乳制品中氰化物的快速检测

郭文辉，袁彩霞，洪霞，何海宁，钱滢文，张彦军，柴宗龙，王杰斌，王玉

(1.平凉市食品质量检验检测中心，甘肃平凉744000，2.甘肃省商业科技研究所有限公司，兰州730010）

0 引 言

乳制品作为一种与人们生活密切相关的食品，其发展也受到了我国政府和社会的极大关注和高度重视[1-3]。乳制品安全是我国近年来食品安全的焦点之一，检测新技术运用滞后，部分标准缺乏，导致乳制品不安全事件屡禁不绝[4-5]。因此，为确保人类身体健康和食品安全，建立快速、有效、经济、环保的乳制品化学性污染的检测显得非常有意义[6-7]。

刘震[8]以离子对试剂缓冲液为流动相，选择240 nm波长检测鲜乳制品中的三聚氰胺，能够准确快速地得到检测结果，同时加标回收率和灵敏度良好；吴剑平等[9]运用高效液相色谱法检测牛奶中硫氰酸钠的质量浓度，检测限可达到0.2 mg/kg；但是目前为止，尚未发现有关乳制品中氰化物含量检测文献报道。

研究表明，氰化物是一类有氰基（CN-）的剧毒化合物，氰根离子(CN-)进入人体后，主要作用于血液[10-11]，能抑制组织细胞中40多种酶的活性引起整个细胞色素体系的氧化还原障碍[12-13]，导致机体的氧化还原作用停止，造成细胞窒息，组织缺氧[14]。相关文献显示，食品中氰化物的检测方法主要有分光光度法[15]、气相色谱法[16]，离子色谱法[17]、气相色谱-质谱联用仪[18]、液相色谱法等[19]。本研究尝试采用顶空气相色谱法测定

乳制品中氰化物的含量，将氰化物利用氯胺T衍生剂在磷酸提供的介质中衍生为氯化氰后，直接进顶空气相色谱法ECD检测器检测，操作简单，数据可靠，干扰小，检测的灵敏度高，分析速度快，实用性强。

1 实 验

1.1 仪器

电子天平（XS 225A-SCS），涡旋振荡仪（GENIUS3），移液管，吸耳球，台式高速离心机（CF16RXⅡ），超声波清洗机（SB-100B），气相色谱仪（Agilent 7890B）。

1.2 试剂

水中氰成分分析标准物质（北京北方伟业计量技术研究院，99.8%），磷酸（国药集团化学试剂有限公司，99.8%），氯胺T（中国计量科学研究院，99.3%），丙酮（色谱纯，99.6%，西安市永红化工原料有限公司），正己烷（色谱纯，99.6%，西安市永红化工原料有限公司），乳制品样品（来自甘肃省各地州县超市），二次蒸馏水。

1.3 试验方法

1.3.1 标准溶液配制

氰离子标准系列工作溶液的配制：将购买的水中氰成分分析标准物质配制成10 mg/L储备液并于冰箱保存，使用时将其储备液用水稀释成质量浓度为0、0.001、0.002、0.010、0.050、0.100 mg/L的标准系列工作溶液。准确移取10 mL标准工作溶液于顶空瓶中，加入0.2 mL（1+5）磷酸溶液，涡流混合，然后加入0.3 mL浓度为10 g/L的氯胺T溶液，立即加盖密封，涡流混合，取其配制好的溶液于顶空气相色谱仪进行测定，不同浓度的样本均重复进样3次，取测定出的峰面积的均值，依据氰化物含量和其对应的峰面积均值即可绘制出标准曲线图。

1.3.2 样品处理

准确移取1.00 mL 20种不同品牌的乳制品试样于顶空瓶中，同时加入9.00 mL超纯水，再加入0.2 mL（1+5）磷酸溶液，涡流混合，最后加入0.2 mL 10 g/L的氯胺T溶液，立即加盖密封，涡流混合，待测。

1.3.3 气相色谱条件

色谱柱：DB-FFAP（30 m×250μm×0.25μm）；进样口温度：200℃；检测器温度：300℃；升温程序：40℃（5 min）→50℃/min→200℃（2 min）；载气：2.0 mL/min，纯度不低于99.999%；分流比：80∶1。

1.3.4 顶空条件

平衡时间：50 min；加热箱温度：55℃；定量环温度：65℃；传输线温度：100℃。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理的条件选择

本方法采用的检测技术是顶空气相色谱法，溶液的浑浊和颜色都不会对检测结果造成影响，所以乳制品样品不需要处理直接取样进行测定。

2.2 衍生剂用量的选择

由于氰离子不能直接被顶空气相色谱仪检测，因此，需要经过加入衍生剂处理将其转化为具有挥发性和稳定性的衍生物，从而实现气相色谱分析。具体实验过程如下：利用衍生剂氯胺T通过衍生法反应生成氯化氰衍生物，由于氯化氰具有沸点低、易挥发，可以满足顶空气相色谱进样检测。采用顶空气相色谱技术不仅大大降低了对样品的前处理操作过程，并且减少了样品本身可能对分析的干扰或污染，同时顶空气相色谱分析技术对操作人员和环境危害小、方法重现性好、能实现自动化。

利用高钙核桃奶植物蛋白饮料阴性样品作为分析物，准确移取该乳制品7份20 mL于顶空瓶中编号为1，2，3，4，5，6，7，编号为1试样作为空白，其他试样分别加入20μL浓度为0.01 mg/L氰离子标准储备液，再依次添加50、100、200、300、350、400、500μL浓度为10 g/L的氯胺T衍生剂溶液，从图1可以观察氯胺T的用量对色谱响应值的影响情况。由试验数据可以看出当氯胺T用量达到300μL后峰面积达到最大，即可获得满意的结果。

图1 衍生剂用量的选择

2.3 顶空平衡温度选择

平衡温度对样品气化过程起着至关重要的作用，利用高钙核桃奶植物蛋白饮料阴性样品作为分析物，本实验顶空气相色谱选择平衡温度为20℃、30℃、40℃、50℃、55℃、60℃、65℃共7个温度进行试验。实验结果从图2中发现，响应值随着温度的升高而升高，当温度达到50℃后变化不大，由于温度过高会导致进样的杂质增大，因此，最终选择55℃为顶空气相色谱平衡温度。

图2 顶空平衡温度

2.4 顶空平衡时间的选择

平衡时间是影响衍生效果的主要因素之一，利用高钙核桃奶植物蛋白饮料阴性样品作为分析物，在该试样中加入20μL浓度为0.01 mg/L的氰化物标准溶液后，平衡时间选择20、30、35、40、50、55、60、65 min分别进行考察，试验结果见图3，从图3中可以看出当顶空平衡时间为50 min后即达到稳定，故顶空气相色谱最终平衡时间选择为50 min。

图3 顶空平衡时间

2.5 衍生pH值的选择

根据有关文献显示，溶液的酸碱性对该衍生效果也有很的大影响，因此可以在顶空瓶中通过加入浓磷酸达到调节p H值的目的。结果见图4，通过观察对色谱响应值的影响，实验结果表明，峰面积值随着p H值得增大而增大，当溶液pH值在3.5～4.5范围内时峰面积没有明显差别，所以本方法选用pH=4作为衍生条件。

图4 衍生pH值的选择

2.6 实际样品的分析

对20种不同品牌乳制品样品中的氰化物含量进行测定分析。分别吸取10 mL20种不同品牌乳制品于顶空进样瓶中，加入0.2 mL磷酸（1+5），涡旋1 min后再加入0.3 mL现配的浓度为10 g/L氯胺T溶液，通过顶空气相色谱仪进行分析测定，测定结果见表1。

表1 20种不同品牌乳制品中氰化物含量的测定

2.7 线性范围的考察

本方法通过添加回收试验确定其线性范围，分别配制氰离子浓度为0、0.001、0.002、0.005、0.01、0.05、0.1 mg/L系列标准溶液进行气相色谱测定，以峰面积（Y轴）对氰化物的衍生物的浓度（X轴）绘制标准曲线。得出氰化物在0.001 mg/L～0.1 mg/L范围内有良好的线性关系，线性方程为：y=19374.7273x+17.601561，相关性系数为0.99914，检出限0.00056 mg/L。在上述条件下，氰离子衍生物的标准曲线图见图5。

图5 氰离子衍生物的标准曲线图

2.8 方法的回收率和精密度试验

选用高钙核桃奶植物蛋白饮料阴性样品作为基质，分别加入浓度为0.01 mg/L氰离子标准储备液30μL和50μL进行2个浓度水平添加回收试验，每个添加浓度水平做3个平行样品。方法的回收率和精密度（用相对标准偏差（RSD）表示）数据见表2。

表2 回收率和精密度

3 结 论

本研究尝试采用顶空气相色谱法检测乳制品中氰化物含量，直接移取乳制品样品加入氯胺T衍生剂后在磷酸提供的酸性条件下进行衍生化处理，该方法操作简便、快捷，大大缩短了检测周期，同时对人体和环境没有什么伤害，是一种环保、经济、快速的检测手段，试验线性关系良好，准确度和精密度较高，抗干扰小。为乳制品的质量保证提供了强有力的支持，尤其是面对大批量样品的检测，更能体现出方法的优越性。