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      紫外分光光度法測定乳與乳制品中硫氰酸鈉的含量

      2015-08-18 19:21:36何瑛林木娣賴書瑩劉傳栩梁俊健
      食品安全導(dǎo)刊 2015年8期
      關(guān)鍵詞:硫氰酸吸光濾液

      何瑛 林木娣 賴書瑩 劉傳栩 梁俊健

      摘 要:本文建立了使用紫外分光光度計(jì)測定原料乳及乳制品中硫氰酸鈉含量的方法,方法利用硫氰酸鈉與硝酸鐵反應(yīng)產(chǎn)物硫氰酸鐵的光度值間接測定硫氰酸鈉的含量。結(jié)果顯示,吸光度與硫氰酸鈉質(zhì)量濃度線性關(guān)系、檢出限實(shí)驗(yàn)、重復(fù)性實(shí)驗(yàn)、回收率實(shí)驗(yàn)等方法學(xué)實(shí)驗(yàn)均效果良好,測得結(jié)果與離子色譜法結(jié)果沒有顯著性差異,提示方法可行,適于乳品企業(yè)對硫氰酸鈉的快速檢測。

      關(guān)鍵詞:硫氰酸鈉 紫外分光光度法 硝酸鐵 乳及乳制品硫氰酸鈉(NaSCN)是生乳中天然存在的一種活性抗菌體系,其乳過氧化物酶體系(LPS)可以抑菌保鮮。1991年,WHO和FAO的食品法典委員會公布的CAC/GL 13-1991《乳過氧化物酶體系用于原料乳的保鮮指南》中,硫氰酸鈉作為LPS的活化劑[1]被允許添加到牛奶中;我國也于隨后頒布標(biāo)準(zhǔn),允許將其添加到無冷鏈運(yùn)輸體系中用于原料乳保鮮,添加量為15mg/L[2~3]。

      但硫氰酸鈉屬有毒有害物質(zhì),其主要毒性作用為以抑制細(xì)胞色素氧化酶活性為主的急性毒性與以抑制碘轉(zhuǎn)運(yùn)及甲狀腺素合成的慢性毒性,尤其對胎兒和嬰兒的腦部與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育存在較大的危害[4]。隨著社會對食品安全重視度提高及原奶冷鏈運(yùn)輸?shù)耐晟疲瑖覐U除了之前的標(biāo)準(zhǔn)并于2008年12月公布《食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)和易濫用的食品添加劑品種名單(第一批)》,規(guī)定乳及乳制品中硫氰酸鈉屬違法添加物質(zhì)。

      目前,我國尚未制定檢測牛奶中硫氰酸鈉的標(biāo)準(zhǔn)及限值。本文采用紫外分光光度法測定牛奶中硫氰酸鈉含量,與離子色譜法相比,其操作簡捷且結(jié)果準(zhǔn)確,儀器易普及,適合在各乳品企業(yè)推廣使用。

      1 材料與方法

      1.1 材料與試劑

      1.1.1 材料

      生乳采自廣東、福建、廣西、天津等地的奶牛場;原料乳粉為新西蘭進(jìn)口奶粉;乳制品包括市售巴氏殺菌乳、UHT滅菌乳、調(diào)制乳等。

      1.1.2 試劑

      1.1.2.1 三氯乙酸溶液(200g/L):稱取三氯乙酸200.0g,用純水溶解并稀釋至1000mL;

      1.1.2.2 硝酸鐵溶液(16g/L):稱取硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O)2.674g,用純水溶解并稀釋至100mL,加入2mL濃硝酸,避光保存;

      1.1.2.3 硫氰酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1000mg/L):將硫氰酸鈉標(biāo)準(zhǔn)品(光譜純,GR)置于80℃烘箱內(nèi)干燥2h,準(zhǔn)確稱取干燥后的硫氰酸鈉0.1000g于100mL容量瓶中,用純水定容至刻度,混勻后置于4℃避光保存;

      1.1.2.4 硫氰酸鈉標(biāo)準(zhǔn)工作液(100mg/L):準(zhǔn)確吸取1.00mL硫氰酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備液到10mL容量瓶中,用純水定容至刻度,混勻后備用,該試劑應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。除非另有說明,本實(shí)驗(yàn)中使用的均為分析純試劑和GB/T 6682-2008中規(guī)定的一級水。

      1.1.3 儀器設(shè)備

      UV-1800紫外可見分光光度計(jì),電子分析天平,離心機(jī),電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,渦旋振蕩器,移液槍。

      1.2 方法建立

      1.2.1 實(shí)驗(yàn)原理

      牛奶中加入三氯乙酸(TCA)除去蛋白質(zhì)和脂肪,過濾后取上清液加入高鐵化合物,利用硫氰酸根與三價(jià)鐵離子在pH值為1.0~1.5的條件下反應(yīng)生成血紅色的硫氰酸鐵絡(luò)合物[5],在最大吸收波長處測定吸光度值,根據(jù)吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線確定其中硫氰酸鈉的含量。

      1.2.2 樣品處理

      (1)生乳或液態(tài)乳制品:吸取15mL樣品于50mL的離心管中,邊振搖邊加入三氯乙酸溶液(1.1.2.1)10mL,充分混勻后靜置15~30min,然后將樣品離心(9000rad/min,3min)分離,上清液經(jīng)定性濾紙雙層過濾、棄去初濾液后待測。(2)乳粉:稱取10.0g奶粉于200mL燒杯中,用65~80℃溫水1︰10進(jìn)行溶解,冷卻后吸取該溶液15mL于50mL離心管,同1.2.2.1處理。

      1.2.3 樣品測定

      分別吸取4mL待測液于10mL比色管中,加入2mL硝酸鐵溶液(1.1.2.2),混勻,反應(yīng)10min后在450nm波長處測定吸光度值,以三氯乙酸溶液加顯色劑作為試劑空白調(diào)零。測得的反應(yīng)液吸光值應(yīng)減去樣品濾液的本底吸光值,得到凈吸光值,將凈吸光值代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出樣品中硫氰酸鈉的含量。

      1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

      取10mL比色管7支,選擇反應(yīng)液凈吸光度值與試劑空白最接近的樣品濾液作底液,分別吸取0、20、40、80、160、320、640μL硫氰酸鈉標(biāo)準(zhǔn)工作液(1.1.2.4),用底液定容至4mL,配制成濃度為0、0.5、1、2、4、8、16mg/L的硫氰酸鈉基質(zhì)加標(biāo)溶液,然后加入2mL硝酸鐵溶液混勻后靜置10min顯色,以試劑空白調(diào)零,在450nm波長處測定吸光度值,將測得的吸光值減去底液吸光值后得到的凈吸光值對硫氰酸鈉質(zhì)量濃度作圖。

      1.2.5 計(jì)算

      樣品中硫氰酸鈉的含量按以下公式進(jìn)行計(jì)算:

      其中:C為樣品中硫氰酸鈉的含量,mg/L;C0為由標(biāo)準(zhǔn)曲線得出的待測濾液中硫氰酸鈉的含量,mg/L;V1為取樣量,mL;V2為樣品最終體積,mL;f為稀釋倍數(shù),液態(tài)樣品f=1,固態(tài)樣品f=10。

      2 分析與討論

      2.1 沉淀劑的加入量

      實(shí)驗(yàn)分別加入不同量的三氯乙酸溶液對樣品中的蛋白質(zhì)進(jìn)行沉淀、離心(9000rad/min,3min)和過濾,然后將濾液靜置一段時(shí)間觀察沉淀效果,結(jié)果見表1,最終選擇樣品與沉淀劑的比例為30︰20進(jìn)行前處理。

      2.2 檢測波長的確定

      取16mg/L的硫氰酸鈉基質(zhì)加標(biāo)溶液,顯色后在400~700nm可見光區(qū)進(jìn)行光譜掃描(見圖1),在此區(qū)域內(nèi)溶液于波長450nm處有1個(gè)最大吸收峰,此時(shí)樣品的吸光度值最大,響應(yīng)最靈敏,且該波長前后吸收曲線斜率較小,故選擇450nm作為檢測波長。

      2.3 顯色劑及反應(yīng)時(shí)間的確定

      硫氰酸鈉能與Fe3+反應(yīng)生成硫氰酸鐵紅色絡(luò)合物。實(shí)驗(yàn)初期考慮使用FeCl3溶液作為顯色劑,但其顯色不穩(wěn)定且本底顏色較深,影響結(jié)果的準(zhǔn)確測定;而Fe(NO3)3溶液中加入少量的濃硝酸后可抑制Fe3+的水解,本底顏色淺,可作為顯色劑使用,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其用量對顯色效果有明顯影響。

      由圖2可以看出,取4mL 20mg/L硫氰酸鈉基質(zhì)加標(biāo)溶液進(jìn)行顯色反應(yīng),反應(yīng)液吸光值隨Fe(NO3)3加入量的增大而增大,當(dāng)加入量為2mL時(shí),曲線斜率較大,之后趨于平緩。實(shí)驗(yàn)選定濾液與顯色劑的用量為4︰2并進(jìn)行顯色穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表2所示。

      由表2可得,隨著反應(yīng)時(shí)間的推移,至反應(yīng)后1h內(nèi),不同濃度的硫氰酸鈉基質(zhì)加標(biāo)溶液吸光值(OD值)變化不大,根據(jù)實(shí)際操作情況,本實(shí)驗(yàn)選定顯色反應(yīng)時(shí)間為10min。

      2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線底液的選擇

      實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)牛奶底液成分對測定結(jié)果的影響較大,分別用純水、三氯乙酸溶液、空白奶樣(反應(yīng)液凈吸光度值與試劑空白最接近的樣品,經(jīng)離子色譜法測定未檢出NaSCN)濾液作為底液配制標(biāo)準(zhǔn)曲線,測得的硫氰酸鈉加標(biāo)回收率如表3所示,最終選擇空白奶樣濾液作為本底構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)曲線。

      3 結(jié)果與驗(yàn)證

      3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

      按1.2.4的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以硫氰酸鈉基質(zhì)加標(biāo)溶液的濃度為橫坐標(biāo),對應(yīng)的凈吸光度值為縱坐標(biāo),建立標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖3所示,得到回歸方程y=0.021x+0.021,相關(guān)系數(shù)R2=0.9997??梢?,硫氰酸鈉濃度為0~16mg/L范圍內(nèi),其質(zhì)量濃度與吸光度線性關(guān)系良好。

      3.2 檢出限與回收率實(shí)驗(yàn)

      按上述方法進(jìn)行20次空白溶液測量,得到標(biāo)準(zhǔn)偏差S=0.0005,分別以3倍、10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以工作曲線斜率計(jì)得方法最低檢出限為0.07mg/L,最低定量限為0.25mg/L。

      為驗(yàn)證曲線可靠性,任意選取一種奶樣進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。分別吸取硫氰酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲備液0.015、0.03、0.06、0.18、0.30、1.20mL,加入液體奶樣至60mL,充分混勻后吸取15mL按上述方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),每個(gè)標(biāo)樣平行測定3次,取平均值計(jì)算回收率,結(jié)果見表4。實(shí)驗(yàn)測得回收率在95.24%~101.19%之間,準(zhǔn)確度較高。

      3.3 重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)

      任意選取生乳、原料乳粉、純牛奶和調(diào)制乳樣品各一個(gè),按上述方法進(jìn)行處理,平行測定6次,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。由表5可見,重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.16%~2.38%之間,本方法對原料乳及乳制品中硫氰酸鈉含量的測定重現(xiàn)性良好。

      3.4 與離子色譜法的比較

      取各類牛奶樣品6個(gè),分別用離子色譜法和紫外分光光度法測定硫氰酸鈉含量,檢測結(jié)果如表6所示。對兩組數(shù)據(jù)作t檢驗(yàn),t=0.3614 總結(jié)

      實(shí)驗(yàn)測得各大牧場生乳樣品中硫氰酸鈉的含量在0.25~5mg/L之間,檢出率較高但含量較低,可排除人為添加的可能,系屬于奶牛防御體系天然存在的硫氰酸鹽。本法具有操作簡捷、成本低、靈敏度較高、重現(xiàn)性好、回收率高的特點(diǎn),與離子色譜法測得結(jié)果之間無顯著性差異,適用于生鮮乳、原料乳粉及加工后的乳制品中硫氰酸鈉的快速測定。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 李瀅倩.離子色譜和高效液相色譜測定牛乳中硫氰酸鹽含量的研究[D].吉林:吉林大學(xué),2010:2-3.

      [2] 中華人民共和國國家技術(shù)監(jiān)督局. GB/T 15550-1995活化乳中乳過氧化物酶體系保存生鮮牛乳實(shí)施規(guī)范[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1995.

      [3] 中華人民共和國衛(wèi)生部. GB 2760-1996食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1996.

      [4] 蔭碩焱,賀巍巍,趙凱等. 乳品中硫氰酸鹽的食品安全對策[J].衛(wèi)生研究,2013,42(3):529-631.

      [5] 王丹慧,張鳳梅,李梅等. 鐵鹽法定量檢測原料乳中硫氰酸鹽[J]. 食品科學(xué),2010,31(18):298-300.

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