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AA3连续流动分析仪测定白酒中氰化物的方法研究

2018-10-30李冰川江文兵

酿酒科技 2018年10期
关键词:超纯水氰化物氢氧化钠

张 强,李冰川,唐 昆,江文兵

(剑南春(集团)有限责任公司,四川绵竹618200)

氰化物是一类剧毒化合物,可经呼吸道、消化道及皮肤进入人体内,迅速作用于呼吸酶,引起组织内窒息,从而导致组织衰竭以致机体死亡[1-2]。白酒中的氰化物主要来自原料,以木薯、野生植物酿制的酒中氰化物含量较高,而一般谷物原料酿制的酒中氰化物含量都极微量。虽然大部分氢氰酸在原料的蒸煮过程中可通过排气挥发掉大部分,但是仍会有少量的氢氰酸残留在白酒中[3,7]。

蒸馏酒及其配制酒食品安全国家标准GB 2757—2012中规定了氰化物限量应小于8.0 mg/L(以HCN计,按100%vol酒精度折算)[4]。最新的测定氰化物的方法是按照GB 5009.36—2016《食品安全国家标准 食品中氰化物的测定》,其中第一法分光光度法检测繁琐、耗时长、误差大、检测结果的准确性和精确性受到很大影响[5]。连续流动分析仪是一种用途广泛的现代化分析仪器,本试验研究了使用AA3连续流动分析仪测定白酒中的氰化物,可实现氰化物的自动化检测,避免了人工操作的不稳定性,耗时短,准确性高,降低了白酒中基质的干扰,其准确性、精密度满足白酒中氰化物的检测。

1 材料与方法

1.1 材料

不同品牌白酒:编号为1#,2#,3#。

1.2 主要实验仪器

(1)德国SEAL Analytical AA3连续流动分析仪,模块有:XY-2自动进样器;蠕动泵;ADM蒸馏模块;加热池;紫外消解器;检测器。

(2)50 mL容量瓶。

(3)移液管。

(4)低温恒温循环器THX-015HT,宁波天恒仪器厂。

(5)超纯水系统:Milli-QA10(满足25℃时电阻率达到了18 MΩ·cm要求)。

1.3 主要试剂

(1)氢氧化钠溶液 1 mol/L(40 g/L):40 g氢氧化钠用超纯水稀释定容到1000 mL。

(2)氢氧化钠溶液0.4 mol/L:16 g氢氧化钠用超纯水稀释定容到1000 mL。

(3)盐酸1 mol/L:37%浓盐酸85 mL用超纯水稀释定容到1000 mL。

(4)水+Brij:20%聚氧乙烯月桂醚Brij-35溶液5 mL用超纯水稀释定容到500 mL。

(5)蒸馏试剂(pH3.8):溶解 20 g柠檬酸在大约700 mL超纯水中。加入100 mL氢氧化钠(0.4mol/L)。充分混合并用盐酸(1 mol/L)或氢氧化钠(1 mol/L)调节pH值到3.8。再加入25 mL盐酸(1 mol/L),用超纯水稀释到1000 mL并充分混合。该溶液在2~5℃下稳定3个月。注意:由于盐酸的加入,这个缓冲液的pH值在3.4左右,在和样品混合后pH值可达到3.8。

(6)邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液(pH5.2):溶解2.3 g氢氧化钠在500 mL超纯水中,并完全溶解20.5 g邻苯二甲酸氢钾。用超纯水稀释到975 mL并充分混合。用盐酸(1 mol/L)或者氢氧化钠(1 mol/L)调节pH值到5.2。用超纯水稀释到1000 mL并混合均匀。加入1 mL Brij-35,30%溶液并混合均匀,在5℃下稳定3个月。

(7)氯胺-T溶液:溶解2.0 g氯胺-T在800 mL左右超纯水中。稀释到1000 mL并混合均匀。稳定1周。

(8)显色剂:溶解7.0 g氢氧化钠在500 mL超纯水中,加入16.8 g 1,3-二甲基巴比妥酸和13.6 g异烟酸,用超纯水稀释到950 mL并充分混合。用盐酸(1 mol/L)调节pH值到5.2。用超纯水稀释到1000 mL。在30℃下剧烈搅拌该溶液(如使用电磁搅拌器)1 h,然后过滤。在5℃下稳定3个月。

(9)水中氰标准溶液:50 mg/L(以 CN-计),GBW(E)080115,中国计量科学研究院。

1.4 实验原理

酒样经过NaOH碱解后,酒样中络合的氰根离子得到释放。在弱酸性条件下通过紫外消化分解。用于消化的312 nm的紫外灯和硅硼玻璃管可以消除小于290 nm的紫外光,因此可以防止硫氰酸根转变为氰根。在酸性条件下氢氰酸在125℃在线蒸馏。蒸馏后的氰化物和氯胺-T反应生成氯化氰,然后与异烟酸及1,3-二甲基巴比妥酸反应生成红色络合物,在600 nm处检测。

1.5 试验方法

1.5.1 样品前处理

用移液管准确移取10 mL酒液于50 mL容量瓶中,加入2.5 mL 1 mol/L氢氧化钠溶液于50 mL容量瓶中,用超纯水定容至刻度(使溶液碱解环境为2 g/L),并稳定5 min。1.5.2 仪器条件(表1)

表1 AA3连续流动分析仪氰化物测定仪器条件

1.5.3 测定步骤

(1)启动冷却循环槽,先开电源开关,再开制冷开关;打开蒸馏器开关,按OK键开始加热;检查管路连接是否正确,盖上泵压盘,启动泵并吸取试剂。

(2)插上总氰化物模块的紫外消解器和加热器的电源插头。

(3)打开进样器、检测器开关,启动软件,点击系统窗口“图表”键选择并激活通道窗口。

(4)设置分析方法或运行。待通道窗口基线稳定,点击系统窗口“停止”键,再点击“运行”键,选择并开始运行。

(5)运行结束,先关闭蒸馏器和总氰化物模块紫外消解器及加热器的电源。再将所有试剂管路从试剂瓶中取出,将管壁擦干或用超纯水冲洗干净后放入超纯水清洗5 min。

(6)之后将氰化物蒸馏试剂和水+Brij管路放入超纯水中,其他试剂管路放入1 mol/L NaOH溶液中5 min,然后放入超纯水中至少清洗30 min。

(7)最后将所有试剂管路从纯水中取出,将泵调到快速,将模块排干。

(8)关闭泵电源。取下泵压盘,将右边泵管塑料卡条放松,将泵压盘倒放在原位置。

(9)关闭进样器和检测器电源,关闭冷却循环槽电源。实验结束。

2 结果与分析

2.1 乙醇浓度对氰化物测定结果的影响

通过配制不同乙醇浓度与不同氰化物浓度的试样,研究乙醇浓度对测定结果的影响,结果见表2。

由表2可知,通过对氰化物含量分别为500 μg/L、100 μg/L、50 μg/L 的不同浓度乙醇样品进行测定。可以看出,随着乙醇浓度升高氰化物的测定浓度含量越来越小。

通过表2和图1可知,当乙醇浓度小于10%vol时,其氰化物含量的测定值变化已经不大。当酒样稀释5倍情况下,乙醇对氰化物的影响已经非常微小,可以忽略不计。

图1 氰化物测定含量随乙醇浓度变化趋势图

表2 不同乙醇浓度下氰化物测定结果

2.2 样品碱解条件的选择

在酒样稀释5倍的情况下,通过对样品进行不同碱量的碱解[8-10],其测定结果具体情况见表3。

由表3可知,1#、2#、3#3种样品,NaOH碱解量对测定结果的影响非常大。不添加NaOH进行碱解时,其测定结果很小,处于个位数以下。当添加NaOH碱解到2 g/L时,其测定结果达到最大值。1#、2#、3#测定结果分别为61.36 μg/L、100.26 μg/L、132.67 μg/L。当添加NaOH碱解到6 g/L以上时,其测定结果又非常低(图2)。

图2 不同碱量碱解测定结果趋势图

表3 不同碱量碱解测定结果

由图2可知,样品氰化物测定含量随着碱解NaOH含量的增高而增加,当碱解NaOH含量为2 g/L时,测定结果达到最大值。随后随碱解NaOH含量增高而减少。当增加到6 g/L时,测定结果大大降低。

表4 方法精密度(n=6)

2.3 标准曲线及线性范围

标准曲线原始数据和图谱见图3。

图3 标准曲线原始图谱

由图3可知,0~200 μg/L氰化物标准溶液进行测定,回归方程为y=bx+a,其中a=-2.9548E+001,b=4.3456E-003,相关系数为0.9999,可见测定液中氰化物在0~200 μg/L范围内具有良好的线性关系。

2.4 精密度和回收率

分别取酒样按照方法的分析步骤和仪器条件进行6次重复性实验,计算相对标准偏差,结果见表4。

由表4可知,1#、2#、3#样品测定RSD(%)值分别为3.98%、2.64%、2.03%,精密度良好,符合检测要求。

分别向3种酒样加入50μg/L、100μg/L、200μg/L 3种不同浓度的氰化物标准溶液,放置过夜后对其本底和加标样进行测定,其结果见表5。

由表5可知,通过对3种样品进行不同浓度的加标量,其回收率在85.94%~101.81%之间,满足方法学要求。

表5 白酒氰化物加标回收率实验结果

2.5 方法最低检出限和定量限

按照文献[6]的方法,重复n=7次空白试验,结果见表6。

表6 7次空白试验测定结果

由表6可知,以3倍标准偏差计算得出测定液的最低检出限为0.41 μg/L。当白酒以1∶5(v/v)的比例碱解稀释时,方法检出限为2.1 μg/L,定量限为6.2 μg/L。

3 小结

本方法通过研究AA3连续流动分析仪测定白酒中氰化物时乙醇浓度、样品碱解条件对测定结果影响。得到了最优处理条件,降低了基质对测定结果的干扰,提高了测定结果的准确性和方法的灵敏度。建立了测定白酒中氰化物的快速准确的方法。实验结果表明,本方法在0~200 μg/L线性范围内,相关系数为0.9999,重复性良好。其方法最低检出限为2.1 μg/L,定量限为6.2 μg/L,样品加标回收率为85.96%~101.81%,均符合检测方法的要求。连续流动分析仪测定白酒中氰化物的方法作为现代化分析技术可取代手工分光光度法,适用于大批量白酒中氰化物的检测。但本研究只涉及到乙醇浓度和氢氧化钠碱解量对氰化物测定结果的影响,而白酒是一个复杂的多元体系,决定白酒香型、风味质量的是酒体中的酸、酯、醇、醛、芳香族等微量香味成分,约占总量的2%[11],这些酒体中复杂的有机基质影响氰化物的测定机理和原因,则是我们下一步研究的重点和方向。

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