。2008年12月衛(wèi)生部發(fā)布的第一批“違禁及濫用食品添加劑品種名單”中明確規(guī)定，乳及乳制品中硫氰酸鈉屬于違法添加物質(zhì)。乳制品中硫氰酸根的檢驗方法較多，有分光光度法[3]、電位滴定法[4]、動力學(xué)光度法[5]和離子色譜法[6]等。離子色譜（IC）由于其具有選擇性好、靈敏度高、快速、簡便，可同時測定多個組分等優(yōu)點已被廣大用戶所接受并普遍使用，本文旨在建立電導(dǎo)檢測器陰離子交換色譜測定硫氰酸根的方法，達到有效監(jiān)控乳及乳制品中硫氰酸根含量的目的。

1 材料與方法

1.1 試劑與材料

硫氰酸鉀：KSCN，純度>98.5%，ANPEL科學(xué)儀器有限公司-上海；冰乙酸：分析純，天津市致遠化學(xué)試劑有限公司；實驗用水均為超純水：電阻率18.25MΩ·cm。

固相萃取小柱：ProElutC18柱（500mg/6mL，30/pk），使用前依次用5mL甲醇和10mL水活化；SPEAg/Na復(fù)合柱（1.0 cc），使用前用20mL超純水活化，靜置0.5h后使用。

所有玻璃器皿使用前均需要依次用2 mol/L氫氧化鉀和水分別浸泡4 h，然后用水沖洗3次～5次，晾干備用。

1.2 儀器與設(shè)備

ICS-5000型離子色譜儀：美國戴安公司；配有淋洗液自動發(fā)生裝置、電導(dǎo)檢測器、抑制器（ASRS-4mm）及Chromeleon 6.80中文版色譜工作站；優(yōu)普超純水制造系統(tǒng)：成都超純科技公司；AllegraTM25Rcentrifμge離心機：美國熱電公司；超聲波清洗儀（型號250LH）：上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司；食物粉碎機、電子天平：上海梅特勒－托利多儀器有限公司。

1.3 色譜條件

色譜柱：DIONEX IonPac AS11-HC（4×250mm）分析柱，IonPac AG11-HC保護柱（4mm×50mm），以及DIONEX IonPac AS16（4×250mm）分析柱，IonPac AG16保護柱（4mm×50mm）；淋洗液：KOH淋洗液梯度淋洗；流速1.0mL/min；外接水模式抑制器抑制模式，抑制器：ASRS-4mm，電流175mA；系統(tǒng)壓力：約1 600 psi；電導(dǎo)檢測器溫度：35℃；柱溫：30℃；進樣體積：50μL。梯度淋洗條件見表1。

1.4 樣品處理

1.4.1 液體乳樣品

稱取純牛奶樣品5.00 g于50mL容量瓶內(nèi)，加入超純水40mL，搖勻，超聲30min，加入3%冰乙酸溶液，于4℃冰箱中放置20min，取出放置至室溫，加水稀釋至刻度。樣液經(jīng)濾紙過濾，取上清液通過0.22μm水相針式濾器，過C18柱去除脂肪，棄去前面3mL洗脫液，收集后面的洗脫液過Ag/Na復(fù)合小柱以消除氯離子和金屬離子的影響，收集最后的洗脫液于離子色譜專用進樣瓶中待測。

1.4.2 乳粉樣品

稱取乳粉樣品2.00 g于50mL容量瓶內(nèi)，加入40mL超純水溶解，以下同1.4.1操作。

1.5 標準曲線及檢出限

硫氰酸根標準溶液的配制：準確稱取于80℃烘箱內(nèi)烘干2 h的硫氰酸鉀標準品1.673 2 g置于1 000mL容量瓶中，用超純水配置為1 000mg/L標準工作液。取硫氰酸鉀的標準工作液1.00mL于100mL容量瓶中，用超純水稀釋為10.0mg/L標準工作液，并逐級稀釋成5.0、2.0、1.0、0.50、0.20、0.10mg/L系列標準工作液，在選定的色譜條件下測定，以進樣質(zhì)量濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標，進行線性回歸計算，得到硫氰酸根的線性方程和相關(guān)系數(shù)。計算3倍噪信比（S/N≥3）和10倍信噪比（S/N≥10）時所對應(yīng)的樣品質(zhì)量濃度，分別作為方法的檢出限（LOD）和定量限（LOQ）。

1.6 方法回收率及精密度實驗

采用對陰性樣品進行加標回收試驗來考察方法的準確度和精密度，即對本底不含硫氰酸根的陰性純牛奶樣品和嬰幼兒乳粉樣品，分別添加相當于0.1、0.5、5.0mg/kg的硫氰酸根標準溶液，按照1.4節(jié)進行樣品前處理，在1.3節(jié)的色譜條件下測定，計算樣品加標回收率。每個添加水平連續(xù)重復(fù)進樣6次，測得各組分的峰面積，計算其相對標準偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白質(zhì)沉淀劑的優(yōu)化

由于離子色譜法分離、測定乳制品的難點在于乳制品中高濃度的脂肪和蛋白帶來的基質(zhì)干擾，殘留多余的脂肪和蛋白與淋洗液KOH發(fā)生皂化反應(yīng)，導(dǎo)致基線產(chǎn)生較大波動并影響色譜柱的分離效果，對色譜柱壽命也有不利影響，進而影響試驗結(jié)果[7]。查閱相關(guān)文獻，沉淀劑的選擇主要包括以下幾種：3%乙酸[8]、乙腈[9]、丙酮[10]等有機溶劑以及乙酸鋅和亞鐵氰化鉀等。首先乙酸鋅和亞鐵氰化鉀適用于常規(guī)分析中的去除蛋白，它們本身在電導(dǎo)檢測器都會有很高的電導(dǎo)值響應(yīng)，對離子色譜的分析干擾比較大，所以考慮使用有機試劑。實驗表明3%乙酸和乙腈的沉淀效果都很好，但是由于乙腈的毒性較大，本著操作安全，毒性小，對操作人員影響小的原則，本實驗選擇3%乙酸作為去除蛋白的沉淀劑。

2.2 離子色譜柱的選擇

通過查閱相關(guān)文獻，本方法比較采用了美國戴安公司IonPac AS11-HC（4×250mm）分析柱、IonPac AS16（4×250mm）分析柱檢測硫氰酸根，離子色譜條件參照1.3，檢測結(jié)果分別見圖1。

比較以上2張色譜圖發(fā)現(xiàn)，IonPacAS16（4×250mm）離子色譜柱對于硫氰酸根的分離效果不是十分理想。因為AS11-HC與AS16的柱填料都是大孔的乙基乙烯基苯-二乙烯基苯（EVB-DVB）聚合物[11]，但是AS11-HC的柱容量比AS16大，乳膠交聯(lián)度和疏水性比AS16高，所以AS11-HC在分離硫氰酸根時峰型尖銳對稱，能夠滿足樣品定性定量的檢測要求。

2.3 標準曲線及檢出限

采用外標法定量，在上述儀器條件下進行測定，以離子色譜峰面積y對質(zhì)量濃度x繪制標準曲線，見圖2。

硫氰酸根在0.10μg/mL～5.0μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，線性方程為y=0.432 6x-0.018 41相關(guān)系數(shù)均為0.999 8。以信噪比3∶1確定檢出限，硫氰酸根在純牛奶中的檢出限為0.19mg/kg，在乳粉中的檢出限為1.55mg/kg。以信噪比10∶1確定定量限，硫氰酸根在純牛奶中的定量限為0.627mg/kg，在乳粉中的定量限為5.12mg/kg。

2.4 方法回收率及精密度實驗

按照1.6的方法進行回收率和精密度實驗，樣品加標回收率見表2。

結(jié)果顯示，在不同加標水平下，硫氰酸根回收率為85%～110%，相對標準偏差≤5.0%。

2.5 實際樣品的測定

利用本方法對超市中采購的各品牌的純牛奶共計6個樣品，以及成人家庭裝奶粉和嬰幼兒配方奶粉各3個樣品進行了檢測，檢測結(jié)果見表3。

由表3可見，在純牛奶樣品中檢出的硫氰酸根含量都很低，而在乳粉中則是嬰幼兒配方乳粉中的硫氰酸根含量偏低，成人家庭裝乳粉中含量較高。而天然硫氰酸根的含量受奶牛品種、個體、飼養(yǎng)類型等因素影響，因而有很大差異，健康奶牛的奶中平均含硫氰酸根0.90mg/kg，范圍為0.40mg/kg～22mg/kg[12]。由于奶粉經(jīng)過濃縮而得，其天然存在的硫氰酸根含量會相應(yīng)提高。樣品圖譜見圖3。

3 結(jié)論

本試驗通過對樣品的前處理和離子色譜法的色譜條件進行優(yōu)化和改進，硫氰酸根的分離效果較好，精密度和回收率均符合分析要求，干擾小，毒性低，對操作人員的健康影響小，可為乳及乳制品中硫氰酸根的快速測定提供參考。

[1]顧欣,黃士新,李丹妮,等.乳中硫氰酸鹽對人類健康的風(fēng)險評估[J].中國獸藥雜志,2010,44(9):45-49,52

[2]孟利.高效陰離子交換色譜法測定生鮮乳中硫氰酸鹽的含量[J].食品科學(xué),2010,31(6):227-229

[3]李衛(wèi)群,單勝艷.分光光度法測定乳與乳制品中硫氰酸鈉的含量[J].中國食品添加劑,2010(3):240-243

[4]曾云龍,唐春然.直接電位法測定工業(yè)廢水中的硫氰酸根離子[J].分析實驗室,2001,20(3):66-68

[5] 王丹慧,高娃,李梅.原料乳中硫氰酸鈉摻假定性檢測方法[J].中國乳品工業(yè),2008,36(7):57-58

[6]楊一剛.離子色譜測定乳制品中硫氰酸鈉含量[J].食品工程,2012 (2):55-57

[7]胡桂林,薛志清,張河霞,等.氣相色譜法測定牛奶和奶粉中的硫氰酸鹽[J].中國乳品工業(yè),2010,38(10):54-56

[8]中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 5009.33-2010,食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定[S].北京:中國標準出版社,2010

[9]崔曉青,姜芳,劉江梅,等.離子色譜檢測乳制品亞硝酸鹽及硝酸鹽前處理乙腈和乙酸沉淀法對比研究[J].輕工科技,2013,179 (10):19-20

[10]楊麗婧,梁琪.,離子色譜法測定乳粉中硫氰酸鈉前處理方法的研究[J].青海大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2013,31(2):32-34

[11]牟世芬,劉克納.離子色譜方法及應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2004:16-17

[12]李靜,王雨,梁立娜.混合模式色譜柱離子色譜法同時測定奶粉中的碘離子和硫氰酸根[J].色譜,2010,128(4):422-425

Determination of Root Thiocyanate Content in Milk and Milk Powder by Ion Chromatography

LIHong-min，CHENXia，WANG Jing，ZHAOShuang
（Food Quality Supervision and Testing Center of Ministry of Agriculture，Xinjiang Academy of Agricultural Reclamation Science，Shihezi832000，Xinjiang，China）

A method was established to determine Root thiocyanate content in milk and milk powder by IonChromatography. The samples were separated with an Dionex IonPac AS11 -HC anion analysis column bygradient elution after extraction and purification， then detected by conductivity detector， and quantified byexternal standard method. A good linear relationship was established in the Root thiocyanate concentration rangeof 0.10 μg/mL-5.0 μg/mL. The recovery rates of Root thiocyanate from different spiked samples were in therange of 85.3 %-110 % with relative standard deviations （RSD） of 2.36 %-4.52 %.The limit of detection forRoot thiocyanate in the pure milk was 0.19 mg/kg， in the milk powder was 1.55 mg/kg.

Root thiocyanate；Ion Chromatography；milk and milk powder

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.07.020

2014-09-02

國家科技支撐項目（2012BAD43B03）

李紅敏（1981—），女（漢），實驗師，本科，研究方向：食品質(zhì)量安全檢測與色譜分析。