主题:【第二届网络原创作品】酸牛乳中亚硝酸盐测定的背景干扰及消除方法

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1 前言
亚硝酸盐是潜在的致癌物质,而乳与乳制品中亚硝酸盐含量过高会引起高铁蛋白症,因而要严格控制其含量[1]。酸牛乳中由于含有各式各样的食品添加剂,在测定亚硝酸盐过程中,用硫酸锌和亚铁氰化钾沉淀不完全,导致部分小分子物质进入滤液,使滤液浑浊,而这种浑浊一般是肉眼不可见的。在分光光度计上比色时,却能引起吸收,导致测定结果偏高,造成假阳性的情况。
  笔者针对此种情况,建立了以滤液为参比溶液,消除酸牛乳中细小颗粒对检测结果的影响,结果令人满意。
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2试验部分
2.1仪器和试剂
2.1.1仪器:UV-2550型紫外可见分光光度计(岛津有限公司)
2.1.2试剂:
标准亚硝酸盐溶液:GBW(E)0802230504水中亚硝酸盐-氮,浓度:100mg•mL-1,并逐级稀释为0.9857μg•mL-1的标准贮备液;硫酸锌溶液:535g•L-1;亚铁氰化钾溶液:172g•L-1;盐酸-氨水缓冲溶液:pH9.6~9.7;显色液1:盐酸:水= 450:550(V:V)盐酸溶液;显色液2:5g•L-1磺胺溶液;显色液3:1g•L-1萘胺盐酸盐溶液。
试验中所用试剂均为分析纯,所用水为去离子水。
2.2标准溶液的配置
标准曲线的绘制:取 6个50mL容量瓶,分别加入浓度为0.9857μg•mL-1的亚硝酸钠标准贮备液0,0.5,1.0,2.0,5.0,10.0mL,加水至20mL,并做空白试验,然后依次加入3mL显色液1,2.5mL显色液2,混合均匀后,静置5min,加1mL显色液3, 静置5min,用去离子水定容至刻度,此溶液浓度分别为0.00、 9.86、19.72、59.14、98.56、197.14μg• L-1。静置5min后于538nm处,用1cm比色皿进行测定。
2.3试验过程
2.3.1吸收光谱曲线的绘制
在光谱模式下,测定标准系列的光谱图,仪器条件见表1。
      表1 仪器条件
波长扫描范围/nm    420~650
光谱带宽/nm    0.5
采样间隔    0.5
扫描速度    中速
在此仪器条件下,扫描出标准系列的吸收光谱图,见图1。

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2.3.2标准曲线的绘制
在光度测定模式下,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标绘制标准曲线,见图2。工作曲线方程为A= 0.0011C - 0.0005,相关系数r=0.9999。


图2 亚硝酸盐标准曲线
2.2样品测定
2.2.1 样品前处理
将酸牛乳样品混合均匀后,称70g左右样品,按顺序加入35mL硫酸锌溶液,35mL亚铁氰化钾溶液,50mL盐酸-氨水缓冲溶液,每加一种试剂充分混合,用去离子水定容于250mL容量瓶中,静置40min,用定性中速滤纸过滤后收集滤液。
2.2.2样品测定
移取20mL滤液于50mL容量瓶中,加3mL显色液1,2.5mL 显色液2,摇匀,静置5min;加1mL显色液3,静置5min,定容后静置5min,上机。同时移取20mL滤液于50mL容量瓶中做为参比溶液,加水定容至刻度,摇匀后静置,与样品同测,测定结果见表1
表2 样品测定数据
名称    质量(g)国标测定结果(mg•kg-1) 扣背景测定结果(mg•kg-1)
酸牛乳1    71.4    0.44     0.07
酸牛乳2    72.8    0.46     0.10
酸牛乳3    70.6    0.53     0.14
酸牛乳4    72.3    0.61     0.18
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3结果与讨论
3.1牛乳与酸牛乳光谱图比较
  国家标准GB2746-1999[2]中规定酸牛乳中亚硝酸盐的限量为≤0.2mg•kg-1,而按照国加标准规定的方法检测,则均判定为阳性样品,而在扣除背景干扰后,样品检测结果均合格。
国家标准检测方法在检测牛乳类样品时,几乎不存在干扰情况。图3(图中虚线为标样吸收光谱图,实线为样品吸收光谱图,下同)为牛乳样品光谱图与标样吸收光谱图比较,从图中可以看出,牛乳样品的亚硝酸盐样品光谱图和标样光谱图基本一致,确认其为亚硝酸盐,然后测定其峰高及吸光度值进行定量计算。

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酸牛乳加入各种辅料,比如食品添加剂,增稠剂,甜味剂等,经过发酵以后,成分相对比牛乳复杂的多,在经过沉淀剂沉淀以后,滤液中含有沉淀不完全或粒径较小的颗粒。而这些颗粒在测定波长538nm处有吸收,从而干扰目标组分的测定。
图4为酸牛乳样品光谱图,从图中可以看出,由于干扰的存在,各个吸收峰叠加,分辨不出亚硝酸的吸收峰。按照国标方法,直接测定吸光度定量,则造成假阳性的情况。

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3.2背景干扰及消除方法
笔者经过大量的试验研究,认为背景干扰主要来自滤液中杂质组分和颗粒在538nm存在吸收,干扰导致酸牛乳样品吸收光谱变形,其背景干扰光谱图如图5所示。滤液中有杂质组分和小分子物质,入射单色光就会因色散﹑反射而使透射光的强度减弱,检测器所得到的吸光度就会比实际的正确值偏大[3];量子光学认为,吸光粒子间的平均距离减小,受粒子间电荷分布相互作用的影响,其摩尔吸收系数发生变化[4]。以上两种情况导致偏离比尔定律。而这种干扰往往是肉眼不可见的,常常在检测中被忽略。

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本试验采用20mL滤液为参比进行背景扣除,以此来消除干扰[5]。从图5中可以看出,背景干扰在538nm处产生一定的响应。而这种响应导致偏离比尔定律,使测定结果偏高。
    扣除背景干扰后,其光谱图见图6。从图6中可以看出,消除背景干扰后的光谱图和标样光谱图基本吻合,说明干扰已经消除,此时再进行吸光度测定,就能真实反应样品中亚硝酸盐的含量。

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4 结论
    通过以上试验可以说明,背景对酸牛乳中亚硝酸的测定干扰很大,容易造成假阳性。而通过滤液参比进行背景的扣除,基本消除了背景干扰对测定结果的影响。该方法操作简单,消除干扰效果好,适用于日常酸牛乳中亚硝酸盐的测定。
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jll-20070523
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看看又长见识了,谢谢与大家分享,楼主辛苦了!
hiei
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写得非常不错,文章条理清晰。

没想到酸奶中还有那莫多的干扰物质,以后检测时要注意了,以免误判。