離子色譜法測定兒童奶片中硫氰酸鈉含量的研究

朱建新

上海德諾產(chǎn)品檢測有限公司（上海 200436）

硫氰酸鈉（STC）是一種用于醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的原料[1]，因能殺菌防腐，曾被允許在牛奶中添加[2]以阻礙細菌繁殖。研究表明，過度使用硫氰酸鈉會帶來一定健康問題，急性毒性主要表現(xiàn)會抑制細胞色素氧化酶的活性，造成人體缺氧[3]；慢性毒性會抑制碘的吸收，繼而導(dǎo)致碘缺乏癥[4]。但有研究表明，SCN-是牛奶中自帶的成分[5]，主要來源于飼料中的生氰糖苷和硫代葡萄糖苷。Yong等[6]研究近2 000份牛奶樣本，測得硫氰酸鹽的平均含量為2.11 mg/kg（0.10～16.20 mg/kg）。乳及乳制品中的硫氰酸鈉含量已成為國家食品安全風(fēng)險監(jiān)控的對象。

奶片是一種以鮮乳或乳粉為主要原料，添加輔料經(jīng)濃縮壓片，包裝制成的固體乳制品[7]。因奶香濃郁，在國內(nèi)市場上受到廣泛歡迎，但至今缺乏統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，唯一的地方標(biāo)準(zhǔn)DBS 65/021—2020《奶片》中沒有硫氰酸鈉的限值要求。硫氰酸鈉的檢測方法主要有分光光度法[8]、液相色譜法[9]、離子色譜法[10]、毛細管電泳法[11]等。離子色譜法檢測兒童奶片中硫氰酸鈉的報道較少，試驗針對兒童奶片中硫氰酸鈉含量的測定，進行優(yōu)化提取、考察其凈化條件、色譜分離條件等，建立一種簡單快速的測定兒童奶片中硫氰酸鈉的離子色譜分析方法。可對兒童奶片中的SCN-進行有效監(jiān)測，對兒童的營養(yǎng)健康監(jiān)控具有積極意義。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

電子分析天平[Sartorius BS-224S型，精度0.001 g，德國賽多利斯（上海）貿(mào)易有限公司]；超聲儀（2300TH型，上海安譜科學(xué)儀器有限公司）；超純水制備裝置（Milli-Q型，美國密理博公司）；渦旋振蕩器（iCAP 7200型，德國IKA公司）；高速冷凍離心機[Sorvall ST16R，賽默飛世爾科技（中國）有限公司]；離子色譜儀[ICS-5000型，賽默飛世爾科技（中國）有限公司]。

1.1.2 材料與試劑

硫氰酸根標(biāo)準(zhǔn)儲備液溶液（質(zhì)量濃度1 000 mg/L，美國O2si公司）；乙醇、甲醇、乙腈、丙酮（色譜純，美國CNW公司）；乙酸（優(yōu)級純，上海國藥化學(xué)試劑有限公司）；0.22 μm水相濾膜（上海安譜科學(xué)儀器有限公司）；RP固相萃取柱（天津博納艾杰爾科技有限公司）；色譜柱[IonPacAS19陰離子分析柱及保護柱，賽默飛世爾科技（中國）有限公司]。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理的優(yōu)化

奶片成分以奶粉、脫脂乳粉為主，配以乳糖及其它添加劑，試驗發(fā)現(xiàn)，若先稱取樣品到10 mL離心管中，再加去離子水4 mL溶解，易導(dǎo)致最上層奶粉快速溶脹板結(jié)，形成隔離層，使得離心管底部的奶片粉無法遇水溶解，即使使用渦旋振蕩器，最底部的奶片有時也無法充分溶解。所以，需根據(jù)奶片成分的特性對前處理進行優(yōu)化：取10片以上奶片，粉碎均勻后，稱取1 g粉狀樣品（精確到0.001 g）至15 mL具塞刻度離心管中，加入3 mL水，渦旋振蕩混勻，超聲 。用乙腈定容至10 mL后，靜置沉淀，在5 000 r/min離心5 min后。吸取1 mL上清液，用超純水稀釋并定容至10 mL。通過已活化的RP柱，收集濾液，上機測定。

1.2.2 沉淀劑及用量的考察

奶片中的蛋白質(zhì)和等大分子化合物會堵塞進樣系統(tǒng)，引起柱壓升高，且若吸附在色譜柱上，會影響色譜柱的使用壽命，故上機前需充分沉淀蛋白。考察各種不同沉淀劑（乙醇、甲醇、乙腈、丙酮、5%乙酸）的沉淀效果后發(fā)現(xiàn)，丙酮的沸點低，在操作過程中易揮發(fā)損失。5%乙酸雖然有一定的沉淀效果，但考慮到SCN-在酸性條件下可能被轉(zhuǎn)化，故采取的沉淀效果較好的乙腈。

1.2.3 凈化方式的考察

在離子色譜檢測食品時，常常采用RP柱凈化去除大分子雜質(zhì)，用AG/H柱去除氯離子干擾。考察發(fā)現(xiàn)用AG/H柱凈化前后，色譜圖沒有明顯差異，說明AG/H柱凈化對于奶片中氯離子含量不高，對SCN離子的檢測結(jié)果影響不大，可直接采用RP柱凈化后上機檢測。

1.2.4 色譜條件的優(yōu)化

實際測定奶片樣品中的硫氰酸鈉時發(fā)現(xiàn)，SCN-的附近有雜峰，可能造成干擾。故需改進現(xiàn)有方法，在11～15 min進行梯度淋洗（見表1），使實際樣品中主峰與雜峰的分離度達到1.57（藥典要求＞1.5）（見圖1），基本滿足日常試驗需求。最終確定的色譜條件為淋洗液35～50 mmol/L NaOH溶液、流速1.0 mL/min、ADRS 600 4 mm抑制器、進樣體積100 μL。

表1 淋洗液OH-濃度表

圖1 奶片樣品色譜圖

2 結(jié)果與討論

2.1 線性范圍

在優(yōu)化條件下，分別對0.01，0.02，0.05，0.10，0.20，0.50，1.00和2.00 mg/L的硫氰酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液進行分析，以SCN-質(zhì)量濃度（mg/L）為橫坐標(biāo)X，以相應(yīng)峰面積（A）為縱坐標(biāo)Y，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性回歸方程為Y=0.504X，相關(guān)系數(shù)r=0.999 77。硫氰酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.50 mg/L）色譜圖如圖2所示。

圖2 硫氰酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.50 mg/L）色譜圖

2.2 檢出限和定量限

添加50 μL 10 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液于1 g空白樣品中（即加標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 mg/kg），經(jīng)樣品前處理過程后上機測定，SCN-峰的信噪比rSN＞3，表明方法檢出限可至0.5 mg/kg，定量限可至1.5 mg/kg，表明該方法有較高的靈敏度。

2.3 回收率和精密度

2.3.1 重現(xiàn)性試驗

為測試方法的重現(xiàn)性，選取1份有檢出的奶片樣本，每天對其進行加標(biāo)測定8次（加標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)5 mg/kg），連續(xù)測定3 d，考察該方法的日內(nèi)精密度（n=8）和日間精密度（n=3）試驗。結(jié)果表明，日內(nèi)精密度的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差SRSD為3.0%，日間精密度的SRSD為2.7%。

2.3.2 加標(biāo)回收試驗

另取1份有檢出的奶片樣本，進行2，5，10和50 mg/kg 4個水平的加標(biāo)回收試驗（n=8），回收率在90.1%～104.5%，SRSD范圍為1.2%～4.9%，結(jié)果見表2。

表2 奶片中硫氰酸鈉加標(biāo)回收試驗結(jié)果

2.4 實際樣品測定與分析

從商超及網(wǎng)絡(luò)上采購20份兒童奶片樣本，采用試驗方法進行分析測定，每份樣品做2平行取其平均值。其中的硫氰酸鈉含量（以SCN-計）含量范圍為N.D～37.3 mg/kg，其中硫氰酸鈉含量最高的樣本中奶粉含量80%，葡萄糖含量20%，無其他添加劑，其余樣本均未標(biāo)明奶粉含量。試驗表明，因采用奶粉為主要原料，奶片中也含有一定量的硫氰酸鈉，且兒童奶片中的奶粉含量較高可能引起硫氰酸鈉較高，為相關(guān)研究及食品安全風(fēng)險監(jiān)控提供一定參考。20份樣本的測定數(shù)據(jù)見表3，結(jié)果保留3位有效數(shù)字。

表3 奶片中硫氰酸鈉測定結(jié)果

3 結(jié)論

試驗建立一種高效而準(zhǔn)確的測定兒童奶片中硫氰酸鈉的分析方法，該方法改進樣品前處理方法，使樣品充分溶解并沉淀蛋白后，用RP柱凈化后上機。在優(yōu)化試驗條件下，能做到較低的檢出限和定量限（方法檢出限可至0.5 mg/kg），且主峰與雜峰的分離度達到1.57，能夠滿足實際檢測要求。使用該方法測定20份兒童奶片樣品，試驗表明，奶片中含有的硫氰酸鈉主要來源于奶粉原料。在今后工作中，可采取增加檢驗批次的方法，增加數(shù)據(jù)的采集量，對兒童奶片的生產(chǎn)和監(jiān)管提供部分參考。同時，應(yīng)針對兒童奶片建立統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，對其中的硫氰酸鈉含量提出合理的限值，從而保證兒童的食品安全。