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紫外分光光度法检测小麦粉改良剂中三聚硫氰酸三钠盐

2021-11-25巩凡郝莉花李萍万梦飞冯琳琳

食品工业 2021年11期
关键词:沉淀剂改良剂硫酸铜

巩凡 ,郝莉花 ,李萍,万梦飞,冯琳琳

1.河南省产品质量监督检验院(郑州 450047);2.河南省食品安全数据智能重点实验室(郑州 450047);3.柘城县综合检验检测中心(商丘 476200)

中国国产小麦粉面筋含量低,且筋力较差,需要在加工过程中调整工艺,配以各类小麦粉品质改良剂,以生产出符合市场需求的各种专用粉[1]。引入小麦粉改良剂尤为必要,这主要是因为中国小麦品种多,品质差异大,引入小麦粉品质改良剂可以减少小麦粉品质的波动及提高小麦粉对食品工艺的适应性[2]。小麦粉及小麦粉添加剂的使用必须按照GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》限定范围内执行[3]。GB 2760—2014明确小麦粉及其制品允许使用添加剂79项,然而仍有不法商贩为提高小麦粉的应用特性,超标准使用添加剂,如近期出现的三聚硫氰酸三钠盐。

三聚硫氰酸三钠盐(TMT-Na)是一种高效快速的橡胶硫化剂,被广泛应用于丙烯酸酯橡胶、聚氯醚弹性体、氯丁橡胶等[4]。此外,TMT-Na还是一种重要的水处理剂[5],能与水溶液中的大多数一价和二价重金属离子,如Ni2+、Pd2+、 Cu2+、Cd2+、Hg2+、Ti+及Pb2+等离子螯合形成极难溶于水,且具有良好的化学稳定性的有机产物[6-7]。虽然TMT-Na添加在面粉中的作用暂不明确,但关于小麦粉中TMT-Na检测技术成为研究热点。

试验采用分光光度法测定面粉处理剂中三聚硫氰酸三钠盐,检测的基本原理是利用TMT-Na在296 nm具有最大吸光度,硫酸铜与TMT-Na能够配位螯合形成沉淀,通过检测样品296 nm的总吸光度与硫酸铜沉淀TMT-Na后的吸光度差值,计算面粉处理剂中实际TMT-Na含量。该方法操作简单、检测速度快、成本低,适用于大样本的筛查。使用的仪器设备廉价,该方法适用于检验机构筛查和面粉厂、添加剂厂对原料和产品的自检。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

SB-25-12DT超声波发生器(宁波新芝生物科技有限公司);电子天平(感量0.1 mg,METTLER TOLEDO ME104E;感量0.01 mg METTLER TOLEDOXA205);涡旋混合仪(Vortex Mixer,QL-866);离心机(Dynamica,Velocity 14R);紫外可见光分光光度计(德国,SPECORD 210 PLUS)。

三聚硫氰酸三钠(98%,Sigma-Aldrich);试验用水(符合GB/T 6682—2008《分析实验室用水规格和试验方法》);乙醇、硫酸铜、氯化镁、氯化钙、硫酸锌、氯化铝(均为市售分析纯);小麦粉改良剂(市售复配面粉改良剂)。

1.2 试验方法

1.2.1 标准溶液的制备

1 000 μg/mL TMT-Na标准储备液S1:使用感量0.1 mg的电子天平准确称取1.0 g TMT-Na标准品,于1 L容量瓶中加水定容至刻度,混合均匀,于0~4 ℃保存。准确量取200,1 000,2 000,4 000和8 000 μL TMTNa标准储备液S1,分别加水定容至200 mL,配制质量浓度为1,5,10,20和40 μg/mL的标准系列溶液S2。

1.2.2 样品处理

准确称取0.5 g小麦粉改良剂于200 mL离心管中,加入50 mL蒸馏水,涡旋混匀20 s,超声提取10 min,置于离心机中以4 000 r/min的转速离心5 min,收集上清液,经滤纸过滤并测定吸光度AS。

另取一份称取0.5 g小麦粉改良剂于200 mL离心管中,加入50 mL蒸馏水,涡旋混匀20 s,超声提取10 min后加入30 μL饱和硫酸铜溶液,以4 000 r/min离心5 min,上清液经滤纸过滤并测定吸光度Ax。

(3)既变条件又变结论的“变题”。主要是指在以一题为基准,对此题的条件进行变换同时,而所求的结论也变。通过这一系列的题目的练习,使学生形成完整的与这道题所涉及到的相关知识结构。

1.2.3 结果计算

待测液中TMT-Na吸光度AT按式(1)计算。

将吸光度AT带入标准曲线计算待测液中TMT-Na质量浓度c(μg/mL)。

小麦粉改良剂称取质量m(g),则小麦粉改良剂中TMT-Na浓度为X(g/kg),按式(2)计算。

2 结果与分析

2.1 沉淀剂的选择

准确量取9 mL TMT-Na标准储备液S1,各1 mL加入饱和金属离子溶液硫酸铜、氯化镁、氯化钙、硫酸锌、氯化铝,经滤纸过滤,滤液为待测液,吸光度为A1;取9 mL蒸馏水,加入1 mL上述饱和金属离子溶液,经滤纸过滤,滤液为参比液。

取9 mL TMT-Na标准储备液S1,经滤纸过滤,滤液为标准液,吸光度为A0。

在296 nm处测定上述溶液吸光度A1、A0,以吸光度差值Ac衡量清除TMT-Na效果,以硫酸铜清除效果计100.0%,其他沉淀剂与硫酸铜Ac比值的百分数为这种沉淀剂的清除TMT-Na率,按式(3)计算。

每种沉淀剂做3次平行试验,每次平行子样独立测定3次吸光度并取平均值,最终以平行试验平均值计为测定结果,测定结果如表1所示。

从表1可以看出,对含量相同的TMT-Na清除,硫酸铜效果最强,其余沉淀剂的清除效果较差仅有硫酸铜的2.8%~22.1%,且试验的相对标准偏差较大(硫酸铜SRSD为3.29%,其余为8.47%~360.7%),可能是反应限度低,平衡状态不稳定导致。因此,最终采用硫酸铜作为TMT-Na沉淀剂。

表1 不同种类沉淀剂的沉淀效果

2.2 硫酸铜的用量

准确吸取1 000 μg/mL的TMT-Na标准储备液于10.0 mL容量瓶中,分别加入20,30,40和60 μL饱和硫酸铜,经滤纸过滤,滤液为待测液,吸光度为A1。同时量取10 mL水加入同等量的饱和硫酸铜为参比,吸光度为A0,采用与2.1所述方法计算吸光度差值Ac衡量TMT-Na清除效果,以60 μL硫酸铜清除效果计100.0%,其他添加量的硫酸铜与60 μL硫酸铜Ac比值的百分数为清除率。测定结果如表2所示。

表2 不同硫酸铜添加量的清除效果

结果表明:硫酸铜添加量20 μL时,清除率为-0.09%,说明无法起到清除效果;硫酸铜添加量30~60 μL时,清除率为98.7%~100.0%,均能起到较好清除效果,为确保检测过程中添加硫酸铜过量,即可以检测的TMT-Na最大量为1 000 μg/mL,最终确定的饱和硫酸铜添加量为30 μL。

2.3 线性范围

准确吸取1 000 μg/mL的TMT-Na标准储备液于离心管中,将其配制成1,5,10,20,40,60,80,100和200 μg/mL的系列标准水溶液并检测吸光度,结果如图1(A)所示。TMT-Na在1~200 μg/mL质量浓度范围内线性较差,R2=0.618 0;从图1(B)可以看出,在1~40 μg/mL时线性较好,线性回归方程为y=0.061 9c+0.024 5,相关系数为R2=0.999 4>0.999。

图1 标准曲线

2.4 回收率和精密度

选取5个浓度水平进行加标回收试验,验证方法准确度和精密度。每个浓度水平称取3份空白样品,添加标准溶液,每个样品独立测定3次,取其平均值,计算回收率和精密度。5个浓度添加水平分别选取检出限附近(0.1 g/kg)、检出限(0.2 g/kg)、1.5倍检出限(0.3 g/kg)、2.5倍检出限(0.5 g/kg)和5倍检出限(1.0 g/kg)。加标量0.1 g/kg时,沉淀剂添加前后吸光度不变,样品未检出;加标量0.2 g/kg时可以检出,因此检出限为0.2 g/kg,检测结果见表3。

根据表3可以看出,加标量在检出限(0.2 g/kg)和1.5倍检出限(0.3 g/kg)时,回收率较低,偏差较大,加标量2.5倍检出限(0.5 g/kg)回收率提高至72.0%,相对标准偏差SRSD为4.3%。试验中,添加质量分数0.2~1.0 g/kg时,回收率为43.3%~84.0%,相对标准偏差SRSD在2.2%~8.7%之间。

表3 小麦粉改良剂的添加回收率

3 结论

试验建立紫外分光光度法测定小麦粉改良剂中TMT-Na的方法,方法简便。小麦粉改良剂基质的检出限为0.2 g/kg,添加质量分数0.2~1.0 g/kg时,回收率为43.3%~84.0%,相对标准偏差SRSD在2.2%~8.7%之间。标准曲线线性范围1~40 μg/mL,标准曲线方程:y=0.061 9c+0.024 5,相关系数R2=0.999 4。该方法操作简单、检测速度快、成本低,适用于大样本的筛查,能很好地应用于小麦粉改良剂中TMT-Na的快速检测。

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