程銀棋,鄭 欣,周陶鴻,胡家勇,彭青枝,柳 迪
(1.湖北省食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院,湖北 武漢 430075;2.湖北省食品質(zhì)量安全檢測工程技術(shù)研究中心,湖北 武漢 430075;3.武漢市華測檢測技術(shù)有限公司,湖北 武漢 430223)
氰化物是對(duì)含有氰離子或氰基的一類化合物的統(tǒng)稱[1-2]。氰化物可分為無機(jī)氰化物(氫氰酸、氰化鉀、氯化氰等)、有機(jī)氰化物(乙腈、丙烯腈、正丁腈等)、絡(luò)合氰化物(鋅氰絡(luò)合物、鐵氰絡(luò)合物、鎳氰絡(luò)合物、銅氰絡(luò)合物等),均能在體內(nèi)很快析出離子,并迅速與人體類高鐵細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合,生成氰化高鐵細(xì)胞色素氧化酶而失去傳遞氧的作用,引起組織缺氧窒息屬于高毒類[3-7]。且與砷化物、汞、鎘、鉻、鉛并稱為國際上公認(rèn)的六大毒物[8-10]。氰化物是酒類的一項(xiàng)重要安全檢測指標(biāo),據(jù)許多研究報(bào)道白酒中的氰化物主要是由于釀酒原料(如木薯、野生植物根莖等存在植物氰苷;高粱中存在蜀黍氰苷等)、生產(chǎn)工藝(原料表皮處理不干凈)等原因造成[11-15],對(duì)人身體健康危害極大,引起急性中毒,因此,檢測白酒中氰化物含量的準(zhǔn)確性顯得尤為重要。
目前,我國規(guī)定使用GB 5009.36—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氰化物的測定》檢測白酒中氰化物,其原理是蒸餾酒在堿性條件下加熱除去高沸點(diǎn)有機(jī)物,然后在pH 7.0條件下,用氯胺T將氰化物轉(zhuǎn)變?yōu)槁然?,再與異煙酸-吡唑啉酮作用生成藍(lán)色燃料,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。但是其一法異煙酸-吡唑啉酮分光光度法檢測白酒中氰化物含量具有操作繁瑣、耗時(shí)長(顯色時(shí)間為40m in)、化學(xué)試劑不穩(wěn)定而需臨配制等不利因素[16],且根據(jù)一些報(bào)道白酒中存在一些氰絡(luò)合物對(duì)其實(shí)驗(yàn)干擾,造成假陽性樣品的存在[17-18];其二法氣相色譜法儀器設(shè)備昂貴,縣級(jí)食品監(jiān)測站或中小企業(yè)難以承擔(dān)儀器設(shè)備購置費(fèi)用[19-20]。
異煙酸-巴比妥酸光譜法具有試劑穩(wěn)定性好、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、操作簡單、耗時(shí)短(僅需顯色15m in)等優(yōu)點(diǎn)[21],因此,該研究不經(jīng)過高溫前處理而避免氰絡(luò)合物高溫下堿解,結(jié)合HJ484—2009《中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)氰化物的測定容量法和分光光度法》[22]以及GB 8538—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法》中分光光譜法[23],探討異煙酸-巴比妥酸光譜法對(duì)白酒中氰化物的可行性,并與白酒的國標(biāo)方法異煙酸-吡唑啉酮光譜法進(jìn)行方法學(xué)上的比較,旨在為小型檢測機(jī)構(gòu)及小中企業(yè)提供一種快速、高效且便于操作的白酒中氰化物的檢測方法。
白酒:選取本院2018年度湖北省內(nèi)監(jiān)督抽檢的酒精度為52%vol的樣品;
氰化物標(biāo)準(zhǔn)溶液(標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號(hào)GBW(E)080115,質(zhì)量濃度50mg/L):中國計(jì)量科學(xué)研究院;氫氧化鈉、異煙酸、吡唑啉酮、氯胺T、無水乙醇、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、乙酸、巴比妥酸、酚酞等(均為分析純):國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;實(shí)驗(yàn)室用水均為GB/T 6682—2008《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》規(guī)定的二級(jí)水。
UH5300紫外分光光度計(jì):日立公司;WNB29恒溫水浴鍋:德國Memmert(美墨爾特)有限公司。
1.3.1 異煙酸-巴比妥酸光譜法測定白酒中氰化物標(biāo)準(zhǔn)曲
線繪制與樣品檢測
標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制:取10支具塞比色管,分別加入1mg/L氰化物標(biāo)準(zhǔn)使用液0、0.20m L、0.40m L、0.80m L、1.20m L、1.60m L、2.00m L、3.00m L、4.00m L和5.00m L,再加入2 g/L氫氧化鈉溶液至10m L,其氰化物含量依次為0、0.20μg、0.40 μg、0.80 μg、1.20 μg、1.60 μg、2.00 μg、3.00 μg、4.00 μg和5.00μg。后加入5.0mL 136 g/L磷酸二氫鉀緩沖溶液,混勻,迅速加入0.30m L 10 g/L氯胺T溶液,立即蓋塞,混勻,放置1~2min。最后加入6.0m L異煙酸-巴比妥酸顯色劑,加水至25m L,混勻。于25℃顯色15m in,后以水為參比,于波長600nm處用1 cm比色皿測定吸光度值,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,在曲線上查出試樣管中氰化物的質(zhì)量。
樣品檢測:量取1m L白酒樣品于25m L具塞比色管中,加2 g/L氫氧化鈉溶液至10mL。后續(xù)操作方法同上,且整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程標(biāo)準(zhǔn)管與試樣管應(yīng)同一批次同時(shí)處理。
1.3.2 異煙酸-吡唑啉酮光譜法測定白酒中氰化物標(biāo)準(zhǔn)曲
線繪制與樣品檢測
標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制:分別量取1mg/L氰化物標(biāo)準(zhǔn)使用液0、0.8m L、1.6m L、3.2m L、4.0m L、6.0m L、8.0m L于25m L具塞比色管中,補(bǔ)加2 g/L氫氧化鈉至10m L。后處理方法按照GB 5009.36—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氰化物的測定》第一法分光光度法。以水為參比,于波長638nm處測定吸光度值,且整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程標(biāo)準(zhǔn)管與試樣管應(yīng)同一批次同時(shí)處理。
1.3.3 精密度試驗(yàn)
依據(jù)1.3.1與1.3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線檢測方法,以1.00μg、4.00μg兩個(gè)含量點(diǎn)為監(jiān)測目標(biāo),每個(gè)含量點(diǎn)量取6組平行樣,比較不同含量下數(shù)據(jù)的精密度。
1.3.4 準(zhǔn)確度試驗(yàn)
依據(jù)1.3.1與1.3.2樣品檢測方法,對(duì)氰化物質(zhì)控樣(未經(jīng)100%酒精度折算的默認(rèn)濃度為4.0mg/L)進(jìn)行6次重復(fù)檢測,計(jì)算每次重復(fù)檢測的分析物濃度。比較不同方法下數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。
1.3.5 加標(biāo)回收試驗(yàn)
選取1個(gè)已知含量的樣品,分別添加3個(gè)高、中、低濃度水平的氰化物標(biāo)準(zhǔn)溶液于樣品中,然后用1.3.1與1.3.2兩種方法測定,計(jì)算加標(biāo)回收率。
1.3.6 計(jì)算公式
白酒中氰化物(以CN-計(jì))含量按式(1)計(jì)算
式中:ρ(CN-)為白酒中氰化物的質(zhì)量濃度,mg/L;m為從校準(zhǔn)曲線上查得試樣管中氰化物的質(zhì)量,μg;V為白酒取樣體積,mL。
1.3.7 數(shù)據(jù)處理
所有的不同處理均重復(fù)3次,數(shù)據(jù)結(jié)果采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 12.0軟件和Origin 8.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
依據(jù)1.3.1作關(guān)于氰化物含量(μg,以CN-計(jì))(Y)對(duì)吸光度(X)的標(biāo)準(zhǔn)曲線得到:異煙酸-巴比妥酸光譜法線性方程為Y=5.076 4X-0.013 6,相關(guān)系數(shù)R2=0.999 7;由此說明異煙酸-巴比妥酸測定氰化物含量在0~5.000μg范圍內(nèi)呈良好的線性。對(duì)于空白樣品進(jìn)行20次重復(fù)試驗(yàn)得到的吸光度的均值加上3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算檢出限,以分析物的濃度單位進(jìn)行表征,結(jié)果見表1。
表1 檢出限計(jì)算結(jié)果Table 1 Results of detection lim it
由表1可知,異煙酸-巴比妥酸光譜法測定白酒中氰化物的方法檢出限為0.015mg/L。根據(jù)GB 2757—2012《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)蒸餾酒及其配制酒》中要求氰化物(以HCN計(jì),100%酒精度折算)含量低于8mg/L,綜上所述:異煙酸-巴比妥酸光譜法測定白酒中氰化物含量方法可行。
根據(jù)1.3.2作標(biāo)準(zhǔn)曲線方法,作關(guān)于氰化物含量(μg,以CN-計(jì))(Y)對(duì)吸光度值(X)的標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到異煙酸-吡唑啉酮光譜法線性方程為Y=8.483 5X-0.003 8,相關(guān)系數(shù)R2=0.999 7。
以1.00μg、4.00μg兩個(gè)含量點(diǎn)為監(jiān)測目標(biāo),每個(gè)含量點(diǎn)量取6組平行樣,比較不同含量下測定的吸光度值,根據(jù)上述線性方程計(jì)算得到氰化物含量如表2所示。由表2可知,異煙酸-吡唑啉酮法和異煙酸-巴比妥酸法測定白酒中氰化物的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviation,RSD)分別在0.370%~2.607%、0.509%~2.151%范圍內(nèi),均符合GB 5009.36—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氰化物的測定》第一法分光光度法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(<10%)要求,表示該方法精密度良好。
表2 兩種光譜法測定氰化物的精密度結(jié)果比較Table 2 Comparison of precision results of two kinds of spectrometry methods for determ ination of cyanide
據(jù)報(bào)道市場上有些白酒由于原料本身含有氰絡(luò)合物,異煙酸-吡唑啉酮法在堿性條件下對(duì)白酒進(jìn)行高溫加熱處理,可能使部分原料本身的氰絡(luò)合物堿解成氰離子,造成試驗(yàn)假陽性的存在,因此,本試驗(yàn)探討了異煙酸-巴比妥酸法對(duì)白酒未進(jìn)行堿性條件下高溫處理的方法準(zhǔn)確性。
表3 兩種光譜法測定氰化物的準(zhǔn)確度結(jié)果比較Table 3 Comparison of the accuracy results of two kinds of spectrometrymethods for determ ination of cyanide mg/L
本研究選用實(shí)驗(yàn)室的白酒氰化物質(zhì)控樣(未經(jīng)100%酒精度折算的默認(rèn)濃度為4.0mg/L)作為樣品,用兩種光譜法分別進(jìn)行白酒氰化物含量檢測,且進(jìn)行6次重復(fù)檢測,計(jì)算每次重復(fù)檢測的分析物濃度,數(shù)據(jù)結(jié)果見表3所示。由表3可知,兩種方法處理后的氰化物質(zhì)控樣氰化物含量均趨于穩(wěn)定,數(shù)據(jù)間無顯著性差異(P>0.05),因此表明兩種光譜法測定白酒中氰化物含量的準(zhǔn)確性較好。
選取1個(gè)氰化物含量為1.049mg/L的白酒樣品,分別添加3個(gè)高中低質(zhì)量濃度水平的氰化物標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.000mg/L、1.500mg/L、0.500mg/L)于樣品中,測定氰化物加標(biāo)回收率,結(jié)果見表4。
表4 兩種光譜法測定氰化物的加標(biāo)回收結(jié)果比較Table 4 Com parison of standard recovery results of two kinds of spectrometrym ethods for determ ination of cyanide
由表4可知,異煙酸-吡唑啉酮、異煙酸-巴比妥酸法測定白酒中氰化物加標(biāo)回收率分別為82.7%~98.8%、81.9%~111.3%,均滿足實(shí)驗(yàn)室要求。此外,由于異煙酸-吡唑啉酮顯色劑不穩(wěn)定,試驗(yàn)過程中要現(xiàn)配現(xiàn)用,因此異煙酸-吡唑啉酮法試驗(yàn)繁瑣耗時(shí),而異煙酸-巴比妥酸法中所用異煙酸-巴比妥酸顯色劑放置于冰箱冷藏,可重復(fù)使用數(shù)十次,有效期長達(dá)1個(gè)月以上,且GB 8538—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法》中異煙酸-巴比妥酸光譜法也提到此試劑因堿性強(qiáng)而可于冰箱保存1個(gè)月。由于兩種方法加標(biāo)回收率無明顯差異,說明異煙酸-巴比妥酸光譜法具有較強(qiáng)的試劑穩(wěn)定性,有利于提高試驗(yàn)效率,更好滿足實(shí)驗(yàn)室高效快捷的要求。
本研究通過研究異煙酸-巴比妥酸光譜法測定白酒中氰化物含量,發(fā)現(xiàn)該法在0~5.000μg具有良好的線性相關(guān)性,其方法檢出限為0.015mg/L,且與異煙酸-吡唑啉酮光譜法進(jìn)行準(zhǔn)確度、精密度比較均無顯著性差異(P>0.05)。另外異煙酸-巴比妥酸測定白酒中氰化物具有較好的回收率,更好的試劑穩(wěn)定性,能滿足實(shí)驗(yàn)室需要,建議國標(biāo)方法可以增加這一方法,便于提高各檢測機(jī)構(gòu)的氰化物檢測效率。