肉制品、肉类罐头、蔬菜、酱腌菜、鲜肉类、鲜鱼类、食用盐、瓶装饮料、各类干果及草药等中亚硝酸盐检测方案(食品安全检测)

第4期2013年8月No.4 Aug.2013现代科学仪器M odern Scientific Instrum en ts.92 . 高德江等：食品中亚硝酸盐现场快速定量检测系统的研制第4期2013年8月·93· 食品中亚硝酸盐现场快速定量检测系统的研制 高德江 谢志国1 戴丰 田福成郝泉钟太刚1宋大千”3王兴华” 冯旭东”于爱民”(长春吉大·小天鹅仪器有限公司长春130012；?吉林大学化学学院长春130012) 摘 要 研究了一种用于现场检测食品质量产品的“检测系统”——食品中亚硝酸盐现场快速定量检测系统，该检测系统由主机、试剂盒、校准品和操作程序等构成。对该检测系统所涉及的波长示值误差和重复性、测量线性、检测仪示值误差和重复性、稳定性等进行了系统性研究。测试结果表明，光源示值误差范围为-1.1~6.2mm，光源重复性范围为0.0~0.8mm；线性相关系数R²的范围为0.9930~0.9955；校准品(40.0mg/kg) 示值误差范围为0.12%~2.90%，重复性范围为7.15%~8.31%；标准溶液进行测定(6.0mg/L)，示值误差范围为-1.92%~-0.87%，重复性范围为1.59%~2.00%；检测仪稳定性为-0.001Abs/h~ 0.002Abs/h；并将该检测系统应用到肉制品、腌菜等样品中亚硝酸盐含量的现场快速定量测定，从取样到报出检测结果在30分钟内即可完成，与国家标准方法进行了比对，结果令人满意。 关键词 检测系统；亚硝酸盐；快速 中图分类号TH702 D evelopm ent of Field Rapid Quantitative Detection Systemfor N itrite in Food Gao Dejiang，Xie Zhiguo ，Dai Feng，Tian Fucheng，Hao Quan ，Zhong Taigang ，Song Daqian，Wang Xinghua ，Feng Xudong’，Yu Aimin²(Changchun Jilin University-Little Swan Instruments Co.，Ltd.Changchun，130012；College of Chemistry，Jilin University，ChangChun 130012) Abstract A field rapid quantitative detection system for nitrite in food was developed.It consists of instrument，reagentkit， calibrator and operation procedure. The indication error and repeatability for wavelength，linearity，indication error andrepeatability for analyzer，stability were discussed.The range of error of indication and repeatability for light source were-1.1nm~6.2nm and 0.0~0.8nm respectively.The Absorbance is directly proportional to the concentration of nitrite and thelinear regression equation was obtained with high correlation coefficient (0.9930~0.9955).The range of error of indicationand repeatability for nitrite determination(40.0mg/kg)were -1.92%~-0.87% and 1.59%~2.00% respectively.The stabilityof instrument was -0.001Abs/h~0.002Abs/h.The detection system has been successfully applied to the determination ofnitrite in food，and it costs only 30 minutes from sampling to reporting the test results.The results obtained by the proposedmethod are in good agreement with the results obtained by the national standard method. Key words Detection system；Nitrite；Rapid 亚硝酸盐可与肌肉中的乳酸作用产生亚硝酸，而亚硝酸不稳定易分解产生一氧化氮，一氧化氮具有防腐作用，同时一氧化氮与肌红蛋白结合产生红色的亚硝基肌红蛋白，能使肉制品产生稳定的红色。基于上述原因亚硝酸盐作为护色剂和防腐剂被广泛应用在肉制品生产加工过程中，如腌腊肉制品、酱卤肉制品、油炸肉类、西式火腿类、肉灌肠类等。另外：贮存过久的蔬菜、腐烂蔬菜及放置过久的煮熟蔬菜，尤其是暴腌菜含有大量亚硝酸盐；奶制品中含有枯草杆菌，可使硝酸盐还原为亚硝酸盐。亚硝酸盐为强氧化剂，进入人体后可使血中低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，使血红蛋白失去携氧能力，致使组织缺氧，并对周围血管有扩张作用。-一般人体摄入0.3~0.5克的亚硝酸盐可引起中毒，超过3克则可致死。 《GB2760-2011食品添加剂使用卫生标准》"对各种肉制品中亚硝酸盐的最大使用量及残留量进行了明确的规定。常规检测方式为现场采样、实验室检测，该方式已无法满足大量样品的快速测定，不能为现场执法或生产过程控制提供及时有效的数据，造成生产环节和监督环节相对滞后。2011年，国家食品药品监督管理局印发的《餐饮服务食品安全现场快速检测设备配备基本标准》明确要求配备亚硝酸盐快速检测仪器。早在2002年，我们就基于国家标准GB/T 5009.33《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》2，研制和开发出了食品中亚硝酸盐快速检测系统。该检测系统由主机、试剂盒、校准品和操作程序等构成，经过十多年的应用和不断改进，该检测系统具有快速、简便、灵敏等特点，从取样到报出检测结果在30分钟内完成。适用于餐饮服务行业食 ( 收稿日期 ： 2013 -0 5- 2 4 ) ( 基金 资 助： 国家 科技 支撑计划课 题 (201 2 BAF14 B 08) 国家重 大科学仪 器设备 开发项目(201 1YQ 14015001) ) ( 通 讯作者 ：高德江 (198 0 - )，男 ， 高 级工程 师 ， 博士， 主要从 事 现 场 快 速检 测 仪 器和 试 剂 盒 的 研究 和 开发 ) 品中亚硝酸盐的现场快速定量测定。 1 检测系统 “检测系统”是指在检测某项参数(指标)时所使用的仪器设备(主机)、试剂盒和校准品等匹配成为一个体系，对于现场快速定量检测，结果具有溯源性。 1.1 检测系统构成 1.1.1 仪器设备(主机) 仪器设备(主机)由光源/单色器、比色池、检测器、微处理器、可充电电源和分析结果自动显示系统等构成。 (1)光源/单色器：为了使仪器达到光源/单色器高稳定性、长使用寿命和仪器便携式现场检测性能，采用全固态光源/单色器技术和脉冲供电光源稳光技术。 (2)比色池：池体呈圆柱型，并在上面装有比色瓶定位槽、LED和光电传感器。 (3)检测器：检测器采用光频转换技术的TSL系列集成光电传感器，与传统检测器相比，它不但具有能耗低、体积小、重量轻、可靠性高、动态线性范围宽等特点，无需放大A/D转换系统，可将接收到的光信号直接转变为频率输出给微处理器。 (4)可充电电源：采用可充电的锂电池(7.2V)并带有220V市电接口，实现交直流两用，方便现场使用。 (5)微处理器：微处理器包括控制系统和显示系统二部分。 1.1.2 试剂盒 用于对亚硝酸盐样品进行快速前处理和样品显色，主要由样品前处理试剂和显色剂等构成，同时加入稀释剂或稳定剂等，提高检测的灵敏度和延长试剂保质期。 1.1.3 校准品 带基体的亚硝酸盐校准品主要用于验证试剂盒、主机及操作程序的配套性。 1.1.4 操作程序 用于检测仪器的控制以及检测数据的统计分析 检测系统的性能指标 测定下限：0.10m g/kg；测定范围：0.00mg/kg~200.0m g/kg；稳定性：0.005Abs/h；工作环境温度：5~40℃；电源：220V，50H z；可充电锂电池： 2 实验部分 2.1 仪器与试剂 仪器设备：GDYQ-901SC2亚硝酸盐快速检测仪(长春吉大•小天鹅仪器有限公司)；GDYQ-707S食品检测快速恒温水浴锅(长春吉大·小天鹅仪器有限公司)；JB/T5374-1991电子天平(梅特勒一托利多仪器上海有限公司)；UV-1700紫外可见分光光度计(日本岛津)。 试剂盒：亚硝酸盐盐剂(一)~(五)(长春吉大·小天鹅仪器有限公司)。 校准品：亚硝酸盐校准品(长春吉大·小天鹅仪器有限公司)。 操作程序：亚硝酸盐操作程序(长春吉大·小天鹅仪器有限公司)。 2.2实验方法 2.2.1 样品前处理 根据样品种类不同，准确称取一定量均匀样品，放入特制提取容量瓶中，加入亚硝酸盐试剂(一)于沸水浴(98~100℃)中加热15分钟，加入亚硝酸盐试剂(二)和亚硝酸盐试剂(三)各一支，加水至刻度线处，摇匀，用滤纸过滤10毫升以上作为待测溶液。 2.2.2 样品显色 移取待测溶液5.0毫升置于干燥过的比色瓶中，加入亚硝酸盐试剂(四)和(五)各一支，摇动使试剂溶解，室温显色15分钟后测定。 2.2.3 样品测量 将显色后的试剂空白和样品依次放入仪器比色槽中锁定，按照仪器提示进行测量操作，仪器显示结果即为样品中亚硝酸盐的含量。 3 结果与讨论 3.1 波长选择 使用紫外可见光分光光度计对亚硝酸盐标准溶液与亚硝酸盐试剂盒反应生成物进行光谱扫描。由图1可知反应生成物在538nm 处有最大吸收峰，且其强度随着亚硝酸盐标准溶液浓度的增加而逐渐增大，在0.00m g/L ~ 2.00m g/L浓度范围内，反应生成物的吸光度A与亚硝酸盐标准溶液的浓度c具有良好的线性关系(如图2)，其回归 A=0.5451c+0.0139，相关系数r=0.9984。因此，食品中亚硝酸盐现场快速定量检测系统采用峰值波长为538nm 的LED 作为光源。 图1 反应体系的吸收光谱图 亚硝酸钠标准溶液浓度：(1)0.00m g/L；2)0.02m g/L；(3)0.05m g/L；(4)0.10m g/L；5)0.30m g/L；6)0.60m g/L； (7)1.00m g/L；8)1.50m g/L；9)2.00m g/L 图2 亚硝酸盐标准曲线 3.2 波长示值误差和重复性 测试方法：使用波长准确度优于0.5nm 的光纤光谱仪，将光源接收装置置于比色池光路中，对光源的峰值波长进行测量，连续测量3次，3次测量算术平均值与538nm 之差，为波长示值误差，最大值与最小值之差为波长重复性，将每个波长点测量值按照式(1)计算波长示值误差，按照式(2)计算波长重复性。 式中： 4A―—波长示值误差； A——3次测量平均值； 2―—固体发光器件标称波长值。 式中： 01―—波长重复性； max，2-一分别为3次测量波长的最大值与最小值。 测试结论：对10台仪器进行测试，其光源示值误差范围为-1.1~6.2nm，光源重复性范围为0.0~0.8nm。 3.3 测量线性 测试方法：根据检测仪及其配套试剂盒，采用亚硝酸盐标准溶液对说明书中规定的测量范围中的均匀浓度点进行测量，平行测量三次，取其测量值的算术平均值，按照线性回归法求出工作曲线的相关系数。 \测试结论：对10台仪器进行测试，其线性相关系数R²的范围为0.9930~0.9955，与分光光度计检测结果基本一致。 3.4 检测仪示值误差和重复性 测试方法：使用检测仪和配套试剂盒对标准值为40 m g/kg的校准品和浓度为6.0m g/L 的标准溶液进行重复测量10次，计算测定结果的平均值(c)，按照式(3)计算示值误差(8)。按照式(4)、(5)计算标准偏差(s)和相对标准偏差(RSD)。 式中： ――示值误差； OC——标准样品测量的算术平均值； c，，——标准样品的标准值。 RSD==×100% C (5) 式中：S――标准偏差； C；——第i次的测量结果； c―—测量的算术平均值； n——测量次数； RSD——相对标准偏差。 测试结论：统计结果见表1，对校准品进行测定(40.0mg/kg)，其示值误差范围为0.12%~2.90%，重复性范围为7.15%~8.31%；对标准溶液进行测定(6.0mg/L)，其示值误差范围围-1.92%~-0.87%，重复性范围为1.59%~2.00%。 表1 示值误差和重复性统计数据 仪器编号 校准品 标准溶液 测定均值 示值误差重复性 测定均值示值误差重复性 (mg/kg) %) %) (mg/L) %) %) Q291112039 40.7 1.80 7.57 5.94 -1.08 1.60 Q291112040 40.1 0.12 8.31 5.95 -0.87 1.64 Q291112041 40.9 2.30 7.48 5.90 -1.60 1.59 Q291112042 40.5 1.18 7.54 5.90 -1.62 1.78 Q291112044 41.2 2.90 7.15 5.93 -1.20 1.67 Q291112045 40.3 0.67 7.98 5.89 -1.92 2.00 3.5 检测仪稳定性 以蒸馏水调零，在60m in 内每隔10m in 测定1次吸光度值，取变化的最大值，吸光度变化范围艾变为-0.001~0.002。 4 实际应用Htp；//www. 使用自主研制的“检测系统”对香肠、腊肠、咸菜等样品中进行测定，以国标方法为基准计算其相对误差，如表2所示，结果令人满意。 表2 食品中亚硝酸盐测定结果 样品编号 样品名称 国标方法 检测系统 相对误差 m g/kg mg/kg % 1 香肠1 10.6 11.7 9.4 2 香肠2 11.9 12.6 5.6 3 香肠3 13.2 13.6 2.9 4 香肠4 11.2 11.7 4.3 5 香肠5 21.1 21.4 1.4 6 腊肠1 148.8 148.7 0.07 7 腊肠2 149.7 150.1 0.3 8 腊肠3 95.4 95.2 0.2 9 腊肉 57.5 57.2 0.5 10 咸菜1 14.0 14.5 3.4 11 咸菜2 12.5 12.8 2.3 12 咸菜3 9.2 9.5 3.2 5 小结 所研制的食品中亚硝酸盐快速定量检测系统已被应用到食品流通领域和食品加工生产企业的产品质量监管和控制，得到了用户的认可，并通过中国食品药品检定研究院的考核。我们认为：现场快速检测仪器的生产企业应逐步向用户提供检测仪(主机)、试剂盒、校准品和操作程序匹配的“检测系统”产品，以保证现场检测结果的准确性以及不同厂家产品间结果的可比性。 ( 参考文献 ) ( GB 2 76 0 - 20 1 1食品添 加剂 使用卫生 标 准 ) ( G B / T 500 9. 33- 20 1 0 食 品 中亚硝酸 盐与 硝酸盐 的测 定 ) ( 丁 毅 ， 王 兴 华，郭蔷薇 ， 宋 丹， 高德江 ， 于 永 . 便 携 式乳糖快 速 检测 仪的 研制及 其 应用. 现代 科学仪 器 .2 01 0， 6 ：84-8 7 )