劉豐奎， 汪 雨， 錢春燕， 李 杰， 姜雪成，邵 鵬， 祖文川*

(1.天津大學精密儀器與光電子工程學院，天津 300072；2.北京市理化分析測試中心，北京 100089；3.上海市計量測試技術(shù)研究院，上海 201203)

亞硝酸鹽作為食品工業(yè)領域普遍允許使用的食品添加劑，常用做西式火腿、肉罐頭等食品的護色劑、防腐劑[1 - 3]。亞硝酸鹽是食物中毒最多的原因之一,非法添加亞硝酸鹽于肉制品中會潛在危害人類健康,過量的亞硝酸鹽攝入會引發(fā)人體中毒、致癌、甚至死亡[4]。因此,亞硝酸鹽在食品中殘留超標問題已經(jīng)成為食品安全重點關注的問題之一。我國國家標準(GB2760-2014)《食品添加劑使用標準》規(guī)定，亞硝酸鹽僅允許用于肉制品，并規(guī)定了其具體殘留量(除西式火腿70 mg/kg、肉罐頭類50 ng/kg，其他均為30 mg/kg)，且禁止亞硝酸鹽用于其它食品。

目前，食品中亞硝酸鹽含量檢測的標準方法為基于鹽酸萘乙二胺分光光度法及離子色譜法[5]。鹽酸萘乙二胺分光光度法及其改進方法已經(jīng)在食品亞硝酸鹽含量檢測中廣泛應用[6 - 8]，但總體而言，該方法容易受樣品顏色、渾濁度、離子等本底干擾，且檢出限相對較高。此外，該方法需要手動完成，效率相對較低。離子色譜法雖然解決了試樣顏色等干擾，且對亞硝酸鹽具有較為靈敏的分析性能[9 - 11]，但分析速度慢，須做清潔處理，色譜柱須精心維護，并要定期更新，維護成本較高。此外，基于流動注射的食品中亞硝酸鹽分析技術(shù)由于儀器的自動化有效改善了檢測效率[12 - 15]，但該方法仍基于分光光度檢測，無法解決基體以及反應氣泡等干擾問題?；谛揎楇姌O的電化學方法已經(jīng)較好地應用于食品中亞硝酸鹽含量的測定[16,17]，但該方法電極的制備以及后續(xù)維護處理相對繁瑣，影響分析效率。因此，亟需發(fā)展一種快速、靈敏且維護簡便的食品中亞硝酸鹽的分析方法。

氣相分子吸收光譜法已經(jīng)應用于環(huán)境水質(zhì)中亞硝酸鹽含量的監(jiān)測，并展現(xiàn)出良好的分析性能[18 - 20]。該方法通過乙醇催化亞硝酸鹽與鹽酸的化學反應，將試樣中亞硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為NO2，然后通過測定NO2氣相分子在吸光管中特定波長下的吸光值，實現(xiàn)亞硝酸鹽氮的定量分析。該方法實現(xiàn)了待測目標與基體的分離，因此不受液體的濁度、色度、金屬離子干擾等的影響，且分析過程簡便快速。本文基于氣相分子吸收光譜法測定火腿中亞硝酸鹽的含量，為測定火腿中亞硝酸鹽含量提供了一種高效準確的新方法。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

AJ-3700氣相分子吸收光譜儀(配氘燈光源，上海安杰環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?；KQ-500DE數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；CR22GⅢ高速冷凍離心機(日本，日立公司)。

亞硝酸鹽氮標準儲備溶液(GSB 04-2840-2011，1 000 mg/L)，4 ℃下密封保存。標準溶液：吸取亞硝酸鹽氮標準儲備溶液1.00 mL，用去離子水逐級稀釋至100 mL，得濃度為10.0 mg/L的亞硝酸鹽氮標準中間液；0.00 mg/L、0.20 mg/L、0.40 mg/L、1.00 mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L的亞硝酸鹽氮標準系列由適量標準中間液稀釋制得。鹽酸為優(yōu)級純(國藥集團化學試劑有限公司)。無水乙醇為色譜純(Fisher)。載流液：向400 mL 3 mol/L HCl中加入80 mL無水乙醇配制得到。實驗用水為去離子水。

火腿樣品：市場購買。

1.2 儀器工作條件

氣相分子吸收光譜儀的工作溫度：20～30 ℃；環(huán)境濕度：≤85%；氘燈燈電流：50 mA；氣源壓力：0.2 MPa；載氣流量：0.12 L/min；PMT負高壓：197 V；讀數(shù)方式：峰面積。

1.3 樣品處理

將火腿樣品粉碎確保樣品均勻后，稱取試樣2 g(精確至0.001 g),置于具塞錐形瓶中，加去離子水100 mL,密閉。室溫提取：樣品于室溫提取30 min,每5 min振搖一次，保證樣品均勻分散，而后將提取液轉(zhuǎn)移至100 mL 離心管中，于8 000 r/min離心15 min。靜置5 min，轉(zhuǎn)移上清液，備用。水浴熱提取：樣品于60 ℃ 水浴中熱浸提30 min,每5 min振搖一次，保證樣品均勻分散，而后冷卻至室溫，將提取液轉(zhuǎn)移至100 mL 離心管中，于8 000 r/min離心15 min。靜置5 min，轉(zhuǎn)移上清液，備用。超聲輔助提取：將樣品置于具塞錐形瓶中，加去離子水100 mL，迅速搖勻后，于60 ℃水浴中超聲波輔助提取30 min，每5 min振蕩1次，保證樣品均勻分散，靜置冷卻至室溫，將提取液轉(zhuǎn)移至100 mL 離心管中，于8 000 r/min離心15 min。靜置5 min，轉(zhuǎn)移上清液，備用。

2 結(jié)果與討論

2.1 亞硝酸鹽測試光源及波長

在波長195～240 nm紫外區(qū)進行不同波長下亞硝酸鹽氮氧化物氣相分子產(chǎn)物(NO2)的吸光度測試。以波長為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制亞硝酸鹽氮氧化物氣相分子產(chǎn)物的紫外吸收光譜。結(jié)果如圖1所示，在 210～220 nm波長范圍內(nèi)，亞硝酸鹽氮氧化物氣相分子產(chǎn)物具有較強的連續(xù)吸收。根據(jù)標準(HJ/T 197-2005)《水中亞硝酸鹽氮氣相分子吸收光譜的測定》，采用Zn燈作為光源，以Zn燈的特征譜線213.9 nm作為亞硝酸鹽氮氧化物的吸收譜線，存在干擾較少。因此，本法選取213.9 nm作為亞硝酸鹽氮氧化物的測試波長。

圖1 亞硝酸鹽氣相分子紫外吸收光譜

2.2 提取方法

選同一火腿樣品，稱取3份，分別采用室溫提取、水浴熱提取和超聲輔助提取3種提取手段，按照實方法分別提取30 min，然后分別對提取液中亞硝酸鹽氮氧化物氣相分子產(chǎn)物(NO2)吸光值進行測定，結(jié)果如圖2所示。結(jié)果表明，溫度是影響亞硝酸鹽提取效率的重要條件，60 ℃下較之室溫提取能夠?qū)崿F(xiàn)更好的提取效率，而采用超聲輔助提取在保證較好提取效率的同時，樣品中亞硝酸鹽提取效率精密度更好。

圖2 不同提取方法對火腿中亞硝酸鹽提取效率的影響

2.3 提取溫度

選取同一火腿樣品，分別在 30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃水浴下超聲提取30 min。參照樣品制備步驟提取樣品中的亞硝酸鹽，采用氣相分子吸收光譜法測定亞硝酸鹽氮氧化物氣相分子產(chǎn)物(NO2)的吸光值，結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，當采用60 ℃以上水浴進行超聲提取，可以實現(xiàn)最佳的提取效率。

圖3 溫度對火腿中亞硝酸鹽超聲輔助提取效率的影響

2.4 提取時間

選取同種火腿樣品，在60 ℃超聲水浴中分別提取10 min、20 min、25 min、30 min、35 min。參照樣品制備步驟，提取樣品中的亞硝酸鹽，采用氣相分子吸收光譜法測定亞硝酸鹽氮氧化物氣相分子產(chǎn)物(NO2)的吸光值，結(jié)果如圖4所示。結(jié)果表明，當提取30 min以上時，可以實現(xiàn)最佳的提取效率。

圖4 提取時間對火腿中亞硝酸鹽超聲輔助提取效率的影響

2.5 分析性能

在優(yōu)化氣相分子吸收光譜測試條件下，對標準系列亞硝酸鹽氮氧化物氣相分子產(chǎn)物(NO2)的吸收光譜進行測試，以吸光值為縱坐標，亞硝酸鹽氮濃度為橫坐標，擬合得到亞硝酸鹽(以NO2-N計)的工作曲線，其線性方程為：A=0.2058c+0.0014，線性相關系數(shù)r=0.9999；連續(xù)測定空白溶液11次的吸光值，計算標準偏差，當取樣量為2 g，采用100 mL水提取時，根據(jù)3倍空白標準偏差對應的濃度值計算得出亞硝酸鹽測定的檢出限為44.0 μg/kg(以NO2-N計)，根據(jù)10倍空白標準偏差對應的濃度值計算得亞硝酸鹽測定的定量限為146.5 μg/kg(以NO2-N計)。對0.2 mg/L的亞硝酸鹽氮標準溶液進行6次平行測試，隨進樣時間采集的氣相分子吸收動態(tài)曲線如圖5所示，相對標準偏差為0.7%。選取同一火腿樣品5份，平行測定，計算測定值的相對標準偏差(RSD)考察方法精密度。樣品測定亞硝酸鹽含量平均值為4.78 mg/kg(以NO2-N計)，RSD為3.1%。

圖5 亞硝酸鹽標準溶液隨進樣時間采集的氣相分子吸收動態(tài)曲線(n=6)

2.6 回收率

按實驗方法，對北京市購得的火腿樣品進行分析，并以其中某一火腿樣品為代表，采用不同濃度梯度、五平行的加標回收手段來驗證本方法的準確性。測試結(jié)果如表1所示，亞硝酸鹽的回收率在87.7 %～111.6%之間，平均回收率范圍為 96.7 %～106.4%。表明本方法測定真實樣品中亞硝酸鹽含量，結(jié)果準確、可靠，滿足實際火腿樣品的分析要求。

表1 火腿中亞硝酸鹽含量測定加標回收結(jié)果(n=5)

3 結(jié)論

通過化學反應將亞硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為在紫外區(qū)有較強吸收的氮氧化物氣相分子(NO2)，通過測定含氮氣相分子在213.9 nm波長下的吸收，實現(xiàn)了亞硝酸鹽的分析；而通過超聲輔助的提取方式，火腿樣品中亞硝酸鹽能夠充分、快速提取。本方法將二者結(jié)合，建立了超聲輔助提取-氣相分子吸收光譜法測定火腿中亞硝酸鹽含量的新方法。由于該方法實現(xiàn)了待測物與試液基體的分離，因此分析干擾較少，分析結(jié)果準確度高，同時兼具高效、簡便等優(yōu)點。實際樣品分析和加標回收率結(jié)果表明，本方法適用于火腿類實際樣品中亞硝酸鹽含量的測定，可以滿足火腿加工過程中的質(zhì)量控制，以及食品檢驗實驗室火腿類樣品中亞硝酸鹽含量日常檢測的需求。