毛細管電泳-非接觸式電導檢測器測定小麥粉、粉絲中甲醛次硫酸氫鈉殘留

郭啟雷，穆同娜，吳燕濤，于曉瑾，宋 杰，周 靖，楊紅梅

毛細管電泳-非接觸式電導檢測器測定小麥粉、粉絲中甲醛次硫酸氫鈉殘留

郭啟雷，穆同娜，吳燕濤，于曉瑾，宋 杰，周 靖，楊紅梅

（國家食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗中心，北京 100094）

采用毛細管電泳-非接觸式電導檢測器，建立小麥粉、粉絲中非食用物質(zhì)甲醛次硫酸氫鈉（吊白塊）殘留的直接測定方法。本方法無需將甲醛次硫酸氫鈉轉(zhuǎn)化為甲醛，其測定結果不受食品中甲醛本底含量的干擾。本方法采用水超聲提取，甲醛次硫酸氫鈉在1.00～200 μg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈線性關系（r2=0.999 8），在小麥粉、粉絲中的定量限為10 mg/kg；加標量為20～100 mg/kg時，加標回收率為84.0%～94.7%，相對標準偏差小于5%。本方法操作簡單、快速，準確可靠，為小麥粉和粉絲中甲醛次硫酸氫鈉的檢測提供了新的技術手段。

毛細管電泳；非接觸式電導檢測器；甲醛次硫酸氫鈉；直接測定

甲醛次硫酸氫鈉（NaHSO2CH2O·2H2O）俗稱吊白塊或雕白粉，是一種白色塊狀或結晶性粉粒的有機化合物，甲醛次硫酸氫鈉在高溫及低酸條件下會分解為甲醛和二氧化硫等有害物質(zhì)，具有強還原性，主要作為印染工業(yè)中的拔色劑、橡膠合成及制糖工業(yè)中的漂白劑[1]。人若誤食甲醛次硫酸氫鈉則會產(chǎn)生噴嚏、咳嗽、視物模糊、頭暈、上腹痛、嘔吐、呼吸困難等甲醛急性中毒癥狀，一次性食用10g就會有生命危險[2-4]。國家已明令禁止將甲醛次硫酸氫鈉加入食品中，近年來一些不法商販在經(jīng)濟利益的驅(qū)使下將其違法添加在腐竹、粉絲、面粉、竹筍等食品中，以達到改善感觀性狀、漂白、防腐的作用，嚴重損害了消費者的身體健康[5-7]。

目前對甲醛次硫酸氫鈉的檢測有間接法[8-11]和直接法[12-13]。間接法是在酸性條件下，將甲醛次硫酸氫鈉轉(zhuǎn)化為甲醛和二氧化硫，再用分光光度或高效液相色譜的方法檢測甲醛，折算成甲醛次硫酸氫鈉的質(zhì)量。對于測定結果的判定，要同時考慮樣品中甲醛和二氧化硫的本底值，同時還要考察二者的比例是否與1∶1的理論值相吻合[14-15]。這種方法不但費時費力，而且甲醛、二氧化硫的測定受到很多因素的干擾。在現(xiàn)有相關檢測方法中，GB/T 21126—2007《麥粉與大米粉及其制品中甲醛次硫酸氫鈉含量的測定》[16]中規(guī)定甲醛含量不超過10 μg/g時，報告結果為未檢出。DB35/T 638—2005《腐竹中次硫酸氫鈉甲醛的測定》[17]中規(guī)定當腐竹中甲醛含量≤20 mg/kg，視為未檢出。直接法是采用離子色譜法直接測定甲醛次硫酸氫根，比如安徽省地方標準DB34/T 1108—2009《米線中甲醛次硫酸氫鈉（吊白塊）的測定：離子色譜法》[18]。直接法的優(yōu)勢在于可以直接測定目標化合物，而不必通過轉(zhuǎn)化再折算的步驟，同時檢測結果不受樣品本底的干擾。通過對該方法的實驗室內(nèi)驗證發(fā)現(xiàn)，該方法對標準品的測定沒有問題，線性和靈敏度都能滿足要求，但在實際樣品的加標實驗中發(fā)現(xiàn)，空白樣品的提取液加標后，其響應與純?nèi)軇┡渲频臉藴嗜芤合啾冉档秃芏啵医档偷姆炔]有一個穩(wěn)定的趨勢，在實際樣品測定時，加標回收率往往不能滿足檢測要求。

本實驗采用毛細管電泳-非接觸式電導檢測器（capacitively coupled contactless conductivity detection，CE-C4D）探索建立甲醛次硫酸氫鈉的直接測定方法，利用CE的高效分離和C4D的通用性和高靈敏度實現(xiàn)了甲醛次硫酸氫鈉的直接檢測，將該方法應用于小麥粉、粉絲樣品，為食品中添加非食用物質(zhì)的非法行為的監(jiān)管提供了技術手段。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

一水合檸檬酸（分析純） 西隴化工股份有限公司；甲醛次硫酸氫鈉（純度≥98.0%） 美國Aldrich公司。

1.2 儀器與設備

7100毛細管電泳儀（配有二極管陣列檢測器（diode array detector，DAD）） 美國Agilent公司；非接觸式電導檢測器（ER125 C4D檢測器、ET120 C4D探頭）澳大利亞eDAQ公司；AB 265-S電子天平（感量0.000 1、0.01 g） 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；未涂層石英毛細管（75 μm×68.5 cm，C4D有效長度54 cm，DAD有效長度60 cm） 美國MicroSolv公司；Milli-Q純水系統(tǒng) 美國Millipore公司；HY-5回旋振蕩器國華電器有限公司；KQ5200超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 色譜條件

CE條件：未涂層石英毛細管；操作溫度：25 ℃；分離緩沖溶液：10 mmol/L檸檬酸溶液；分離電壓：-15 kV；進樣壓力：50 mbar；進樣時間：5 s；檢測波長：210 nm。每次開機后用0.1 mol/L的NaOH溶液沖洗5 min，水沖洗5 min，運行緩沖液沖洗20 min，2 次進樣之間依次用0.1mol/L NaOH、水、運行緩沖液沖洗2 min。

C4D條件：Multiplier 1 000 mAU/V、頻率900 MHz、振幅100%、增益1、探頭增益：關。

1.3.2 標準曲線的制備

準確稱取0.1 g（精確至0.000 1g）甲醛次硫酸氫鈉標準品，用水溶解并定容至100 mL棕色容量瓶中，配制成1.00 mg/mL的標準儲備液。然后用水稀釋成質(zhì)量濃度為1.00、2.00、5.00、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0 μg/mL的系列標準工作溶液，經(jīng)0.45 μm水相濾膜過濾后經(jīng)CE-C4D測定，峰面積對質(zhì)量濃度作圖。

1.3.3 樣品處理

稱取樣品10 g（精確至0.01 g）于250 mL具塞三角燒瓶中（粉絲樣品需預先粉碎并混合均勻），加入100 mL水，搖勻后超聲提取20 min，靜置后取上清液依次經(jīng)濾紙、0.45 μm水相濾膜，供CE-C4D測定。

2 結果與分析

2.1 甲醛次硫酸氫根離子的確定

以10 mmol/L檸檬酸為運行緩沖液，-15 kV分離電壓的條件下，串聯(lián)的C4D和DAD分別記錄到一個色譜峰信號（圖1），提取DAD記錄該色譜峰的紫外吸收光譜圖（圖2a）。另外，由紫外分光光度計掃描得到甲醛次硫酸氫鈉標準溶液的紫外吸收光譜圖（圖2b），二者與文獻[19]記載的甲醛次硫酸氫根的紫外吸收光譜圖相同，以此確認圖1中的色譜峰為甲醛次硫酸氫根離子的響應。

圖 1 甲醛次硫酸氫根的DAD（A）和C4D（B）響應Fig.1 Chromatograms of sodium formaldehyde sulfoxylate

圖 2 甲醛次硫酸氫根的紫外吸收圖Fig.2 Chromatographic peak at 8 min retention time and UV spectrum of sodium formaldehyde sulfoxylate

圖 3 相關離子的色譜圖Fig.3 Chromatograms of common anions

2.2 甲醛次硫酸氫根離子的穩(wěn)定性研究

文獻[12]中提到甲醛次硫酸氫鈉在溫度大于60 ℃時開始分解，在堿性和中性條件下相對較穩(wěn)定，在低酸性條件下迅速分解。為研究甲醛次硫酸氫鈉在實驗條件下的穩(wěn)定性，本研究分別以水和10 mmol/L檸檬酸溶液為溶劑，配制了甲醛次硫酸氫鈉標準溶液，在本課題的實驗條件下分別連續(xù)進樣8 次，以第一針的色譜峰面積為100%，計算每一針的相對峰面積，甲醛次硫酸氫鈉的衰減趨勢如圖4所示。甲醛次硫酸氫鈉的保留時間加上兩針之間的平衡時間6 min，則相鄰兩針的時間間隔為13 min左右。從圖4可以看出，甲醛次硫酸氫鈉的水溶液在前6 次進樣，即1 h左右的時間內(nèi)是穩(wěn)定的，基本沒有衰減。而在10 mmol/L檸檬酸溶液中，甲醛次硫酸氫根離子有較為明顯的衰減，對前4 次進樣的數(shù)據(jù)進行線性擬合，得到線性方程為A=9.862 4C＋107.91（r2=0.971 7），由第一次進樣的峰面積100%與縱坐標的截距107.91%相比較，由此估算在一次進樣分析的8 min時間內(nèi)，甲醛次硫酸氫根離子在10 mmol/L檸檬酸溶液中衰減約7.3%。與文獻[20]中的數(shù)據(jù)相比，顯示出相同的趨勢。

圖 4 甲醛次硫酸氫根的穩(wěn)定性研究Fig.4 Stability of hydroxymethane sulphinate

2.3 提取條件的選擇

圖 5 小麥粉加標（a）和空白（b）樣品色譜圖Fig.5 Chromatograms of spiked (a) and blank (b) samples of wheat flour

圖 6 粉絲加標（a）和空白（b）樣品色譜圖Fig.6 Chromatograms of spiked (a) and blank (b) samples of bean starch noodles

在離子色譜直接測定甲醛次硫酸氫鈉的文獻[12-13]中，均采用0.1 mol/L NaOH溶液為提取溶劑，C18固相萃取柱凈化。在本課題研究中，從圖4可以看出，在一個分析周期內(nèi)，甲醛次硫酸氫鈉在水溶液中是穩(wěn)定；同時，小麥粉用0.1mol/L NaOH溶液提取，提取液十分混濁，難以過濾，因此本實驗選用水作為提取溶劑。從圖5、6可以看出，即使沒有用C18固相萃取柱凈化，仍然得到了良好的分離效果。

2.4 檢出限、線性范圍和回收率

在空白樣品中添加一定量的標準工作溶液，按照上述實驗方法進行處理，用CE-C4D測定，以信噪比為10計算本方法的定量限為10 mg/kg。按照1.3.2節(jié)制備系列標準工作溶液，按質(zhì)量濃度由低到高依次經(jīng)CE-C4D測定，峰面積對質(zhì)量濃度作圖，得到甲醛次硫酸氫鈉的線性方程A=1.761 5C-0.309，r2=0.999 8，線性范圍1.00～200 μg/mL。采用經(jīng)測定不含有甲醛次硫酸氫鈉的小麥粉和粉絲樣品，進行添加回收和精密度實驗，加標量為20、50、100 mg/kg，按1.3.3節(jié)方法進行處理，用CE-C4D進行測定。平均添加回收率（每個添加實驗平行測定5 次）為84.0%～94.7%，相對標準偏差小于5%，結果見表1。

表 1 回收率實驗結果（n=5）Table 1 Results of recovery tests (n= 5)

3 結 論

甲醛在自然界中天然存在，在各種食品中都有一定的本底值[21-23]。食品中的甲醛主要來源于3個方面[24]，動植物生長過程中細胞的生理代謝、加工過程中食物成分的分解、食品接觸材料的分解遷移。因此傳統(tǒng)的甲醛次硫酸氫鈉間接檢測方法，將吊白塊轉(zhuǎn)化為甲醛進行測定，無法區(qū)分食品中的甲醛本底與甲醛次硫酸氫鈉。間接方法在測出一定含量的甲醛后，通常需要再檢測二氧化硫的值，結合甲醛和二氧化硫的比例進行判斷。但二氧化硫本身在食品中也有一定的本底，同時加工食品中有時會添加亞硫酸氫鹽作為食品添加劑，因此傳統(tǒng)的間接方法不但操作復雜，而且影響結果判定的因素很多且不確定。甲醛次硫酸氫鈉整體測定的方法有離子色譜法和單掃描極譜法[25]，離子色譜法靈敏度高，但對于實際樣品的測定效果并不理想，單掃描極譜法目前尚不成熟，前處理方法還不能去除基質(zhì)中的干擾物質(zhì)。

本研究建立了小麥粉、粉絲中非食用物質(zhì)甲醛次硫酸氫鈉殘留的直接測定方法。本方法采用毛細管電泳分離，電容耦合非接觸式電導檢測器直接檢測甲醛次硫酸氫根離子，無需將樣品轉(zhuǎn)化為甲醛，其測定結果不受食品中甲醛本底含量的干擾，同時樣品經(jīng)提取后可直接上機測定，無需通過固相萃取凈化、操作簡單、準確可靠，為小麥粉和粉絲中甲醛次硫酸氫鈉的檢測提供了新的技術手段。

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Determination of Sodium Formaldehyde Sulfoxylate Residues in Wheat Flour and Bean Starch Noodles by Capillary Electrophoresis-Contactless Conductivity Detection

GUO Qilei, MU Tongna, WU Yantao, YU Xiaojin, SONG Jie, ZHOU Jing, YANG Hongmei
(National Food Quality & Safety Supervision and Inspection Center, Beijing 100094, China)

A novel method was developed to determine sodium formaldehyde sulfoxylate residues in wheat flour and starch noodles without degradation. The samples were extracted ultrasonically with water and the extracted analytes were separated by capillary electrophoresis (CE) in combination with capacitively coupled contactless conductivity detection (CE-C4D). Under optimal conditions, the linear range was 1.00–200 μg/mL (r2= 0.999 8), and the limit of detection for both food matrices was 10 mg/kg. Recoveries varying from 84.0% to 94.7% with a relative standard deviation (RSD) smaller than 5% were achieved for the analyte spiked between 20 and 100 mg/kg. The proposed method was simple and rapid. It has beensuccessfully applied for analysis of sodium formaldehyde sulfoxylate in wheat flour and bean starch noodles.

capillary electrophoresis； contactless conductivity detection； sodium formaldehyde sulfoxylate；direct determination

TS207.3

A

1002-6630（2015）08-0216-04

10.7506/spkx1002-6630-201508040

2014-07-05

北京市科技計劃項目（Z111100056811006）；質(zhì)檢總局公益性行業(yè)科研專項（2012104003-2）

郭啟雷（1979—），男，研究員，博士，研究方向為食品安全。E-mail：guo-ql@163.com