胡馨月,吳永強,賴晉鋒,林莉,劉婭
(1.瀘州市疾病預防控制中心,四川瀘州 646000; 2.西南醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院,四川瀘州 646000)
氰化物是含氰基的一類化合物的總稱,是廣泛存在于自然界的劇毒物質(zhì),可抑制組織細胞生物氧化酶活性,阻滯三羧酸循環(huán),造成“細胞內(nèi)窒息”。生活中氰化物中毒以口服為主(如誤食含氰果仁)。GB 5009.36—2016 《食品安全國家標準 食品中氰化物的測定》中提及的定量檢測方法主要有分光光度法及氣相色譜法,但并未包含杏仁中的氰化物檢測。在食品監(jiān)測工作中,杏仁中氰化物的檢測一般采用氣相色譜法,但該方法精密度偏差過大且偏差方向難控,方法中因試劑等影響造成批次間電子俘獲(ECD)響應重復性差。目前連續(xù)流動儀測定氰化物的方法廣泛應用于職業(yè)衛(wèi)生檢測、環(huán)境檢測及食品檢測等眾多領(lǐng)域[1-4]。韋小燁等[5]建立的鮮木薯中氰化物的流動注射測定法線性范圍寬、重復性好,對于油脂含量較少的樣品,可以直接水解提取,取上清液過濾后進行分析。然而,對于含有大量油脂的樣品,如杏仁,如何在前處理過程中除去干擾,同時做到高回收率及高精密度等結(jié)果的測定方法尚未見報道。結(jié)合食品監(jiān)測方法及部分研究成果[6-8],研究人員建立了連續(xù)流動分析儀測定氰化物的方法,杏仁樣品經(jīng)前處理后,儀器密閉蒸餾出氫氰酸,與氯胺T 反應生成氯化氰,以異煙酸-巴比妥酸作染料,代替異煙酸-吡唑啉酮規(guī)避苯甲醛與吡唑啉酮反應產(chǎn)生白色混濁的干擾[9-10],生成物于600 nm處比色定量[11-13]。筆者建立連續(xù)流動分析法測定杏仁中的氰化物,采用正己烷萃取除去油脂,濾膜過濾除去固體顆粒,拓展了杏仁中氰化物檢測的方向。
連續(xù)流動分析儀:SKALAR SAN5000 型,帶有四針自動進樣器及循環(huán)冷卻水系統(tǒng),荷蘭SKALAR公司。
氣相色譜儀:安捷倫7890A,帶有CTC 頂空進樣器及ECD 檢測器,美國安捷倫科技公司。
超聲清洗儀;KQ2200DB 型數(shù)控,昆山超聲儀器有限公司。
電子分析天平:AL204-IC 型,感量為0.001 g,瑞士梅特勒-托利多公司。
低溫冷凍離心機;SIGMA2-16K 型,德國希格瑪公司。
氰化物標準溶液:50 mg/L,編號為GBW(E)080115,中國計量科學研究院。
水相針式濾器(聚醚砜):13 mm×0.45 μm。
氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、氯胺T、1,3-二甲基巴比妥酸、異煙酸、正己烷:分析純,國藥集團化學試劑有限公司。
鹽酸:分析純,天津市大茂化學試劑廠。
月桂醇聚氧乙烯醚(Brij35):CAS 號為9002-92-0,荷蘭SKALAR 公司。
實驗用水為超純水。
pH5.2 的緩沖溶液:稱取氫氧化鈉2.3 g 溶解于500 mL 超純水中,加入20.5 g 鄰苯二甲酸氫鉀,加超純水至975 mL 后,分別用1 mol/L 的鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH 至5.2,定容至1 L 后加入1 mL 月桂醇聚氧乙烯醚,充分溶解后過濾,于棕色瓶中冷藏,待用。
氯氨T 溶液:稱取氯胺T 2.0 g,用超純水定容至1 000 mL,過濾后使用。
顯色劑:稱取氫氧化鈉7 g 于約500 mL 超純水中,再加入1,3-二甲基巴比妥酸16.8 g、異煙酸13.6 g,加入970 mL 超純水溶解,用1 mol/L 的鹽酸和氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH 至5.2。
氰化物系列標準工作溶液:吸取2 mL 氰化物標準溶液于50 mL 容量瓶中,用超純水定容至標線,得2.0 mg/L 氰化物標準溶液,再分別吸取0、0.25、0.50、1.0、1.5、2.5、5.0、12.5 mL 上述2.0 mg/L氰化物標準溶液于比色管中,用超純水定容至25.0 mL,配制成氰化物質(zhì)量濃度分別為0.02、0.04、0.08、0.12、0.20、0.40、1.00、2.00 mg/L 的系列標準工作溶液,現(xiàn)用現(xiàn)配。
低溫下準確稱取1.000 g(精確至0.001 g)已粉碎均勻的樣品于樣品管中,加入約40 mL 的超純水,立即蓋緊密封,超聲提取3 次,每次提取10 min,每次提取間隔為1 h,以防止其內(nèi)部液體溫度過高產(chǎn)生膨脹,繼而頂出密封蓋,從而造成樣品損失。于25~40 ℃放置48 h,使樣品充分水解(應充分振搖,使樣品無結(jié)塊,振搖時應按住樣品管蓋,防止樣品溢出),再把樣品管放入冰箱于4 ℃冷藏2 h后,以10 000 r/min 冷凍離心10 min,取出上清液,在樣品管中加入超純水10 mL,振搖,冷凍離心,將取出的上清液合并后,加入10 mL 正己烷,充分振搖,靜置分層后舍去正己烷,水層經(jīng)過0.45 μm 的水系過濾膜過濾,濾液定容至100 mL,加入氫氧化鈉0.2 g 使氫氧化鈉質(zhì)量濃度為2 g/L,冷藏,待混勻,待測。
稱取6 個均勻樣品1.000 g(精確至0.001 g)于樣品管中,分3 個批次加入50 mg/L 氰化物標準溶液0.2、0.7、1.0 mL,同1.3 方法進行處理,分別得到質(zhì)量濃度為0.1、0.35、0.5 mg/L 的加標樣品。
進樣時間:80 s;沖洗時間:90 s;探測峰起始值:0.01 AbS;峰形寬度:30%(5%~100%);加熱器溫度:155、40 ℃;檢測波長:600 nm。
氫氧化鈉的加入時機,分為在提取初和提取后加入。在提取初加入氫氧化鈉可以更好的保留樣品中氰化物的含量,但實際操作中,在提取初加入氫氧化鈉易致使樣品“膠質(zhì)化”嚴重,溶液不易經(jīng)0.45 μm 的水系過濾膜過濾,故選擇在低溫提取后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH。
2.2.1 萃取劑
對于油脂含量較低的樣品,可直接經(jīng)0.45 μm的水系過濾膜過濾測定,但杏仁中油脂含量高達50.33%[14],易造成濾膜堵塞,不宜過濾。在了解杏仁中脂肪及蛋白質(zhì)的含量及特性[15]后,選擇易過濾樣品,經(jīng)正己烷處理后測定,結(jié)果數(shù)據(jù)見表1。由表1 可知,樣品加標回收率為98.0%~104.7%,符合測定要求,正己烷對于測定結(jié)果并未產(chǎn)生偏差影響,因此選用正己烷為萃取劑。
表1 加入正己烷后樣品測定結(jié)果
2.2.2 正己烷用量
分別采用5、10、20 mL 正己烷完成萃取過程,所得試驗結(jié)果見表2。由表2 可知,樣品加標回收率為98.3%~97.3%,符合測定要求。經(jīng)t檢驗,在此樣本量下,分別加入5、10、20 mL 正己烷后,結(jié)果差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),但在實際操作中,為保證油脂量高樣品的萃取效率,推薦加入10 mL 正己烷進行萃取。
表2 加入不同體積正己烷后樣品測定結(jié)果
參照食品風險監(jiān)測中氣相色譜法的前處理條件,為了使樣品能夠水解地更加充分,將樣品于25~40 ℃條件下放置48 h 密封水解,樣品充分水解后,放至冰箱冷藏2 h 再離心,可使樣品更好地脂水分離,且提高了正己烷的萃取效果,因此樣品水解溫度為25~40 ℃,放置時間為48 h。
2.4.1 線性方程
在1.5 儀器工作條件下測定氰化物系列標準工作溶液,以氰化物質(zhì)量濃度(x)為橫坐標,吸光度(y)為縱坐標繪制標準工作曲線,若取0~2.00 mg/L濃度區(qū)間,線性方程為y=0.000 64x+0.002 36,相關(guān)系數(shù)(r)為0.999 4;若取0~1.00 mg/L 濃度區(qū)間,線性方程為y=0.000 66x-0.000 55,相關(guān)系數(shù)(r)為0.999 9。比較發(fā)現(xiàn),濃度過高易造成峰與峰之間的距離過小,峰面積疊加掩蓋,導致曲線r值降低,因此連續(xù)流動分析法測定氰化物標準工作曲線的線性范圍為0~1.0 mg/L,超出范圍的樣品需稀釋后進行測定。
2.4.2 檢出限
采用連續(xù)流動分析法測定空白樣品11 次,若杏仁取樣為1.000 g,定容100 mL 時,用2.764 倍標準差計算檢出限,檢出限為0.05 mg/kg,定量限為0.15 mg/kg。
在已知含量的樣品溶液中加入1.4 中低、中、高濃度的加標樣品溶液,在1.5 儀器工作條件下重復測定6 次,試驗結(jié)果見表3。由表3 可知,平均回收率為98.0%~104.7%,測定結(jié)果的相對標準偏差為0.56%~1.34%,表明該方法具有較高的準確度和精密度,滿足檢測要求。
表3 加標回收率和精密度試驗結(jié)果
連續(xù)流動分析方法與氣相色譜法從以下幾個方面進行比對:
(1)開機穩(wěn)定時間、樣品用量及穩(wěn)定性。連續(xù)流動分析儀開機到穩(wěn)定耗時較短,從進樣蒸餾到測定僅需約0.5 h,全程密閉蒸餾加試劑,連續(xù)進樣后,每個樣品分析時間約為2 min,每次進樣為2 mL,在分析過程中序列可以連續(xù)加入后續(xù)樣品。氣相色譜儀穩(wěn)定耗時較連續(xù)流動分析儀長,每個樣品分析時間約為10 min,每次進樣為10 mL,且在現(xiàn)階段技術(shù)條件下,樣品序列編輯運行后不能隨時加入后續(xù)樣品,需重新編輯序列及測定標準。樣品量少時,二者耗時區(qū)別不大,隨著樣品量增加,連續(xù)流動法測定耗時明顯較氣相色譜法短。連續(xù)流動法在樣品提取后加入了氫氧化鈉以保留氰基,使樣品中被測物質(zhì)在水中穩(wěn)定性增加,因此從耗時耗量及樣品穩(wěn)定性上看,連續(xù)流動法優(yōu)于氣相色譜法。
(2)線性范圍。連續(xù)流動法測定過程中氰化物濃度過高易造成峰過大,峰間距過小,峰面積疊加掩蓋,從而導致測定值準確度低,因此連續(xù)流動分析法測定氰化物的質(zhì)量濃度應在0~1.0 mg/L 范圍內(nèi),超出線性范圍的樣品需稀釋后測定。氣相色譜法的線性范圍超過1.0 mg/L 后,相關(guān)系數(shù)降低,在0~1.0 mg/L 質(zhì)量濃度范圍內(nèi),連續(xù)流動法的r值為0.999 9,優(yōu)于氣相色譜法r值(0.998 6),因此在此濃度范圍內(nèi)連續(xù)流動法優(yōu)于氣相色譜法。
(3)檢出限。氣相色譜ECD 檢測器對氰基響應靈敏度高,檢出限較連續(xù)流動法低。雖氣相色譜法檢出限優(yōu)于連續(xù)流動法,但兩法檢出限均能滿足檢測要求。
(4)回收率。兩種方法的回收率均能滿足檢測要求,但氣相色譜法回收率跨度遠大于連續(xù)流動分析法,且方法的不可控因素更多(如氯胺T),因此,在0~1.0 mg/L 質(zhì)量濃度范圍內(nèi)連續(xù)流動法回收率要優(yōu)于氣相色譜法。
(5)精密度。在0~1.0 mg/L 濃度范圍內(nèi),對兩種方法的檢測結(jié)果進行用F檢驗,低、中、高濃度組的F值均大于F值表中F(5,5)=5.05,即連續(xù)流動分析法的精密度優(yōu)于氣相色譜法。
連續(xù)流動分析法與氣相色譜法比對結(jié)果如表4所示。
表4 比對試驗結(jié)果
建立了連續(xù)流動分析法測定杏仁中的氰化物。樣品超聲過程應密封且時間不能連續(xù)過長,以防止樣品過熱造成噴濺;樣品水解后離心冷藏(4~8 ℃)時間應在30 min 以上,利于油脂分離;樣品經(jīng)正己烷萃取,并在濾液中加入氫氧化鈉,以增加氰化物在水溶液中的穩(wěn)定性;試劑在測定過程中均在較密閉空間內(nèi)。連續(xù)流動分析的精密度、加標回收率等較氣相色譜法的誤差小,雖檢出限較氣相色譜法略高,但在實際工作中能滿足檢測要求,因此連續(xù)流動儀測定杏仁中氰化物的方法整體優(yōu)于氣相色譜法,其在線分析時間更短,穩(wěn)定性及安全性更好,適于推廣應用。