镉柱法测定食品中的硝酸盐
1. 测定原理
样品溶液经过沉淀蛋白质、去除脂肪后,通过镉柱,使其中的硝酸盐还原为亚硝酸盐,在酸性条件下,亚硝酸盐与对氨苯基磺酸重氮化,再与盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色染料,测得亚硝酸盐总量。另取一份样品溶液,不通过镉柱,直接测定其中的亚硝酸盐含量,由总量减去样品中原有的亚硝酸盐含量,即得硝酸盐含量。
2. 试剂
① 氨缓冲溶液(pH9.6～9.7) 量取20mL盐酸,加50mL水,混匀后加50mL氨水,再加水稀释至1000mL,混匀。
② 稀氨缓冲液 量取50mL氨缓冲溶液,加水稀释至500mL,混匀。
③ 盐酸(0.1mol/L)。
④ 硝酸钠标准溶液(200μg/mL) 准确称取0.1232g于110～120℃干燥恒重的硝酸钠,加水溶解,移入500mL容量瓶中,并稀释至刻度。
⑤ 硝酸钠标准使用液(5.0μg/mL) 临用时吸取硝酸钠标准溶液2.50mL,置于100mL容量瓶中,加水稀释至刻度。
⑥ 亚硝酸钠标准使用液(5.0μg/mL) 如一所述。
⑦ 盐酸萘乙二胺溶液(2g/L) 称取0.2g盐酸萘乙二胺溶解于100mL水中,混匀后,置棕色瓶中,避光保存。
3. 仪器(镉柱)
(1)海绵状镉的制备 投入足够的锌皮或锌棒于500mL硫酸镉溶液(200g/L)中,经3～4h后,当其中的镉全部被锌置换后,用玻璃棒轻轻刮下,取出残余锌棒,使镉沉底,倾去上层清液,以水用倾泻法多次洗涤。然后移入组织捣碎机中,加500mL水,捣碎约2s,用水将金属细粒洗至标准筛上,取20～40目之间的部分装柱。
(2)镉柱的装填 用水装满镉柱玻璃管,并装入2cm高的玻璃棉作垫,将玻璃棉压向柱底时,应将其中所包含的空气全部排出,在轻轻敲击下加入海绵状铺至8～10cm高,上面用1cm高的玻璃棉覆盖,上置一储液漏斗,末端要穿过橡皮塞与镉柱玻璃管紧密连接如无上述镉柱玻璃管时,可以用25mL酸式滴定管替代。当铺柱填装好后,先用25mL盐酸(0.1mol/L)洗涤,再用水洗两次,每次25mL。镉柱不用时用水封盖,随时都要保持水平面在镉层之上,不得使铺层中夹有气泡。镉柱每次使用完毕后,应先以25mL盐酸(0.1mol/L)洗涤再用水洗两次,每次25mL,最后用水封盖镉柱。
(3)铺柱还原效率的测定 吸取20mL硝酸钠标准使用液,加入5mL稀氨缓冲液,混匀后,吸取20mL于50mL烧杯中,加5mL氨缓冲溶液混合后注入储液漏斗中,使流经镉柱还原,用原烧杯收集流出液,当储液漏斗中的溶液流完后,再加5mL水置换柱内留存的溶液。将全部收集液如前再经镉柱还原一次,第二次流出液收集于100mL容量瓶中,继续用水流经镉柱洗涤三次,每次20mL,洗液一并收集于同一容量瓶中,加水至刻度,混匀。取10.0mL还原后的溶液(相当于10μg亚硝酸钠)于50mL比色管中,加入2mL对氨基苯磺酸溶液(4g/L),混匀,静置3～5min后各加入1mL盐酸萘乙二胺溶液(2g/L),加水至刻度,混匀,静置15min。用2cm比色杯,以零管调节零点,于波长538nm处测吸光度,绘制标准曲线比较,同时做试剂空白。根据标准曲线计算测得结果,与加入量一致,还原效率应大于98%为符合要求。
(4)计算
式中 X——还原效率;
m——测得亚硝酸盐的质量,ug;
10——测定用溶液相当于亚硝酸盐的质量,ug。
4. 操作方法
(1)试样处理 见本节一、4.(1)。
(2)测定 先以25mL稀氨缓冲液冲洗镉柱,流速控制在3～5mL/min(以滴定管代替的可控制在2～3mL/min)。吸取20mL处理过的样液于50mL烧杯中,加5mL氨缓冲溶液混合后注入储液漏斗,使流经镉柱还原,以原烧杯收集流出液,当储液漏斗中的样液流完后,再加5mL水置换柱内留存的样液。将全部收集液如前再经镉柱还原一次,第二次流出液收集于100mL容量瓶中,继以水流经镉柱洗涤三次,每次20mL,洗液一并收集于同容量瓶中,加水至刻度,混匀。
(3)亚硝酸钠总量的测定 吸取10～20mL还原后的样液于50mL比色管中,另吸取0.00mL、0.20mL、0.40mL、0.60mL、0.80mL、1.00mL、1.50mL、2.00mL、2.50mL亚硝酸钠标准使用液(相当于0μg、1μg、2μg、3μg、4μg、5μg、7.5μg、10μg、12.5μg亚硝酸钠),分别置于50mL带塞比色管中。在标准管和试样管中分别加入2mL对氨基苯磺酸溶液(4g/L),混匀,静置3～5min后各加入1mL盐酸萘乙二胺溶液(2g/L),加水至刻度,混匀,静置15min。用2cm比色杯,以零管调节零点,于波长538nm处测吸光度、绘制标准曲线比较,同时做试剂空白。
5. 结果计算
式中 X——试样中硝酸盐的含量,mg/kg;
m——试样的质量,g;
m1——经镉柱还原后测得的亚硝酸钠的质量,μg;
m2——直接测得的亚硝酸钠的质量,μg;
1.232——亚硝酸钠换算成硝酸钠的系数;
V1——测总亚硝酸钠的试样处理液总体积,mL;
V2——测总亚硝酸钠的测定用样液体积,mL;
V3——经镉柱还原后样液总体积,mL;
V4——经镉柱还原后样液的测定用样液体积,mL;
V5——直接测亚硝酸钠的试样处理液总体积,mL;
V6——直接测亚硝酸钠的试样处理液的测定用样液体积,mL。
6. 讨论
① 镉是有毒元素,在制作海绵镉或处理镉柱时,不要用手直接接触,不要弄到皮肤上,一旦接触立刻用大量水冲洗。在制备、处理过程中含镉废液应经处理后再排放,避免环境污染。
② 饱和硼砂液、亚铁氰化钾溶液、乙酸锌溶液是样品处理中的蛋白质沉淀剂。
③ 为了保证其测定结果的准确性,镉柱的还原效能要经常检查。如镉柱维护得当,使用一年效能无明显变化。
④ 氨缓冲液除了控制溶液的pH条件外,也可缓解镉对亚硝酸根的还原,还可作为配合剂,以防止反应生成Cd2+与OH-形成沉淀。
⑤ 本法规定镉制备成海绵状,必须按照规定方法制备才能保证其还原效果。在制备海绵状镉和装填镉柱时最好在水中进行,勿使颗粒暴露在空气中而氧化。
⑥ 当样品连续检测时,可不必每次都洗涤镉粒,如数小时不用,则须按前述方法洗涤处理。
⑦ 本法操作过程中,镉柱还原效率的测定、样品的测定,都是将硝酸盐还原成亚硝酸盐,比色测定与标准曲线比较均以亚硝酸盐计。为方便将硝酸盐标准溶液以亚硝酸盐表示,计算为硝酸盐时乘以1.232的换算系数。
⑧ 盐酸萘乙二胺有致癌作用,使用时注意安全。
⑨ 肉类制品在沉淀蛋白质时也可使用硫酸锌溶液,但用量不宜过多,否则在柱还原时,由于加5mLpH9.6～9.7稀缓冲溶液而生成Zn(OH)2白色沉淀,堵塞镉柱影响测定。
