顶空气相色谱-火焰光度检测器检测山药中的二氧化硫

西安医学院药学院(西安 710021)

孙艳平 李 涛△

山药为薯蓣科植物薯蓣 Dioscorea opposite Thunb.的干燥根茎,传统上其产地加工多用硫磺熏制,但非法滥用不但影响山药的质量,而且长期服用会破坏消化道和呼吸道系统,对肝、肾脏等器官也有损害。为了更好的控制山药的质量,本研究采用顶空气相色谱法-火焰光度检测器对山药中二氧化硫残留量的检测方法进行了研究。研究结果表明本方法具有定量准确、专属性强的优点。

材料与方法

1 仪器与试药

Agilent 6890N气相色谱仪(配备火焰光度检测器),Agilent 7694E顶空进样器;无水亚硫酸钠,天津市百世化工有限公司;盐酸为优级纯;实验用水应为新蒸馏的冷却水,其他试剂均为分析纯;9批山药均收集自西安万寿路中药材市场。

2 方法

2.1 色谱及仪器条件:色谱柱:HP-PLOT/Q毛细管色谱柱(柱长 30m,内径 0.32mm,涂布厚度20μm,Agilent Technologies);气相色谱仪参数:程序升温(初始温度 50℃,保持 1min,以 10℃ /min升温至150℃,保持 5 min),载气为氮气,载气流量 1.5ml/min,分流进样(1∶1),进样口温度 220℃;检测器参数:检测器温度 300℃,氢气流量 50ml/min,辅助气(氮气)流量 60ml/min,采用硫化物测定滤光片;顶空进样器参数:进样环容积 3ml,顶空瓶温度 95℃,进样环温度 100℃,传输管温度 120℃,平衡时间 25min,高速震荡,GC循环时间 35min,加压时间 0.3min,放空时间(注满进样环)0.2min,进样时间 0.5min。理论板数按二氧化硫峰计算不低于50000。

2.2 对照溶液的制备与测定:称取0.2g亚硫酸钠,溶解于200ml 0.05%乙二胺四乙酸二钠溶液中,缓缓摇匀以防充氧,使其溶解,放置 2～3h后参照“甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法测定空气中的二氧化硫”(GB/T15262-94)对其进行标定。结果此溶液每毫升相当于350μg二氧化硫,密封,备用。临用时立即用 0.01%焦性没食子酸溶液稀释为每毫升相当于含21μg、42μg、70μg、105μg、210μg的溶液,摇匀,作为对照溶液。精密吸取与供试品中二氧化硫残留量浓度接近的对照溶液 1ml,置 20ml顶空瓶中,迅速准确加入0.2mol/l盐酸溶液 5ml,沸水浴中加热30min,密封,放入顶空进样器,顶空进样。

2.3 供试品溶液的制备与测定:取山药细粉 2g,精密称定,置 20ml顶空瓶中,迅速准确加入含 0.01%焦性没食子酸的0.2mol/l盐酸溶液 6ml,密封,沸水浴中加热 30min,密封,放入顶空进样器,顶空进样。

2.4 专属性试验:取未经硫磺熏制的山药,作为阴性样品。按供试品的测定方法进行操作,记录色谱图。

2.5 线性关系考察:取 2.2项下的系列对照溶液,顶空进样,记录峰面积积分值。以二氧化硫的浓度(μg/ml)为横坐标、峰面积积分值为纵坐标,绘制标准曲线,计算回归方程,并考察线性范围。

2.6 中间精密度试验:于不同时间、不同人员在同一仪器上,分别取编号为3的山药依法操作,测二氧化硫平均残留量。

2.7 重复性试验:按上述供试品测定方法,称取编号为8的山药样品约 2g,共 6份,分别进行测定,测得平均残留量。

2.8 回收率试验:采取加样回收法(按表1所列加入),取 2.7项下已知残留量的天麻样品 6份,置20ml顶空瓶中,分别迅速准确加入方法 2.2项下的二氧化硫对照溶液(105μg/ml)1ml和含 0.01%焦性没食子酸的0.2mol/l盐酸溶液 5ml,密封,沸水浴中加热 30min,移入顶空进样器,顶空进样,依法测定,计算平均回收率。

2.9 方法检测限:取 2.2项下二氧化硫对照溶液适量,添加到 2g空白样品中,分别制得系列空白添加试样,按 2.3项进行试验。

2.10 样品测定:取 9批山药,按方法 2.2和2.3项进行操作,计算二氧化硫的残留量。

结 果

1 方法学考察结果 通过对检测的方法学研究,结果表明本方法具有定量准确、专属性强的优点。结果如下:

1.1 专属性试验结果:见附图。结果表明,阴性样品色谱图中未出现与对照品色谱保留时间一致的色谱峰,且无杂质峰干扰样品的测定。

附图 二氧化硫残留测定 GC图(A.样品;B.对照品;C.空白)

1.2 线性关系考察结果:根据所得数据计算出回归方程为Y=10.812+2.011X(r=0.9995,n=5)。结果表明二氧化硫在 21～210μg/ml范围内呈良好的线性关系。

1.3 精密度、重复性试验结果:测得二氧化硫平均残留量分别为0.097mg/g,RSD 3.7%和0.078mg/g,RSD 3.2%。

1.4 回收率试验结果:见表1。得出平均回收率为82.8%,RSD 1.6%。

表1 二氧化硫回收率试验结果(n=6)

1.5 方法检测限结果:二氧化硫的检测限为0.01mg/g。

2 样品检测结果 见表2。

表2 9批山药中二氧化硫残留量的测定结果(n=3)

讨 论

二氧化硫是食物中常用的防腐剂,主要用于饮料和干果等类食物,作用在于保持食物的色泽和防止霉变[1～3]。中药材中二氧化硫的含量并不算太高,但由于它可能会对人体健康或中药材的质量和疗效造成影响,所以有必要监管二氧化硫在中药材中的使用[4]。

本验中使用了不同浓度的盐酸溶液进行研究,结果表明 0.2mol/L盐酸溶液能够保证反应完全,满足测试要求。该法在对照溶液稀释、标准瓶及样品瓶中加酸液时需要快速操作并及时密封,防止二氧化硫逃逸。亚硫酸盐在空气中很容易发生自动氧化而失效。贮存亚硫酸钠溶液时,一定要采用严格的密封措施。采用焦性没食子酸可显著阻滞亚硫酸钠的自动氧化[5]。

[1] 叶世柏.食品理化检验方法指南 [M].北京:北大出版社,1999:122.

[2] 王淑艳.蘑菇罐头中二氧化硫残留量检测标准和方法的探讨[J].中国公共卫生管理,2006,22(1):40-41.

[3] 吴卫平,张 磊,李 洁,等.食品中二氧化硫残留快速检测方法的研究[J].上海预防医学杂志,2006,18(9):470-471.

[4] 陈美莲.二氧化硫残留量测定方法的探讨[J].中国卫生检验杂志,2007,17(4):737.

[5] 熊蓉春,魏 刚,陈智生,等.除氧剂亚硫酸盐在水溶液中的贮存稳定性研究[J].油田化学,1999,16(1):41-44.