離子色譜法同時測定醬油中亞硝酸鹽與硝酸鹽

陳俊秀，張秀清，張瑞雨，梁孟軍，馬曉年

(云南省昆明市疾病預防控制中心，昆明 650228)

醬油是中國的傳統調味品，因其具有獨特醬香，滋味鮮美，常用于食物調味，同時也是人們日常生活中獲取鹽類的一個重要來源。亞硝酸鹽外部感官和滋味都與食鹽有相似之處[1]，且亞硝酸鹽可作為食品中的防腐劑，可延長食品的保質期，但亞硝酸鹽引起中毒的機率很高，在體內積累會對人體造成嚴重危害[2]，亞硝酸鹽與食品中有機胺類化合物形成亞硝胺，大量或長時間攝入能夠誘發腫瘤，進而引起癌癥的發生。而在還原菌的作用下、高溫蒸煮或長期置于有氧環境下，硝酸鹽則會轉化成亞硝酸鹽，所以硝酸鹽往往表現為亞硝酸鹽的毒性。現行的醬油國家標準未涉及亞硝酸鹽和硝酸鹽的檢測要求，但在出口醬油中卻要求檢測[3]。目前，亞硝酸鹽和硝酸鹽的檢測方法有電學化學法[4]、熒光法[5-7]、分光光度法[8，9]、離子色譜法[10，11]。

本研究應用抑制電導-離子色譜法檢測醬油中亞硝酸鹽和硝酸鹽的含量，樣品前處理使用試劑少，操作簡便，環保，可用于醬油中亞硝酸鹽和硝酸鹽的檢測。

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑與材料

ICS-2100型離子色譜儀 美國ThermoFisher 公司；KQ-500DE型數控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；XS205DU型分析天平(十萬分之一) 瑞士Mettler Toledo 公司；C18柱、Ag柱、Na柱(1.0 mL) Agela Technologies公司；注射器(1.0 mL)；0.22 μm水性濾膜 天津津滕公司。

亞硝酸鹽標準溶液(100 mg/L)：環境保護部標準樣品研究所；硝酸鹽標準溶液(1000 mg/L)：中國計量科學研究院；去離子水：由美國Sartorius公司純水處理終端機制得。

樣品為市售醬油制品。

1.2 標準溶液的配制

標準工作液：精密量取亞硝酸鹽標準溶液和硝酸鹽標準溶液各1.0 mL于100 mL容量瓶中，用純水定容至刻度，得1.0 mg/L亞硝酸鹽和10.0 mg/L硝酸鹽混合標準工作液。

標準工作曲線：準確吸取標準工作液2.0，4.0，6.0，8.0，10.0，15.0，20.0 mL于100 mL容量瓶中，用純水定容至刻度。

1.3 樣品前處理

準確稱取樣品5 g(精確到0.01 g)，置于100 mL容量瓶中，加水80 mL，搖勻，在25 ℃條件下超聲30 min，取出放置至室溫，加水稀釋至刻度，混勻。將樣品溶液依次通過0.22 μm水性濾膜、C18柱、Ag柱和 Na柱，棄去前面7 mL，收集后面洗脫液，置于樣品管中待測。C18柱、Ag柱和 Na柱使用前需要活化，柱子活化程序如下：C18柱依次用10 mL甲醇、15 mL水通過，靜置活化30 min；Ag柱和 Na柱用10 mL水通過，靜置活化30 min。

1.4 儀器條件

色譜柱：Dionex IonPac AS11-HC(4 mm×250 mm)，帶IonPac AG11-HC 型保護柱(4 mm×50 mm)；AERS-500(4 mm)型抑制器；Dionex電導檢測器；檢測池溫度35 ℃；進樣體積為25 μL；流速為1.0 mL/min；淋洗液為KOH溶液，淋洗液梯度洗脫程序見表1。

表1 淋洗液梯度洗脫

2 結果與分析

2.1 樣品前處理的優化

2.1.1 樣品提取條件的優化

稱取樣品后，采用超聲水浴方法進行提取，分別選擇不同的溫度和提取時間并計算不同時間與溫度時的提取效率，經查閱文獻[12]，水溫25 ℃超聲30 min提取效率高并且節約時間，因此采用該條件作為樣品提取條件。

2.1.2 樣品凈化條件的選擇

樣品超聲提取后，將濾液依次通過0.22 μm水性濾膜、C18柱；0.22 μm水性濾膜、C18柱、Ag柱；0.22 μm水性濾膜、C18柱、Na柱；0.22 μm水性濾膜、C18柱、Ag柱和 Na柱4種凈化方法。因醬油樣品中含有氯化物，會對亞硝酸鹽峰形有遮蓋，實驗表明C18柱可去除樣品中有機物，而Ag柱和 Na柱可去除樣品中氯化物，達到峰形穩定、無雜質干擾，而Ag柱除氯效果明顯優于Na柱，因此經過比較，本實驗可選擇樣品通過0.22 μm水性濾膜、C18柱、Ag柱，條件允許下樣品可通過0.22 μm水性濾膜、C18柱、Ag柱和 Na柱，效果更佳。4種凈化方法色譜圖見圖1。

圖1 4種凈化方法色譜圖比較

2.2 色譜條件的選擇

本次試驗的離子色譜體系為KOH體系，為了減少其他物質干擾，同時保證2個目標物出峰，并且縮短分析時間，選擇淋洗液初始濃度為5.0～50.0 mmol梯度洗脫，因流速過快會導致峰面積減小，過慢則會使峰形拖尾，因此選擇流速為1.0 mL/min。在此條件下，2種離子分離良好，峰形對稱。標準樣品色譜圖見圖2。

圖2 標準樣品色譜圖

2.3 方法研究及結果分析

2.3.1 線性關系考察

配制亞硝酸根離子濃度為0.02，0.04，0.06，0.08，0.10，0.15，0.20 mg/L，硝酸根離子濃度為0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.5，2.0 mg/L的系列混合標準溶液。以目標物濃度(X)為橫坐標，以峰面積(Y)為縱坐標繪制標準曲線，計算得到回歸方程及相關系數，具體數據見表2。

表2 2種目標物的線性回歸方程、相關系數、線性范圍及檢出限

2.3.2 方法精密度

準確稱取5.00 g 空白樣6份，加入5.0 mL亞硝酸鹽和硝酸鹽混合標準工作液，按照樣品預處理方法制備樣品溶液，重復測定，計算精密度。相對標準偏差結果見表3。實驗結果表明，該方法的精密度良好。

表3 重復測定的精密度(n=6)

2.3.3 加標回收率

準確稱取空白樣品9份，分為3組，分別加入混合標準工作液。按照樣品預處理方法制備樣品工作液后測定，計算平均加標回收率，結果見表4。

表4 目標化合物在不同加標水平下的加標回收率(n=3)

3 結論

本研究建立同時檢測醬油中亞硝酸鹽和硝酸鹽的離子色譜分析方法，直接超聲提取，避免了提取過程中目標物的損失；樣品前處理方法簡單，使用化學試劑量少，環保安全；以KOH作為流動相，響應高，峰形窄。實驗結果表明，本方法具有良好的回收率和精密度，適用于醬油中亞硝酸鹽和硝酸鹽的檢測。