◎ 晁 盛,張涵璐
(北京市食品安全監(jiān)控和風(fēng)險評估中心(北京市食品檢驗所),北京 100094)
食品安全問題一直牽動著人們的神經(jīng),為從源頭上解決食品安全問題,需要加強(qiáng)對食品的安全檢測,及時發(fā)現(xiàn)食品中存在的有毒有害物質(zhì),避免其對人類身體健康產(chǎn)生威脅。隨著人們對味覺需求的不斷提高,魷魚、腐竹、米粉和粉絲等水發(fā)食物開始受到一些消費者的青睞。一些不良商家為了改善水發(fā)食品的外觀和口感,防止食品變質(zhì)腐壞,吸引消費者購買,非法在食品中添加過量甲醛。食品在加工和儲存的過程中經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng),也會產(chǎn)生一定量的甲醛。甲醛屬于有毒物質(zhì),食用甲醛含量超標(biāo)的食品會嚴(yán)重影響身體健康,過量的甲醛可能會引起排汗不規(guī)律、頭痛、乏力、心悸、體溫變化、失眠、紅腫、皮炎和濕疹等多種不良反應(yīng),因此需要對水發(fā)食品中甲醛含量進(jìn)行準(zhǔn)確檢測[1-3]。隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,食品中甲醛的檢測方法越來越多,分光光度法、液相色譜法較為常用,此外還有滴定法、氣相色譜法、流動注射法、極譜法等,這些方法各有優(yōu)缺點[4-7]。鑒于液相色譜法和紫外分光光度法在檢測食品甲醛方面更常用,本文對這2種方法進(jìn)行對比分析,確定一種高準(zhǔn)確度、高靈敏的腐竹中甲醛的檢測方法,將其運用到食品甲醛的檢測中。
(1)材料。市場上隨機(jī)購買的2種品牌腐竹食品。
(2)試劑。甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液、鹽酸苯肼、去離子水、磷酸氫二鈉、37%鹽酸、2,4-二硝基苯肼乙酸鈉、冰乙酸及氯化鈉等。
高效液相色譜儀(安捷倫公司)、UV-2550型紫外分光光度計(島津)、電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司]、恒溫水浴鍋、離心機(jī)、樣品組織粉碎機(jī)與色譜柱濾膜等。
1.3.1 紫外分光光度法
(1)溶液配制。①1%鹽酸苯肼溶液。準(zhǔn)確稱量1 g鹽酸苯肼固體粉末于50 mL蒸餾水中,定容至100 mL。②2%鐵氰化鉀溶液。準(zhǔn)確稱量2 g鐵氰化鉀固體粉末于50 mL蒸餾水中,定容至100 mL。③鹽酸溶液。體積比為10∶2的鹽酸與水混合。④甲醛標(biāo)準(zhǔn)液。準(zhǔn)確量取2.8 mL 36%的甲醛溶液于蒸餾水中,定容至1 000 mL,混合均勻,再準(zhǔn)確量取此溶液10 mL,添加蒸餾水進(jìn)行溶液稀釋,定容至100 mL,用碘量法標(biāo)定其濃度,結(jié)果為0.100 1 mg·mL-1。
(2)甲醛紫外吸收波長的選擇。在鹽酸的酸性環(huán)境下,溶液中的甲醛與鹽酸苯肼反應(yīng)生成的氮雜茂發(fā)生一系列氧化反應(yīng),生成紅色醌式結(jié)構(gòu)化合物,此化合物在530 nm波長處吸收最大,因此選擇530 nm的波長進(jìn)行樣品測定。
(3)分別吸取甲醛濃度為0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5,5.0, 5.5 μg·mL-1的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液2 mL至10 mL 容量瓶中。加入1%鹽酸苯肼溶液2 mL,靜置10 min。加入2 mL 2%鐵氰化鉀溶液,靜置4 min。加入3 mL鹽酸,加蒸餾水至刻度線,充分混合,在530 nm處測定吸光度。以甲醛濃度(x)為橫坐標(biāo),吸光度(y)為縱坐標(biāo)作圖。
(4)樣品中甲醛含量測定。準(zhǔn)確稱取0.5 g粉碎成粉末狀的干腐竹樣品于20 mL密封提取瓶中,加1 mL濃度為20%的氫氧化鈉溶液,1.2 mL濃度為10%的硫酸鋅溶液,加水稀釋至20 mL,用超聲波超聲提取20 min,用微孔濾膜過濾器進(jìn)行樣品的過濾。準(zhǔn)確吸取2.0 mL濾液按上述方法測定。樣品重復(fù)實驗3次,同時做空白實驗。
1.3.2 色譜法
(1)衍生液的制備。①乙酸鈉緩沖溶液(pH=5)。準(zhǔn)確稱取3.64 g乙酸鈉,加水溶解,加入1.0 mL冰乙酸,用水定容至500 mL。②2,4-二硝基苯肼溶液(0.6 g·L-1)。準(zhǔn)確稱取2,4-二硝基苯肼300 mg,用乙腈溶解定容至500 mL。準(zhǔn)確量取100 mL乙酸鈉緩沖溶液和100 mL 2,4-二硝基苯肼溶液充分混勻,配制成衍生液。
(2)溶液配制。①鹽酸-氯化鈉溶液。準(zhǔn)確稱取2 g氯化鈉于100 mL容量瓶中,加水溶解,加入6 mL 37%的鹽酸,用蒸餾水定容至刻度。②磷酸氫二鈉溶液。準(zhǔn)確稱取18 g Na2HPO4·12H2O,加水定容至100 mL。
(3)甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲備液。取1 mL 36%~38%甲醛溶液,加水定容至500 mL,使用前按照亞硫酸鈉法標(biāo)定甲醛濃度。稀釋為50 μg·mL-1的甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲備液現(xiàn)用現(xiàn)配。
(4)甲醛衍生物標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備。吸取1 mL濃度為 0 μg·mL-1、1.0 μg·mL-1、2.0 μg·mL-1、3.0 μg·mL-1、4.0 μg·mL-1、5.0 μg·mL-1、6.0 μg·mL-1、7.0 μg·mL-1、8.0 μg·mL-1、9.0 μg·mL-1和 10.0 μg·mL-1的 甲 醛 標(biāo)準(zhǔn)溶液置于10 mL具塞刻度管中,用衍生液定容至10 mL,充分混勻后放入60 ℃水浴加熱1 h,取出冷卻至室溫,過0.22 μm濾膜,濾液供HPLC測定。
(5)色譜條件的選擇。安捷倫化學(xué)鍵合C18柱,4.6 mm×250 mm;流動相為乙腈和水,體積比60∶40;流速1.0 mL·min-1;檢測器波長355 nm。
(6)樣品溶液的前處理。稱取均勻粉碎的試樣2.0 g置于50 mL三角瓶中,準(zhǔn)確加入20.0 mL衍生液,蓋上塞子,渦旋混勻后置于60 ℃恒溫振蕩器中150 r·min-1振搖1 h,取出冷卻至室溫,取上層清液過0.22 μm濾膜上機(jī)測定。
2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線
以甲醛濃度(x)為橫坐標(biāo),吸光度(y)為縱坐標(biāo)作圖,進(jìn)行線性回歸處理,得到線性回歸方程y=0.221 2x+0.004 7,R2=0.997 5,線性關(guān)系良好,如圖1所示。
2.1.2 空白樣品的測定
空白樣品平均值Xi=0.003 3,標(biāo)準(zhǔn)偏差S=0.000 288。根據(jù)公式XL=Xi+KS,實驗置信度條件下系數(shù)K=3,則全試劑空白響應(yīng)值XL為0.004 164。根據(jù)公式L=(XLXi)/b=KS/b,(b為空白曲線的斜率,0.010)則檢出限L=3×0.000 288/0.010 26≈0.084 μg·mL-1,如表1所示。
表1 空白吸光值(n=25)
2.1.3 回收率和精密度測定
提取液中加入濃度為 2 μg·mL-1、4 μg·mL-1的 1 mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行2組樣品的加標(biāo)回收率實驗,并計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,結(jié)果見表2。紫外法檢測甲醛檢出限為0.084 μg·mL-1,加標(biāo)回收率在90.0%~97.0%,樣品相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.99%和2.85%,加標(biāo)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差2.13%~3.41%。由此可見,紫外法用于測定腐竹中微量甲醛是合理可行的。
表2 紫外法回收率及精密度表(n=7)
2.2.1 方法的線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限
該方法的線性方程為y=9.33×105x+3.96×104,線性相關(guān)系數(shù)R2為0.999 699。根據(jù)儀器3倍信噪比(S/N)計算出本方法檢出限為0.02 μg·mL-1,見圖2。
2.2.2 方法回收率及精密度測定
提取液中加入濃度為 1.00 μg·mL-1、2.00 μg·mL-1的1 mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行兩組樣品的加標(biāo)回收率實驗,加標(biāo)自動標(biāo)尺色譜圖見圖3(加標(biāo)量2 μg·mL-1),其中峰高為357 540,峰面積為1 854 538,測定濃度為1.946 μg·mL-1,并計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差與回收率,結(jié)果見表3。由此可知,色譜法檢測甲醛檢出限為0.02 μg·mL-1,加標(biāo)回收率 98.20% ~ 102.90%,樣品相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.15%和1.75%,加標(biāo)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.75%~1.34%。用相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)來衡量該方法的精密度,RSD越小,精密度越高,經(jīng)測定本方法RSD均小于5%,符合分析要求。
表3 色譜方法回收率及精密度表(n=7)
從本文的研究可知,對比標(biāo)準(zhǔn)《小麥粉與大米粉及其制品中甲醛次硫酸氫鈉含量的測定》(GB/T 21126—2007),腐竹中甲醛含量的測定進(jìn)行了色譜衍生條件等優(yōu)化,更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定地測定了腐竹中的甲醛殘留量。標(biāo)準(zhǔn)《水產(chǎn)品中甲醛的測定》(SC/T 3025—2006)中紫外分光光度法雖然具有較好的準(zhǔn)確性和精密度,但在對腐竹中甲醛的檢測過程中得到的測定值往往結(jié)果偏差較大,線性較差。本實驗結(jié)果也證明,高效液相色譜法可準(zhǔn)確測定腐竹甲醛含量,而紫外分光光度法測定腐竹樣品中的甲醛含量的線性、回收率、精密度等均不如色譜法準(zhǔn)確,因此采用高效液相色譜法檢測甲醛雖然操作煩瑣一些,但在實驗過程中其受其他生成物質(zhì)干擾小,能更準(zhǔn)確、簡便地測定數(shù)據(jù),從產(chǎn)品質(zhì)量安全控制的角度來講,高效液相色譜法更適合用于腐竹樣品中甲醛的含量測定。
在國外,甲醛常被用作抑菌劑或者飼料添加劑,其可以抑制大腸桿菌和沙門氏菌等有害微生物的增殖;部分地區(qū)會利用甲醛來生產(chǎn)啤酒,加速啤酒絮狀物的沉淀,使得啤酒更加澄澈;甲醛也是一種較為常見的食品添加劑,但其用量被嚴(yán)格控制,因為有較強(qiáng)的毒副作用,用于食品加工方面應(yīng)較為謹(jǐn)慎。我國規(guī)定在食品加工中禁止采用甲醛作為添加劑,但現(xiàn)階段很多不法商家為了利益,不惜在食品中添加大量的甲醛,嚴(yán)重威脅到消費者的身體健康。尤其是水發(fā)食品中,甚至存在甲醛濫用的問題,急需對此問題加強(qiáng)重視,采取合理的方法對水發(fā)食品中甲醛含量進(jìn)行檢測。目前,檢測甲醛的方法主要有分光光度法、乙酰丙酮法、酚試劑法、乙酰乙酸乙酯法和變色酸氧化法等[8-11]。以上幾種方法都采用了將樣品在酸性介質(zhì)中進(jìn)行蒸餾的方法,將樣品中的甲醛在加熱過程中經(jīng)水溶液吸收,然后分別與不同顯色劑進(jìn)行顯色反應(yīng),根據(jù)顏色的深淺比色定量。色譜法原理為在酸性溶液中,樣品中殘留的甲醛次硫酸氫鈉分解釋放出的甲醛被水溶解,與2,4-二硝基苯肼發(fā)生加成反應(yīng),生成黃色的2,4-二硝基苯腙,提取液在355 nm波長下,經(jīng)液相色譜法(HPLC)分離測定,外標(biāo)法定量。目前,國內(nèi)大多數(shù)檢測機(jī)構(gòu)都是采用紫外分光光度法來檢測水產(chǎn)品和食品中的甲醛,該方法原理簡單易懂、操作簡便、顯色效果穩(wěn)定明顯并且檢測成本相對較低,相對于其他方法來說,此法的靈敏度相對較低、抗干擾能力差,而且有一定的誤差,但可以滿足基本的檢測要求,因此,其應(yīng)用前景也較高。
總之,采用紫外分光光度法測定水發(fā)產(chǎn)品中的甲醛含量,雖然操作簡單,但準(zhǔn)確度稍差;采用高效液相色譜法測定水發(fā)產(chǎn)品中甲醛的含量,操作較為煩瑣,但是準(zhǔn)確性和精密度高。