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紫外分光光度計檢測香椿中硝酸鹽方法研究

更新時間：2018-11-07 點擊次數：2806

食品、農產品中檢測硝酸鹽含量采用的標準方法各有特點，基于香椿本身較高的亞硝酸鹽含量會給采用 NY/T 1279—2007 檢測硝酸鹽帶來影響，且硝酸根離子和亞硝酸根離子在紫外區 219 nm 處具有等吸收波長特性的原因，通過亞硝酸根對硝酸根標液干擾程度的研究，提出采用標準加入法或在硝酸根標液中加入一定量的亞硝酸根溶液模擬樣品狀態的方法來消除這一干擾，既達到簡單便捷的目的，又確保了香椿數據的準確性。

香椿 ( Toona sinensis) 原產于中國，分布于長江南北的廣泛地區，具有較高的營養價值。但隨著深入研究發現，香椿中亞硝酸鹽含量較高，從 1. 433 ～ 1 048 mg·kg － 1［1-3］不等，遠超 GB 2762— 2012 《食品安全國家標準食品中污染物*》對亞硝酸鹽在蔬菜及其制品腌制蔬菜的*規定 ( 20 mg·kg － 1以 NaNO2 計) ，香椿這一特性在新鮮蔬菜樣品中屬于較為特殊的情況，使得檢測香椿中硝酸鹽的含量需關注這一特殊現象。目前檢測食品、蔬菜、水果中硝酸鹽的標準方法主要有 GB 5009. 33—2010 《食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》和 NY /T 1279—2007 《蔬菜、水果中硝酸鹽的測定紫外分光光度法》。GB 5009. 33—2010 采用離子色譜法能很好地分離硝酸鹽與亞硝酸鹽，使二者不受干擾，但儀器較為昂貴，不是所有實驗室都有; 第二種檢測方法常用分光光度法，適合大部分實驗室，缺點是硝酸鹽的測定采用鎘柱還原法，還原成亞硝酸鹽后，測定亞硝酸鹽值來計算硝酸鹽的含量，試驗過程煩瑣，周期長，需要具備一定的經驗; 而 NY /T 1279—2007 利用紫外分光光度法測定新鮮蔬菜及水果中硝酸鹽含量過程簡單，操作方便。水果、蔬菜樣品在去除色素、蛋白質及其他干擾物質的基礎上，利用硝酸根離子和亞硝酸根離子在紫外區 219 nm 處具有等吸收波長的特性，測定其吸光度，其測得結果為硝酸鹽和亞硝酸鹽吸光度的總和。鑒于新鮮蔬菜、水果中亞硝酸鹽含量甚微，可忽略不計，測定結果為硝酸鹽的吸光度［4］。。水中亞硝酸鹽氮成分分析標準物質為 GBW ( E) 080223，以亞硝酸根計 329 mg·L － 1 ; 水中硝酸根成分分析標準物質為 GBW ( E) 080264，以硝酸根計 1 000 mg·L － 1，國家標準物質研究中心。 1. 2 前處理方法 1. 2. 1 離子色譜法 5 g 勻漿香椿樣品，以 80 mL 水洗入 100 mL 容量瓶中，超聲提取 30 min，75 ℃ 水浴中放置 5 min，取出放置室溫，加水稀釋至刻度，搖勻后濾紙過濾，取部分溶液于 10 000 r · min － 1 離心 15 min，上清液過 OnGuardⅡＲP 柱凈化后待進樣。 1. 2. 2 分光光度法 5 g 勻漿香椿樣品，置于 50 mL 燒杯中，加 12. 5 mL 飽和硼砂溶液，以 70 ℃ 左右的水約 300 mL洗入 500 mL 容量瓶中，于沸水浴中加熱 15 min，取出置冷水浴中放置至室溫，在振蕩上述提取液時加入 5 mL 溶液 ( 106 g · L － 1 ) ，搖勻，再加入 5 mL 乙酸鋅溶液 ( 220 g· L － 1 ) ，加水定容，搖勻，放置 30 min 后，用濾紙過濾。吸取 40. 0 mL 濾液，置于 50 mL 帶塞比色管中，加入 2 mL 對氨基苯磺酸 ( 4 g·L － 1 ) ，靜置5 min，加入 1 mL 鹽酸萘乙二胺 ( 2 g·L － 1 ) ，加水至刻度，混勻，靜置 15 min，上機比色。硝酸鹽測定采用鎘柱還原。先以 25 mL 稀氨緩沖液沖洗鎘柱，流速控制在 3 ～ 5 mL·min － 1，吸取 20 mL 濾液于 50 mL 燒杯中，加 5 mL 氨緩沖溶液混合，注入鎘柱還原，以原燒杯收集流出液，當貯液漏斗中的樣液流盡后，再加 5 mL 水置換柱內留存的樣液，將全部收集液如前再經鎘柱還原 1 次，第 2 次流出液收集于 100 mL 容量瓶中，繼以水流經鎘柱洗滌 3 次，每次 20 mL，洗液一并收集于同一容量瓶中，加水至刻度，混勻取 10 mL 還原后的樣液于 50 mL 比色管中，按亞硝酸鹽比色法進行操作比色。 1. 2. 3 紫外分光光度法取 10 g 勻漿香椿樣品于 100 mL 燒杯中，用 100 mL 水分次將樣品轉移到 250 mL 容量瓶中，加入 5 mL 氨緩沖溶液，2 g 粉末狀活性炭，在可調式往返振蕩器上 ( 200 次·min － 1 ) 振蕩 30 min，加溶液 ( 150 g·L － 1 ) 和硫酸鋅溶液 ( 300 g · L － 1 ) 各 2 mL，混合后加水定容至 250 mL，搖勻放置 5 min，過濾，取 2 mL 濾液于 50 mL 容量瓶內加水定容，比色。 1. 3 儀器條件離子色譜條件為 Dionex IonPac AS11-HC 離子色譜柱 ( 4 mm × 250 mm) ，流動相 A 為氫氧化鉀溶液，梯度洗脫條件為 6 mmol · L － 1 30 min， 70 mmol·L － 1 5 min，6 mmol · L － 1 5 min，流速 1. 0 mL·min － 1，進樣量 25 μL，柱溫 30 ℃，電導檢測器檢測池溫度為 35 ℃。分光光度計條件為 1 cm比色杯，波長 538 nm。紫外分光光度計條件為 1 cm 石英比色皿，波長 219 nm。 1. 4 標準曲線 1. 4. 1 離子色譜法移取亞硝酸鹽和硝酸鹽標準溶液，加水稀釋，制成系列標準溶液，含亞硝酸根離子濃度為 0、 0. 5、1. 0、1. 5、2. 0、2. 5 mg·L － 1 ; 含硝酸根離子濃度為 0、0. 5、1. 0、2. 0、3. 0、4. 0 mg·L － 1。用離子色譜儀分析，以濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標進行線性回歸，制作標準曲線。 1. 4. 2 分光光度法移取亞硝酸鹽標準溶液，加水稀釋，制成系列標準溶液，含亞硝酸根離子濃度為 0、0. 02、0. 04、 0. 06、0. 08、0. 10、0. 15、0. 20、0. 25 mg·L － 1。用分光光度計分析，以濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標進行線性回歸，制作標準曲線。 1. 4. 3 紫外分光光度法移取硝酸鹽標準溶液，加水稀釋，制成系列標準溶液，含硝酸根離子濃度為 0、2. 0、4. 0、6. 0、 8. 0、10. 0、12. 0 mg·L － 1。用紫外分光光度計分析，以濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標進行線性回歸，制作標準曲線。

2 結果與分析

2. 1 亞硝酸根對硝酸根標準溶液的影響考慮到個別香椿中亞硝酸根的含量能高至 1 048 mg·kg － 1，參照 NY /T 1279—2007 的處理方式，無法消除亞硝酸根，在用紫外分光光度計檢測硝酸根的同時，也有不同濃度的亞硝酸根干擾。模擬樣品中各濃度亞硝酸鹽 ( 以亞硝酸鈉計) 經過前處理后殘留在比色溶液中的濃度，模擬試劑采用標準溶液配制。隨著亞硝酸根濃度的提高，吸光度均有不同的增加。從表 1 可知，雖然亞硝酸根對硝酸根的吸光度有正向干擾，但從各自標線的相關系數線性關系來考量，相關系數符合試驗要求。曲線整體抬升，硝酸根的吸光度收到干擾，斜率改變。雖然硝酸根、亞硝酸根是等吸收波長，但不*是等濃度吸收。這同李祥的研究相符［6］。將沒有亞硝酸鹽影響的標準曲線吸光度值分別代入受影響的標準曲線，計算出樣品含亞硝酸鹽 4、10 mg·kg － 1 影響時的待進樣溶液中硝酸根濃度，同沒有影響時的值比較相對相差。表2 表明，當樣品中含亞硝酸鹽含量在 4 mg· kg － 1時，相對相差均小于5%，符合 NY/T 1279—2007 的精密度要求; 而當樣品中亞硝酸鹽含量在 10 mg· kg － 1時，相對相差均大于 5%，不符合標準要求。樣品中亞硝酸鹽含量越高，硝酸鹽偏離正確值就越遠。鑒于新鮮蔬菜、水果中亞硝酸鹽含量甚微［4］，目前新鮮蔬菜中的亞硝酸鹽*已取消，GB 2762—2005 《食品中污染物*》 ( 已作廢) 將蔬菜中亞硝酸鹽 *設定在4 mg·kg － 1。所以除香椿以外的絕大部分新鮮蔬菜、水果樣品中亞硝酸鹽含量均會小于4 mg· kg － 1，對硝酸鹽測定帶來的影響可以忽略，同時也驗證了 NY/T 1279—2007 的原理部分。

2. 2 方法的前處理比較 GB 5009. 33—2010 的 2 個方法及 NY /T 1279— 2007 均對樣品的前處理做出各自規定，詳見 1. 2 部分。3 個方法采用不同方式加入不同試劑，花費不同時間對樣品進行硝酸根、亞硝酸根提取。以此為依據，將香椿樣品采用這 3 個方法進行前處理，

再分別用離子色譜、分光光度計、紫外分光光度計進行樣液檢測。由于紫外分光光度計法只是測試硝酸根的含量，故沒有亞硝酸根的數據。由表 3 可知，不同前處理方法所測得的亞硝酸根數據、硝酸根數據相對相差均小于 5% ，達到 GB 5009. 33—2010、NY /T 1279—2007 所規定的精密度要求。由此*可以選擇適合本實驗室的 3 個方法的前處理方式中任一個，以便捷的方式、適合本實驗室人員操作習慣來完成試驗，香椿樣品的結果不受前處理方法的影響。

2. 3 香椿樣品中亞硝酸根對硝酸根的影響依據標準對香椿樣品進行前處理及上機檢測，離子色譜法、分光光度法分別測得亞硝酸根、硝酸根濃度。由表 4 可知，采用紫外分光光度計法考慮到亞硝酸鹽對硝酸鹽的干擾，將處理液分為 3 種方式進行上機檢測。1) 直接上機測定。2) 采用標準加入法測定。將 1 000 mg·L － 1 硝酸根標準溶液吸取一定量，用樣液定容至 50 mL，配成含標準溶液硝酸根離子濃度為 0、 2. 0、4. 0、6. 0、8. 0、10. 0、12. 0 mg · L － 1 系列，求得標準曲線后計算硝酸根含量。3) 根據離子色譜法、分光光度法測得的香椿亞硝酸根均值含量 156 mg·kg － 1，經前處理，硝酸鹽待測液中含亞硝酸根 0. 248 mg·L － 1，配制硝酸根標準溶液時，所有標液中用移液槍均加入亞硝酸根標液 0. 037 7 mL，模擬樣液的基體，配成的硝酸根系列標液均含 0. 248 mg·L － 1 的亞硝酸根。直接上機測定的結果受到亞硝酸根的干擾，明顯偏高; 采用標準加入法和標液中加亞硝酸根的方式可避免干擾，得到正確的檢測結果。

3 小結與討論食品、蔬菜、水果中硝酸根離子的測定一般采用 3 種方法。法涉及離子色譜儀，適合大批量樣品，可以同時測定硝酸根和亞硝酸根; 第二法為實驗室常用方法，但硝酸根需要通過鎘柱還原成亞硝酸根來測試，前處理煩瑣，需要較強的動手能力，不適合大批量樣品; 第三法為紫外分光光度法，較為簡便，試驗過程中所用試劑較少，缺點是不能同時得到亞硝酸鹽結果［6］。硝酸根離子和亞硝酸根離子在紫外區 219 nm 處具有等吸收波長的特性，給采用紫外分光光度法測定香椿中硝酸根含量帶來難度。通過標準加入法或在硝酸根標液中加入一定量的亞硝酸根溶液模擬樣品狀態這兩種方法來消除這一基質干擾，既簡單便捷，又確保了數據的準確性。

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