韋彬菡，魏小平，梁青梅，李建平

（桂林理工大學(xué) 化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西 桂林 541004）

單掃描極譜法測定牛奶中三聚氰胺的質(zhì)量濃度

韋彬菡，魏小平，梁青梅，李建平

（桂林理工大學(xué) 化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西 桂林 541004）

建立了單掃描極譜測定牛奶中三聚氰胺的定量分析方法。在濃度為0.12 mol/L的NaOH和濃度為0.16 mol/L的KCl底液中，三聚氰胺于-0.5 V（vs.Ag/AgCl）出現(xiàn)靈敏的極譜還原峰，三聚氰胺質(zhì)量濃度在6.3×10-3～1.26 mg/L范圍內(nèi)與導(dǎo)數(shù)峰高呈線性關(guān)系，檢出限1.73×10-3mg/L。該方法簡便快捷，已用于牛奶中三聚氰胺質(zhì)量濃度的測定，回收率為96.7%～106.6%。

單掃描極譜法；三聚氰胺；牛奶

0 引 言

三聚氰胺是一種化工原料，在高溫下會分解放出氰化物。因分子中含有較多的氮原子，不法商販將其添加在食品中以造成蛋白質(zhì)含量檢測結(jié)果較高的假象。嬰兒食用添加三聚氰胺的奶粉，不但導(dǎo)致營養(yǎng)缺乏，且容易形成結(jié)石。因此建立微量三聚氰胺的簡便、快速、靈敏分析方法很有意義。迄今奶制品中微量三聚氰胺的推薦分析方法主要是液相色譜法[1-5]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[6，7]、氣相色譜-質(zhì)譜法[8]、離子色譜法[9]、毛細(xì)管電泳法[10]等。但這些方法測定成本高，儀器操作復(fù)雜，不利于三聚氰胺的快速測定。利用極譜法測定食品中三聚氰胺的質(zhì)量濃度未見報(bào)道。本文發(fā)現(xiàn)，三聚氰胺在堿性溶液中可在滴汞電極上產(chǎn)生特征還原峰，據(jù)此建立了測定微量三聚氰胺的分析方法，并測定了牛奶樣品中三聚氰胺質(zhì)量濃度。該法簡便、快速、成本低，儀器簡單，極實(shí)用價(jià)值。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器及試劑

MP-2型溶出分析儀，采用三電極系統(tǒng)，工作電極為滴汞電極，Ag/AgCl電極為參比電極；鉑絲電極為輔助電極。

三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：準(zhǔn)確稱取0.1260 g三聚氰胺，加乙醇（1∶1）5mL溶解，然后用水定容至100 mL容量瓶中，搖勻，即得1.26×103mg/L的三聚氰胺儲備液。實(shí)驗(yàn)中其他系列濃度的三聚氰胺溶液皆由該儲備液稀釋而來。

所用試劑都為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.2 方法

在濃度為0.12 mol/L的NaOH和濃度為0.16 mol/L的KCl溶液的10 mL比色管中加入一定量的三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋至刻度，取部分溶液轉(zhuǎn)移至10 mL小燒杯中，在示波極譜儀上于-0.1～-1.0V范圍內(nèi)作陰極化線性掃描，敲擊延時(shí)為5 s，步延時(shí)為5 ms，靈敏度為9，以不加三聚氰胺的底液做空白，記錄一階導(dǎo)數(shù)極譜圖，讀取-0.5 V處還原峰高（如圖1）。

2 結(jié)果與討論

2.1 條件實(shí)驗(yàn)

2.1.1 反應(yīng)介質(zhì)的選擇

分別實(shí)驗(yàn)了三聚氰胺在HCl，H2SO4，HNO3等酸性介質(zhì)以及NaOH中的陰極化過程。結(jié)果表明，三聚氰胺在堿性介質(zhì)中可產(chǎn)生穩(wěn)定、靈敏且峰形良好的還原峰?？疾炝藲溲趸c用量對極譜波的影響，發(fā)現(xiàn)濃度為4 mol/L的NaOH用量為0.2～0.4 mL時(shí)，峰電流先隨堿度的增大而增高，隨后趨于恒定，當(dāng)NaOH濃度大于0.4 mol/L時(shí)峰電流開始減小 （如圖2）。實(shí)驗(yàn)中選擇NaOH用量為0.3 mL（濃度為0.12 mol/L）。

分別考察了NaOH溶液、KCl溶液以及NaOH和KCl同時(shí)存在時(shí)三聚氰胺的還原峰，如圖2所示，三聚氰胺在濃度為0.12 mol/L的NaOH和濃度為0.16 mol/L的KCl底液中呈現(xiàn)最好的峰形，且隨著三聚氰胺濃度的增加，其峰值也增大。最終選擇濃度為0.16 mol/L的KCl溶液與濃度為0.12 mol/L的NaOH作為最佳配比。

2.1.2 測定溫度的影響

實(shí)驗(yàn)了溫度對峰高的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在9～13℃時(shí)，溫度系數(shù)為0.0145%/℃；13～19℃，溫度系數(shù)為0.008%/℃；19～25℃，溫度系數(shù)為0.0145%/℃；25～31℃，溫度系數(shù)為0.0092%/℃；溫度31～37℃，溫度系數(shù)為0.020%/℃，且在9～37℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，峰高增大，說明該極譜為擴(kuò)散波。另外實(shí)驗(yàn)中應(yīng)適當(dāng)控制溫度，綜合各種影響因素，實(shí)驗(yàn)選擇在室溫條件下進(jìn)行。

2.1.3 掃描速度的影響

利用懸汞電極改變掃描速度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在25～400 mV/s范圍內(nèi)，隨著掃描速度的增加，峰電流值的平方根呈線性增大，說明該極譜波受擴(kuò)散控制。

2.1.4 反應(yīng)時(shí)間及伏安曲線的穩(wěn)定性

在室溫條件（25℃）下，取一定量的三聚氰胺溶液，加入濃度為0.8 mol/L的KCl溶液2 mL，濃度為4 mol/L的NaOH溶液0.3 mL，稀釋至10 mL，搖勻，立即進(jìn)行掃描，隨后每隔2 min掃描1次，記錄其峰值的變化（如圖3）。結(jié)果表明，反應(yīng)時(shí)間為10 min時(shí)，峰高即達(dá)到最大值，反應(yīng)時(shí)間再延長至120 min，峰高基本保持恒定。因此，選擇反應(yīng)時(shí)間為10 min。

在上述的實(shí)驗(yàn)條件下，按實(shí)驗(yàn)方法在不同時(shí)間對體系3.78×10-3mg/L三聚氰胺進(jìn)行測定，結(jié)果表明峰高至少在2 h之內(nèi)基本不變，說明體系具有良好的穩(wěn)定性。

2.2 工作曲線

在選定的實(shí)驗(yàn)條件下，三聚氰胺質(zhì)量濃度在6.3×10-31.26 mg/L范圍內(nèi)（即濃度為5×10-81×10-5mol/L）與極譜波波高呈線性關(guān)系，線性回歸方程：ΔH=30.873C-7.640（mol/L），相關(guān)系數(shù)r=0.9997；根據(jù)3s/K法計(jì)算得到本法檢出限為1.73×10-3mg/L。對質(zhì)量濃度為5.04×10-1mg/L三聚氰胺溶液行11次測定，計(jì)算的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.52%，可見，本法的精密度較好。峰電流值隨三聚氰胺質(zhì)量濃度的變化如圖4所示（濃度為0.12 mol/L的NaOH和濃度為0.16 mol/L的KCl）。

2.3 干擾離子的測定

考察了一般牛奶中常見的一些營養(yǎng)元素和氨基酸對三聚氰胺測定的影響，結(jié)果表明，給定相對誤差為±3%時(shí)，下列物質(zhì)共存時(shí)對三聚氰胺測定不產(chǎn)生干擾 （ 倍 數(shù) ）：Al3+（500），Cu2+（500），F(xiàn)e3+（1000），Ca2+（1000），Mg2+（500），組氨酸（500），脯氨酸（500），天冬氨酸（300）和色氨酸（300）。

2.4 反應(yīng)機(jī)理

2.4.1 循環(huán)伏安法實(shí)驗(yàn)

三聚氰胺在懸汞電極上的掃描圖表明只有還原峰，陽極化回掃時(shí)無對應(yīng)的氧化峰出現(xiàn)，證明該反應(yīng)不可逆。

2.4.2 電子轉(zhuǎn)移數(shù)及質(zhì)子數(shù)的確定

以上實(shí)驗(yàn)表明，該極譜波為不可逆擴(kuò)散波，線性掃描導(dǎo)數(shù)波正負(fù)峰之間的電位差為

Epp=1.925 RT/αnF

式中：R為氣體常數(shù)，T為絕對溫度，F(xiàn)為法拉第常數(shù)，α是界面反應(yīng)表觀轉(zhuǎn)移系數(shù)，n是電子轉(zhuǎn)移數(shù)，T=289K）。根據(jù)圖1測得Epp值為0.05V，求得兩電極反應(yīng)αn=0.98，若=0.5，則電極反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移數(shù)n≈2。

此外，根據(jù)峰電位隨pH值變化的直線斜率，按照Nernst方程dEp/d pH=-2.303 RTm/αn F,根據(jù)Ep=K–（2.303 RTm/αnF）pH，測得dEp/dpH=-0.0475，求得參加反應(yīng)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移數(shù)m約為1。

2.4.3 反應(yīng)機(jī)理的確定

綜上所述，三聚氰胺（A）在堿性溶液中首先發(fā)生氧化反應(yīng)，即被空氣中的氧氧化為產(chǎn)物B，產(chǎn)物B在汞電極上發(fā)生電還原，產(chǎn)生本文所示的還原峰，生成電極反應(yīng)產(chǎn)物C，C再進(jìn)一步發(fā)生聚合反應(yīng)，生成更穩(wěn)定的產(chǎn)物。反應(yīng)方程式為

3 樣品的測定

以某品牌牛奶作為待測樣品，按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測定，利用工作曲線法計(jì)算三聚氰胺質(zhì)量濃度，同時(shí)做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。

表1 回收率的測定結(jié)果

由表1可以看出，加標(biāo)回收率為97.5%～106.6%，結(jié)果令人滿意。

4 結(jié) 論

實(shí)驗(yàn)證明，三聚氰胺在pH＝10左右的溶液中，靜置10 min后，用單掃描極譜法進(jìn)行掃描時(shí)可在-0.5V處呈現(xiàn)良好的還原峰型，用此方法可以檢測牛奶中三聚氰胺的質(zhì)量濃度。

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Single-sweep polarographic determination of melamine content in milk

WEI Bin-han,WEI Xiao-ping,LIANG Qing-mei,LI Jian-ping
（College of Chemistry and Bioengineering,Guilin University of Technoligy,Guilin 541004，China）

A single-sweep polarographic method for the determination of melamine in milk was developed.In solution of 0.15 mol/L NaOH and 0.16 mol/L of KCl,a sensitive polarographic reductive wave was produced in-0.5V（vs.Ag/AgCl）.The derivative wave heights is propotional to the melamine concentration in the range of 6.3×10-3～1.26 mg/L.The detect limit is 1.73×10-3mg/L.The method has been used to determination of melamine contents in milk samples.The recoveries were found to be 96.7%～106.6%.

melamine；single sweep polarography；milk

TS252.7

A

1001-2230（2010）11-0043-03

2009-09-10

廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目資助（桂科能0842003）。

韋彬菡（1987-），女，本科，從事工業(yè)分析方面的研究。

李建平