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摘要 [目的]建立乳制品中硫氰酸盐含量测定的离子色谱方法。[方法]样品溶液经乙酸沉淀，去除蛋白质及脂肪的干扰后，过滤装瓶。采用Ion Pac AS11HC柱（4 mm×250 mm）对其进行分离。以保留时间定性，试样中硫氰酸根峰面积比与标准系列比较定量。[结果]试验表明，硫氰酸盐在0.1～2.0 mg/L范围内线性关系良好，相关系数为R2=0.999 6，添加回收率为92.0%～96.6%，变异系数分别为1.18%～2.28%，定量限为1.0 mg/kg。[结论]该方法简便、快速、可靠，可用于市售乳制品中硫氰酸盐含量的测定。
关键词 硫氰酸盐；离子色谱；乳制品
中图分类号 S879.1；O657.7 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）20-06796-02
乳及乳制品中含有丰富的营养物质，如保存不当极易滋生细菌导致酸败，不但降低了原料乳的整体质量，而且也影响了乳品的加工。为了延长牛乳的保质期，硫氰酸盐作为保鲜剂曾被广泛应用于乳品行业之中[1]。研究表明，硫氰酸鹽在人体内会释放氰根离子，并和血液中的细胞色素氧化酶中的三价铁离子结合，进而抑制该酶的活性，使组织发生缺氧[2]。因此，长期过量地摄入硫氰酸盐会对人体造成一定的伤害，近年来，国家已禁止其作为食品添加剂使用[3]。对乳制品中的硫氰酸盐，目前有报道的测定方法主要为分光光度法[4]、气相色谱法[5]、液相色谱法[6]、气相色谱-质谱联用法[7]、毛细管电泳法[8]及离子色谱法[9]等。其中，离子色谱作为新型阴离子检测工具，具有灵敏、特异性强的优点，已引起广泛的重视。笔者拟建立一种快速准确测定乳与乳制品中硫氰酸盐的分析方法，检出限和稳定性均应可满足日常检验检疫工作人员实施有效、快速和准确监管的需求。
1 材料与方法
1.1 材料 供试样品为市售乳及乳制品。
主要试剂：硫氰酸钠（CAS No.：540727，纯度≥98.0%）、乙酸溶液（3%）、氢氧化钾淋洗液（100 mmol/L），所有化学试剂均为分析纯级，所有试验用水均为电阻率为18.2 MΩ·cm的超纯水。硫氰酸根（SCN-）标准储备溶液（1 000 mg/L）：准确称取硫氰酸钠1.567 9 g，超纯水溶解，定容至1 000 ml，于4 ℃冰箱保存；SCN-标准工作溶液（100 mg/L）：取10.00 ml上述储备液于100 ml容量瓶，定容摇匀使用。
主要仪器与设备：ICS1000离子色谱仪，配阴离子抑制器及电导检测器，美国Dionex；MilliQ Advantage A10超纯水系统，美国Millipore公司；分析天平，感量为 0.1 mg和1 mg，德国Sartorius；3K15台式离心机，转速≥10 000 r/min，配5 ml或10 ml离心管，德国sigma；KQ500DE超声波清洗器，昆山舒美；C18净化柱，0.22 μm水性滤膜针头滤器，天津富集。
1.2 方法
1.2.1 样品处理。
称取液体样品试样10 g或固体样品试样2.5 g（精确至0.01 g），置于100 ml容量瓶中，加水80 ml，摇匀，超声30 min，加入3%乙酸溶液2 ml，于4 ℃放置20 min，取出放置至室温，加水稀释至刻度。溶液经滤纸过滤，取上清液备用。取上述备用的上清液约15 ml，通过已活化的C18柱和0.22 μm水性滤膜针头滤器，弃去10 ml初滤液，收集后面洗脱液待测。
1.2.2 标准曲线绘制。
准确吸取标准工作液0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 ml置于容量瓶中，其他操作同“1.2.1”样品前处理，按SCN-含量由低到高进样，以SCN-含量为横坐标，以SCN-峰面积比为纵坐标，绘制标准曲线。同时进试样溶液，根据保留时间定性，试样的SCN-峰面积与标准系列比较定量。
1.2.3 仪器分析条件。
色谱柱：Ion Pac AS11HC色谱柱（4 mm×250 mm）及配套保护柱；流动相：100 mmol/L氢氧化钾溶液；进样量：20 μl；流速：1.0 ml/min；柱温：30 ℃；抑制器：ASRS300连续自动再生膜阴离子抑制器；抑制电流：250 mA；检测器温度：35 ℃。
2 结果与分析
2.1 前处理条件的选择
乳与乳制品中含有大量的油脂及蛋白质，如果处理不好这些杂质可能会对色谱柱造成很大的影响，导致柱效降低、色谱峰拖尾等现象发生，因此前处理手段显得尤为重要。离子色谱法测定阴离子时，蛋白质和脂肪的沉淀常采用2种方式进行，其优缺点如表1所示。该研究最终采用加入3%乙酸溶液2 ml来进行蛋白质的沉淀。
2.2 淋洗液浓度的选择
试验分析了不同淋洗液浓度下SCN-的分离情况，如图1所示。如果使用较低的淋洗液强度，虽然可以得到很好的分离效果，但是SCN-保留时间过长，峰形变差、分析时间也成倍增加；如果使用较高的淋洗液强度，则可以降低分析时间并仍具有满意的分离效果。
图1 不同淋洗液浓度下SCN-标准溶液色谱
该研究最终选用淋洗液浓度为100 mmol/L的氢氧化钠溶液为淋洗液，目标物质与乙酸沉淀剂可达到基线分离，硫氰酸盐的保留时间为11.3 min，牛乳空白样品色谱图如图2所示。
图2 牛乳空白样品溶液中SCN-色谱
2.3 干扰物质的影响
考虑到除鲜乳外，可能还会涉及到其他类别的样品测试，尤其是含乳饮料等，其基体复杂，可能含有多种阴离子及有机酸，该试验考察了浓度为10 mg/L的乙酸、乳酸、氯离子、硝酸根、硫酸根、磷酸根、柠檬酸7种常见阴离子及有机酸对SCN-检测的影响。在所确定的试验条件下，以上几种物质不会对目标物质测定造成干扰，色谱图见图3。 图3 几种常见阴离子及有机酸混合物色谱
2.4 标准曲线与最低检出限
在规定色谱条件下，对标准系列溶液进行测定。在0.1～2.0 mg/L硫氰酸根含量范围内，回归方程为y=7.396 4x+0.066 5，线性相关系数R2=0.999 6。按信噪比S/N=10计算，当取样量为10 g时，该方法的最低定量限为1.0 mg/kg。
2.5 精密度与添加回收试验
由于SCN-在牛乳中具有一定的本底值，故该试验以新鲜牛乳作为基质，参考其本底值对SCN-标准进行2.0、4.0、8.0 mg/kg 3个浓度水平的添加回收试验，每个添加水平重复测定3次，扣除样品基体所含SCN-平均浓度计算添加回收率，回收率与精密度见表2。
3 结论
该研究建立了离子色谱测定乳制品中硫氰酸根的检测方法，对检测条件进行了优化并对试验结果进行验证。该方法快速、简便、选择性和准确性高，灵敏度和精密度也满足实际工作需要，适用于乳与乳制品中硫氰酸盐含量的测定。
参考文献
[1] 顾欣，黄士新，李丹妮，等.乳中硫氰酸盐对人类健康的风险评估[J].中国兽药杂志，2010（9）：45-49，52.
[2] 韦淑萍.奶与奶制品的食品安全问题探讨[J].中国卫生标准管理，2013（13）：48-49.
[3] 關于印发《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂品种名单（第一批）》的通知，卫生部，食品整治办（2008）3号[Z].2008.
[4] 苏婷婷，续莺，顾洪涛.乳制品中硫氰酸钠含量的测定——分光光度法[J].中国乳业，2013（2）：48-49.
[5] 宋洁，傅英文，杜利君，等.顶空进样-气相色谱法检测乳制品中硫氰酸盐的含量[J].色谱，2012（7）：743-746.
[6] 李晰晖，任国谱，肖莲荣.反相高效液相色谱法检测原料乳中的硫氰酸钠[J].保鲜与加工，2014（2）：52-56.
[7] 周正香.气相色谱-质谱法测定乳制品中的硫氰酸根[J].食品科学，2012（4）：153-156.
[8] 吴剑平，顾欣，李丹妮，等.毛细管电泳法检测牛奶中硫氰酸钠质量浓度[J].中国乳品工业，2012（3）：53-56.
[9] 杨丽婧，梁琪.离子色谱法测定乳粉中硫氰酸钠前处理方法的研究[J].青海大学学报：自然科学版，2013（2）：32-34.
关键词 硫氰酸盐；离子色谱；乳制品
中图分类号 S879.1；O657.7 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）20-06796-02
乳及乳制品中含有丰富的营养物质，如保存不当极易滋生细菌导致酸败，不但降低了原料乳的整体质量，而且也影响了乳品的加工。为了延长牛乳的保质期，硫氰酸盐作为保鲜剂曾被广泛应用于乳品行业之中[1]。研究表明，硫氰酸鹽在人体内会释放氰根离子，并和血液中的细胞色素氧化酶中的三价铁离子结合，进而抑制该酶的活性，使组织发生缺氧[2]。因此，长期过量地摄入硫氰酸盐会对人体造成一定的伤害，近年来，国家已禁止其作为食品添加剂使用[3]。对乳制品中的硫氰酸盐，目前有报道的测定方法主要为分光光度法[4]、气相色谱法[5]、液相色谱法[6]、气相色谱-质谱联用法[7]、毛细管电泳法[8]及离子色谱法[9]等。其中，离子色谱作为新型阴离子检测工具，具有灵敏、特异性强的优点，已引起广泛的重视。笔者拟建立一种快速准确测定乳与乳制品中硫氰酸盐的分析方法，检出限和稳定性均应可满足日常检验检疫工作人员实施有效、快速和准确监管的需求。
1 材料与方法
1.1 材料 供试样品为市售乳及乳制品。
主要试剂：硫氰酸钠（CAS No.：540727，纯度≥98.0%）、乙酸溶液（3%）、氢氧化钾淋洗液（100 mmol/L），所有化学试剂均为分析纯级，所有试验用水均为电阻率为18.2 MΩ·cm的超纯水。硫氰酸根（SCN-）标准储备溶液（1 000 mg/L）：准确称取硫氰酸钠1.567 9 g，超纯水溶解，定容至1 000 ml，于4 ℃冰箱保存；SCN-标准工作溶液（100 mg/L）：取10.00 ml上述储备液于100 ml容量瓶，定容摇匀使用。
主要仪器与设备：ICS1000离子色谱仪，配阴离子抑制器及电导检测器，美国Dionex；MilliQ Advantage A10超纯水系统，美国Millipore公司；分析天平，感量为 0.1 mg和1 mg，德国Sartorius；3K15台式离心机，转速≥10 000 r/min，配5 ml或10 ml离心管，德国sigma；KQ500DE超声波清洗器，昆山舒美；C18净化柱，0.22 μm水性滤膜针头滤器，天津富集。
1.2 方法
1.2.1 样品处理。
称取液体样品试样10 g或固体样品试样2.5 g（精确至0.01 g），置于100 ml容量瓶中，加水80 ml，摇匀，超声30 min，加入3%乙酸溶液2 ml，于4 ℃放置20 min，取出放置至室温，加水稀释至刻度。溶液经滤纸过滤，取上清液备用。取上述备用的上清液约15 ml，通过已活化的C18柱和0.22 μm水性滤膜针头滤器，弃去10 ml初滤液，收集后面洗脱液待测。
1.2.2 标准曲线绘制。
准确吸取标准工作液0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 ml置于容量瓶中，其他操作同“1.2.1”样品前处理，按SCN-含量由低到高进样，以SCN-含量为横坐标，以SCN-峰面积比为纵坐标，绘制标准曲线。同时进试样溶液，根据保留时间定性，试样的SCN-峰面积与标准系列比较定量。
1.2.3 仪器分析条件。
色谱柱：Ion Pac AS11HC色谱柱（4 mm×250 mm）及配套保护柱；流动相：100 mmol/L氢氧化钾溶液；进样量：20 μl；流速：1.0 ml/min；柱温：30 ℃；抑制器：ASRS300连续自动再生膜阴离子抑制器；抑制电流：250 mA；检测器温度：35 ℃。
2 结果与分析
2.1 前处理条件的选择
乳与乳制品中含有大量的油脂及蛋白质，如果处理不好这些杂质可能会对色谱柱造成很大的影响，导致柱效降低、色谱峰拖尾等现象发生，因此前处理手段显得尤为重要。离子色谱法测定阴离子时，蛋白质和脂肪的沉淀常采用2种方式进行，其优缺点如表1所示。该研究最终采用加入3%乙酸溶液2 ml来进行蛋白质的沉淀。
2.2 淋洗液浓度的选择
试验分析了不同淋洗液浓度下SCN-的分离情况，如图1所示。如果使用较低的淋洗液强度，虽然可以得到很好的分离效果，但是SCN-保留时间过长，峰形变差、分析时间也成倍增加；如果使用较高的淋洗液强度，则可以降低分析时间并仍具有满意的分离效果。
图1 不同淋洗液浓度下SCN-标准溶液色谱
该研究最终选用淋洗液浓度为100 mmol/L的氢氧化钠溶液为淋洗液，目标物质与乙酸沉淀剂可达到基线分离，硫氰酸盐的保留时间为11.3 min，牛乳空白样品色谱图如图2所示。
图2 牛乳空白样品溶液中SCN-色谱
2.3 干扰物质的影响
考虑到除鲜乳外，可能还会涉及到其他类别的样品测试，尤其是含乳饮料等，其基体复杂，可能含有多种阴离子及有机酸，该试验考察了浓度为10 mg/L的乙酸、乳酸、氯离子、硝酸根、硫酸根、磷酸根、柠檬酸7种常见阴离子及有机酸对SCN-检测的影响。在所确定的试验条件下，以上几种物质不会对目标物质测定造成干扰，色谱图见图3。 图3 几种常见阴离子及有机酸混合物色谱
2.4 标准曲线与最低检出限
在规定色谱条件下，对标准系列溶液进行测定。在0.1～2.0 mg/L硫氰酸根含量范围内，回归方程为y=7.396 4x+0.066 5，线性相关系数R2=0.999 6。按信噪比S/N=10计算，当取样量为10 g时，该方法的最低定量限为1.0 mg/kg。
2.5 精密度与添加回收试验
由于SCN-在牛乳中具有一定的本底值，故该试验以新鲜牛乳作为基质，参考其本底值对SCN-标准进行2.0、4.0、8.0 mg/kg 3个浓度水平的添加回收试验，每个添加水平重复测定3次，扣除样品基体所含SCN-平均浓度计算添加回收率，回收率与精密度见表2。
3 结论
该研究建立了离子色谱测定乳制品中硫氰酸根的检测方法，对检测条件进行了优化并对试验结果进行验证。该方法快速、简便、选择性和准确性高，灵敏度和精密度也满足实际工作需要，适用于乳与乳制品中硫氰酸盐含量的测定。
参考文献
[1] 顾欣，黄士新，李丹妮，等.乳中硫氰酸盐对人类健康的风险评估[J].中国兽药杂志，2010（9）：45-49，52.
[2] 韦淑萍.奶与奶制品的食品安全问题探讨[J].中国卫生标准管理，2013（13）：48-49.
[3] 關于印发《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂品种名单（第一批）》的通知，卫生部，食品整治办（2008）3号[Z].2008.
[4] 苏婷婷，续莺，顾洪涛.乳制品中硫氰酸钠含量的测定——分光光度法[J].中国乳业，2013（2）：48-49.
[5] 宋洁，傅英文，杜利君，等.顶空进样-气相色谱法检测乳制品中硫氰酸盐的含量[J].色谱，2012（7）：743-746.
[6] 李晰晖，任国谱，肖莲荣.反相高效液相色谱法检测原料乳中的硫氰酸钠[J].保鲜与加工，2014（2）：52-56.
[7] 周正香.气相色谱-质谱法测定乳制品中的硫氰酸根[J].食品科学，2012（4）：153-156.
[8] 吴剑平，顾欣，李丹妮，等.毛细管电泳法检测牛奶中硫氰酸钠质量浓度[J].中国乳品工业，2012（3）：53-56.
[9] 杨丽婧，梁琪.离子色谱法测定乳粉中硫氰酸钠前处理方法的研究[J].青海大学学报：自然科学版，2013（2）：32-34.