鞏 凡，黃妙如，劉袆帆，馬路凱，肖更生，陳壯鑫，何 凡

（1. 河南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院，河南鄭州 450000；2. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 輕工食品學(xué)院，廣東廣州 510225；3. 廣州市珠江餅業(yè)食品有限公司，廣東 廣州 511442）

三聚硫氰酸三鈉鹽（Trisodium thiocyanate，TMT-Na） 是一種高效、快速的橡膠硫化劑[1]，廣泛應(yīng)用于丙烯酸酯橡膠、聚氯醚彈性體、氯丁橡膠等硫化劑[2]。此外，TMT-Na 是一種環(huán)境友好型的重金屬離子去除劑[3]，能與水溶液中的大多數(shù)低價態(tài)重金屬離子螯合形成穩(wěn)定的難溶化合物，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，廣泛用于污水、廢水中重金屬離子去除處理[4]。近年來，不法商販為追求利益將TMT-Na 用于制備復(fù)配小麥粉處理劑并將其添加在小麥粉中，以改善小麥粉的粉質(zhì)。但TMT-Na 具有一定的腐蝕性，對眼睛有刺激作用，并具有一定的毒性（LD50，小鼠經(jīng)口878 mg/kg）[5]，且GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》未將TMT-Na 列入的食品添加劑名單中，屬于非食用物質(zhì)。在復(fù)配小麥粉處理劑中加入非食用物質(zhì)不僅威脅消費者的健康[6]，而且對我國小麥粉產(chǎn)業(yè)的安全造成了惡劣的影響[7]，非食用物質(zhì)的使用也為我國食品安全監(jiān)管帶來了挑戰(zhàn)[8-9]。

目前，國內(nèi)外測定三聚硫氰酸三鈉鹽的方法主要是液相色譜等儀器分析法。國外早期對TMT-Na的測定主要針對水處理劑，小麥粉及小麥粉處理劑基質(zhì)復(fù)雜，這些方法無法直接應(yīng)用[10-11]。我國市場監(jiān)督管理總局于2020 年7 月發(fā)布第34 號文件補充檢驗方法《小麥粉中三聚硫氰酸三鈉鹽的測定》 （BJS 202001），該方法適用于小麥粉中TMT-Na 測定，但并不適用于基質(zhì)復(fù)雜的小麥粉處理劑[12]。張艷俠等人[13]利用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定小麥粉及其添加劑中非食用物質(zhì)三聚硫氰酸三鈉鹽，但是該法需要對樣品進行凈化條件較高的前處理工作。上述儀器分析方法準確、靈敏，但檢測對象有限、操作繁瑣、廢液產(chǎn)生量大、對操作人員的技術(shù)要求較高、檢測儀器昂貴、檢測成本高且需要固定場所。因此，建立簡便快速、靈敏度高的快速檢測方法用于小麥粉及其處理劑中三聚硫氰酸三鈉鹽的測定，具有重大意義。

此外，可實現(xiàn)短時間檢測的快速檢測方法類型多樣。免疫分析法具有高靈敏度、強特異性的特點，但該方法對所需抗原、抗體的專一性要求較高，難以被廣泛應(yīng)用[14]。酶抑制法是目前使用最為廣泛且相對成熟的檢測技術(shù)，但檢測對象局限性較大主要是針對農(nóng)藥殘留，并且容易出現(xiàn)假陰性的檢測結(jié)果[15]。生物傳感器技術(shù)響應(yīng)迅速、靈敏度高且樣品需求量小，但其缺乏穩(wěn)定性與一致性，實際應(yīng)用較少[16]。比色分析法因其快速顯色與具有較低顯色下限濃度等特點被廣泛應(yīng)用，通過與標準品吸光度或標準比色卡進行比較分析，但前者需要在一定的波長條件下方可完成，仍然需要使用專用的儀器設(shè)備[17]。

制備一種三聚硫氰酸三鈉鹽快速檢測試紙條，對顯色試紙和顯色劑的制備條件進行研究，相關(guān)的基本原理是利用TMT-Na 與金屬離子之間存在螯合反應(yīng)，生成難溶于水，且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性的有機產(chǎn)物[1]。該方法簡單便攜、快速、高效、成本低廉，適用于檢測小麥粉或小麥粉處理劑中的三聚硫氰酸三鈉鹽。同時，相比于現(xiàn)有的三聚硫氰酸三鈉鹽的檢測方法，該方法有利于解決現(xiàn)場抽檢或民用自檢難以檢測的問題。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉：市售通用小麥粉，產(chǎn)自河南新鄉(xiāng)；小麥粉處理劑：復(fù)配小麥粉處理劑，產(chǎn)自河南新鄉(xiāng)；宣紙：市售宣紙，產(chǎn)自河南鄭州；慢速層析定性分析濾紙，通用電氣生物科技（杭州） 有限公司提供。

三聚硫氰酸三鈉鹽標準品（≥95%），美國Sigma-Aldrich 公司提供；硫酸銅（分析純），天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司提供；氯化亞鐵（分析純），天津市致遠化學(xué)試劑有限公司提供；氯化錫、甲基纖維素鈉羧（均為分析純），天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司提供；氯化鎳（分析純），天津市大茂化學(xué)試劑廠提供。

1.2 儀器與設(shè)備

ME204 型電子天平（0.1 mg），梅特勒-托利多儀器（上海） 有限公司產(chǎn)品；10 mL 一次性使用無菌注射器（0.2 mL），河南曙光匯知康生物科技有限公司產(chǎn)品；Agilent 1260 型高效液相色譜儀，配備二極管陣列檢測器，美國安捷倫公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 快速檢測試紙的制備

（1） 顯色劑的制備。向200 mL 蒸餾水中分多次加入硫酸銅，充分攪拌硫酸銅不再繼續(xù)溶解，經(jīng)快速層析定性濾紙過濾即得飽和硫酸銅溶液。取100 mL硫酸銅溶液，添加2 g 質(zhì)量分數(shù)為2%的羧甲基纖維素鈉（sodium carboxymethyl cellulose, CMC-Na） 作為增稠劑，利用電爐加熱并不斷攪拌，直至CMC-Na完全溶解，制備所得的混合溶液可作為快速檢測試紙條的顯色劑。

（2） 顯色試紙的制備。選用慢速層析定性分析濾紙，將濾紙剪成長6 cm，寬1 cm 的試紙條，在顯色劑中于室溫條件下浸泡10 s，取出后懸掛晾干，備用。

（3） 標準比色卡的制作。配制0，0.01%，0.05%，0.10%，1.00%，10.00%的TMT-Na 標準水溶液，在最佳顯色條件下顯色反應(yīng)，制作三聚硫氰酸三鈉標準濃度比色卡。

1.3.2 快速檢測試紙的檢測方法

取10 mL 的醫(yī)用注射器，該醫(yī)用注射器乳頭的端部套設(shè)有孔徑0.45 μm 的有機系濾頭，將醫(yī)用注射器的活塞端拔出，并將1 mL 的小麥粉或小麥粉處理劑加入到醫(yī)用注射器的空筒中，推動醫(yī)用注射器的活塞使活塞的前端位于1 mL 位置處，然后吸入3 mL的蒸餾水后繼續(xù)吸入1~2 mL 的空氣，劇烈搖晃醫(yī)用注射器使其中的溶液混合均勻，推動注射器的活塞以棄去注射器端部的2~3 滴濾液。在顯色試紙的中部加入1 滴醫(yī)用注射器中的溶液，30 s 后觀察顯示試紙的顏色，并將其與標準比色卡對照以確定待測溶液中TMT-Na 的濃度范圍。

1.3.3 試紙性能檢測

按1.3.1 所述方法制備快速檢測試紙，通過1.3.2的檢測方法分別滴加質(zhì)量分數(shù)分別為0，0.001%，0.005%，0.010%，0.050%，0.100%，1.000%，10.00%的三聚硫氰酸三鈉鹽溶液，測定試紙的最低檢測質(zhì)量濃度、穩(wěn)定性指標，觀察試紙的顯色與變化情況以檢測試紙的相關(guān)性能[18]。同時，用快速檢測試紙法和液相色譜法（參照BJS 202001），對市售的8 種小麥粉或小麥粉處理劑進行檢測，比較2 種方法結(jié)果的一致性[19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 顯色劑的選擇

分別向200 mL 蒸餾水中分多次加入硫酸銅、氯化亞鐵、氯化錫、氯化鎳4 種無機金屬鹽試劑，充分攪拌直至無機金屬鹽試劑不再繼續(xù)溶解，經(jīng)快速層析定性濾紙過濾即得飽和無機金屬鹽溶液。取100 mL飽和無機金屬鹽溶液。參照1.3.1（2） 處理，將裁切所得的慢速層析定性分析濾紙，分別置于飽和CuSO4，F(xiàn)eCl2，SnCl2，NiSO4溶液中，并在室溫條件浸泡10 s，取出后在恒溫條件下晾干。在試紙中心分別加入50 μL的質(zhì)量分數(shù)為0.50%，0.25%，0.10% TMT-Na 溶液，靜置30 s 觀察顯色。

TMT-Na 與不同無機金屬鹽溶液在試紙上的顯色反應(yīng)見圖1。

圖1 TMT-Na 與不同無機金屬鹽溶液在試紙上的顯色反應(yīng)

由圖1 可知，上述4 種無機金屬溶液中，CuSO4溶液為最佳顯色試劑。經(jīng)FeCl2溶液或SnCl2溶液處理所得試紙，與空氣接觸，容易發(fā)生氧化反應(yīng)[20]，失效較快，作為顯色劑效果欠佳。經(jīng)NiSO4溶液處理所得試紙，為綠色，嚴重干擾顯色反應(yīng)判斷。CuSO4與TMT-Na 配位反應(yīng)呈現(xiàn)淡黃色至棕色，與本身藍色形成強烈對比。此外，硫酸銅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定[21]，毒性較低[22]，因此確定CuSO4溶液可作為顯色反應(yīng)試劑并用于制成檢測試紙。

2.2 顯色劑的優(yōu)化

按1.3.1（1） 所述方法制得的CuSO4飽和溶液作為顯色劑。將不同濃度的TMT-Na 溶液分別加在2 組檢測試紙中，組1 是由僅含飽和金屬溶液的顯色劑處理所得的顯色試紙，組2 是由含飽和金屬溶液與2%的CMC-Na 的顯色劑處理所得的顯色試紙。

不同質(zhì)量分數(shù)的TMT-Na 溶液在2 組試紙中的顯色效果見圖2。

圖2 不同質(zhì)量分數(shù)的TMT-Na 溶液在2 組試紙中的顯色效果

由圖2 可知，組2 顯色面積較集中，顏色擴散范圍小，說明CMC-Na 的加入有效緩解待測液的擴散現(xiàn)象。檢測過程中，滴入TMT-Na 溶液，其通過毛細作用在試紙上迅速分散，導(dǎo)致顯色變淺。增稠劑的加入在一定程度上可能改善試紙顯色淺的問題，因此選擇CMC-Na 作為增稠劑[23]，CuSO4飽和溶液與質(zhì)量分數(shù)為2%的CMC-Na 的復(fù)合溶液可作為快速檢測試紙的最佳顯色劑。

2.3 顯色試紙的選擇

試驗按1.3.1（2） 所述方法選用宣紙和慢速層析定性分析濾紙進行試驗，吸取質(zhì)量分數(shù)為10%的TMT-Na 標準溶液滴加至不同類型試紙條上，觀察顯色反應(yīng)，選擇顏色變化明顯、擴散度小的試紙作為顯色試紙。

載體試紙對試紙顯色效果的影響見表1。

表1 載體試紙對試紙顯色效果的影響

結(jié)果表明，相比宣紙，慢速層析定性分析濾紙晾干后顯色明顯、均勻。因此，選定慢速層析定性分析濾紙作為顯色試紙。

2.4 三聚硫氰酸三鈉鹽標準比色卡的設(shè)計

在最佳顯色條件下，以0，0.01%，0.05%，0.10%，1.00%，10.00%的TMT-Na 標準水溶液進行顯色反應(yīng)。其中，0.01%，0.05%，0.10%，1.00%，10.00%的TMT-Na 標準水溶液顯色結(jié)果分別為淡黃、淺黃、中黃、棕黃、鐵黃。由此可得，三聚硫氰酸三鈉鹽標準比色卡。

三聚硫氰酸三鈉鹽標準比色卡見圖3。

圖3 三聚硫氰酸三鈉鹽標準比色卡

按照上述質(zhì)量分數(shù)設(shè)置所得的三聚硫氰酸三鈉鹽標準比色卡顏色區(qū)分效果良好，可用于樣品檢測結(jié)果的判定。

2.5 試紙的性能檢測

2.5.1 最低檢測質(zhì)量濃度

根據(jù)圖2 可以看出，當TMT-Na 的質(zhì)量分數(shù)為0，0.001%，0.005%時顯色試紙并未顯色，顯色試紙依然為淺藍色，而TMT-Na 的質(zhì)量分數(shù)≥0.01%時，顯色試紙正常顯色且顏色逐漸加深。因此，確定試紙的最低檢測質(zhì)量分數(shù)為0.01%。

2.5.2 穩(wěn)定性

按1.3.1 所述方法制備所得的TMT-Na 快速檢測試紙，試紙在密封干燥條件下保存12 個月，在三聚硫氰酸三鈉鹽的質(zhì)量分數(shù)分別為0，0.001%，0.005%，0.010%，0.050%，0.100%，1.000%，10.00%條件下進行測試，試紙仍可準確讀取結(jié)果，說明該試驗制備的TMT-Na 快速檢測試紙保存期≥12 個月。

2.5.3 一致性

使用該研究所得的TMT-Na 快速檢測試紙和液相色譜法（BJS 202001） 對市售小麥粉及小麥粉處理劑陽性樣品進行檢測，對比二者檢測結(jié)果。

樣品檢測結(jié)果見表2。

表2 樣品檢測結(jié)果

由表2 可知，兩者結(jié)果一致性良好，說明該研究建立的方法檢測結(jié)果準確。

3 結(jié)論

建立了一種用于快速檢測三聚硫氰酸三鈉鹽的方法，經(jīng)過工藝優(yōu)化，檢測試紙的制備條件為：慢速層析定性分析濾紙為載體制備顯色層，顯色劑為飽和金屬鹽溶液和增稠劑的混合溶液，其用量比例為將2 g 質(zhì)量分數(shù)為2%的羧甲基纖維素鈉加入至100 mL 飽和CuSO4溶液，顯色試紙經(jīng)顯色劑浸潤10 s處理制得。標準比色卡含有5 個色塊，對應(yīng)的三聚硫氰酸三鈉鹽的質(zhì)量分數(shù)為0.01%，0.05%，0.10%，1.00%，10.00%，色階梯度明顯。當小麥粉中三聚硫氰酸三鈉鹽的質(zhì)量分數(shù)≥0.01%時，顯色試紙正常顯色且顏色也逐漸加深，即試紙的最低檢測質(zhì)量分數(shù)為0.01%。對市場的小麥粉和小麥粉處理劑等8 組樣品進行檢測，TMT-Na 快速檢測試紙和液相色譜法2 種方法檢測結(jié)果相近。但與現(xiàn)有檢測方法相比，TMT- Na 快速檢測試紙檢測具有攜帶方便、操作簡單、價格低廉、快速（2 min） 等特點。適用于政府部門對小麥粉及小麥粉處理劑中非法添加的三聚硫氰酸三鈉鹽作現(xiàn)場快速檢測。同時，經(jīng)過貨架期試驗，試劑盒有效期限為12 個月及以上，可長期保存。