單掃描極譜法測定牛奶中三聚氰胺的質量濃度

韋彬菡，魏小平，梁青梅，李建平

（桂林理工大學 化學與生物工程學院，廣西 桂林 541004）

單掃描極譜法測定牛奶中三聚氰胺的質量濃度

韋彬菡，魏小平，梁青梅，李建平

（桂林理工大學 化學與生物工程學院，廣西 桂林 541004）

建立了單掃描極譜測定牛奶中三聚氰胺的定量分析方法。在濃度為0.12 mol/L的NaOH和濃度為0.16 mol/L的KCl底液中，三聚氰胺于-0.5 V（vs.Ag/AgCl）出現靈敏的極譜還原峰，三聚氰胺質量濃度在6.3×10-3～1.26 mg/L范圍內與導數峰高呈線性關系，檢出限1.73×10-3mg/L。該方法簡便快捷，已用于牛奶中三聚氰胺質量濃度的測定，回收率為96.7%～106.6%。

單掃描極譜法；三聚氰胺；牛奶

0 引 言

三聚氰胺是一種化工原料，在高溫下會分解放出氰化物。因分子中含有較多的氮原子，不法商販將其添加在食品中以造成蛋白質含量檢測結果較高的假象。嬰兒食用添加三聚氰胺的奶粉，不但導致營養缺乏，且容易形成結石。因此建立微量三聚氰胺的簡便、快速、靈敏分析方法很有意義。迄今奶制品中微量三聚氰胺的推薦分析方法主要是液相色譜法[1-5]、液相色譜-串聯質譜法[6，7]、氣相色譜-質譜法[8]、離子色譜法[9]、毛細管電泳法[10]等。但這些方法測定成本高，儀器操作復雜，不利于三聚氰胺的快速測定。利用極譜法測定食品中三聚氰胺的質量濃度未見報道。本文發現，三聚氰胺在堿性溶液中可在滴汞電極上產生特征還原峰，據此建立了測定微量三聚氰胺的分析方法，并測定了牛奶樣品中三聚氰胺質量濃度。該法簡便、快速、成本低，儀器簡單，極實用價值。

1 實 驗

1.1 儀器及試劑

MP-2型溶出分析儀，采用三電極系統，工作電極為滴汞電極，Ag/AgCl電極為參比電極；鉑絲電極為輔助電極。

三聚氰胺標準溶液的配制：準確稱取0.1260 g三聚氰胺，加乙醇（1∶1）5mL溶解，然后用水定容至100 mL容量瓶中，搖勻，即得1.26×103mg/L的三聚氰胺儲備液。實驗中其他系列濃度的三聚氰胺溶液皆由該儲備液稀釋而來。

所用試劑都為分析純，實驗用水為蒸餾水。

1.2 方法

在濃度為0.12 mol/L的NaOH和濃度為0.16 mol/L的KCl溶液的10 mL比色管中加入一定量的三聚氰胺標準溶液，用水稀釋至刻度，取部分溶液轉移至10 mL小燒杯中，在示波極譜儀上于-0.1～-1.0V范圍內作陰極化線性掃描，敲擊延時為5 s，步延時為5 ms，靈敏度為9，以不加三聚氰胺的底液做空白，記錄一階導數極譜圖，讀取-0.5 V處還原峰高（如圖1）。

2 結果與討論

2.1 條件實驗

2.1.1 反應介質的選擇

分別實驗了三聚氰胺在HCl，H2SO4，HNO3等酸性介質以及NaOH中的陰極化過程。結果表明，三聚氰胺在堿性介質中可產生穩定、靈敏且峰形良好的還原峰?？疾炝藲溲趸c用量對極譜波的影響，發現濃度為4 mol/L的NaOH用量為0.2～0.4 mL時，峰電流先隨堿度的增大而增高，隨后趨于恒定，當NaOH濃度大于0.4 mol/L時峰電流開始減小 （如圖2）。實驗中選擇NaOH用量為0.3 mL（濃度為0.12 mol/L）。

分別考察了NaOH溶液、KCl溶液以及NaOH和KCl同時存在時三聚氰胺的還原峰，如圖2所示，三聚氰胺在濃度為0.12 mol/L的NaOH和濃度為0.16 mol/L的KCl底液中呈現最好的峰形，且隨著三聚氰胺濃度的增加，其峰值也增大。最終選擇濃度為0.16 mol/L的KCl溶液與濃度為0.12 mol/L的NaOH作為最佳配比。

2.1.2 測定溫度的影響

實驗了溫度對峰高的影響，結果發現在9～13℃時，溫度系數為0.0145%/℃；13～19℃，溫度系數為0.008%/℃；19～25℃，溫度系數為0.0145%/℃；25～31℃，溫度系數為0.0092%/℃；溫度31～37℃，溫度系數為0.020%/℃，且在9～37℃范圍內隨著溫度的升高，峰高增大，說明該極譜為擴散波。另外實驗中應適當控制溫度，綜合各種影響因素，實驗選擇在室溫條件下進行。

2.1.3 掃描速度的影響

利用懸汞電極改變掃描速度進行實驗，結果表明，在25～400 mV/s范圍內，隨著掃描速度的增加，峰電流值的平方根呈線性增大，說明該極譜波受擴散控制。

2.1.4 反應時間及伏安曲線的穩定性

在室溫條件（25℃）下，取一定量的三聚氰胺溶液，加入濃度為0.8 mol/L的KCl溶液2 mL，濃度為4 mol/L的NaOH溶液0.3 mL，稀釋至10 mL，搖勻，立即進行掃描，隨后每隔2 min掃描1次，記錄其峰值的變化（如圖3）。結果表明，反應時間為10 min時，峰高即達到最大值，反應時間再延長至120 min，峰高基本保持恒定。因此，選擇反應時間為10 min。

在上述的實驗條件下，按實驗方法在不同時間對體系3.78×10-3mg/L三聚氰胺進行測定，結果表明峰高至少在2 h之內基本不變，說明體系具有良好的穩定性。

2.2 工作曲線

在選定的實驗條件下，三聚氰胺質量濃度在6.3×10-31.26 mg/L范圍內（即濃度為5×10-81×10-5mol/L）與極譜波波高呈線性關系，線性回歸方程：ΔH=30.873C-7.640（mol/L），相關系數r=0.9997；根據3s/K法計算得到本法檢出限為1.73×10-3mg/L。對質量濃度為5.04×10-1mg/L三聚氰胺溶液行11次測定，計算的相對標準偏差為0.52%，可見，本法的精密度較好。峰電流值隨三聚氰胺質量濃度的變化如圖4所示（濃度為0.12 mol/L的NaOH和濃度為0.16 mol/L的KCl）。

2.3 干擾離子的測定

考察了一般牛奶中常見的一些營養元素和氨基酸對三聚氰胺測定的影響，結果表明，給定相對誤差為±3%時，下列物質共存時對三聚氰胺測定不產生干擾 （ 倍 數 ）：Al3+（500），Cu2+（500），Fe3+（1000），Ca2+（1000），Mg2+（500），組氨酸（500），脯氨酸（500），天冬氨酸（300）和色氨酸（300）。

2.4 反應機理

2.4.1 循環伏安法實驗

三聚氰胺在懸汞電極上的掃描圖表明只有還原峰，陽極化回掃時無對應的氧化峰出現，證明該反應不可逆。

2.4.2 電子轉移數及質子數的確定

以上實驗表明，該極譜波為不可逆擴散波，線性掃描導數波正負峰之間的電位差為

Epp=1.925 RT/αnF

式中：R為氣體常數，T為絕對溫度，F為法拉第常數，α是界面反應表觀轉移系數，n是電子轉移數，T=289K）。根據圖1測得Epp值為0.05V，求得兩電極反應αn=0.98，若=0.5，則電極反應電子轉移數n≈2。

此外，根據峰電位隨pH值變化的直線斜率，按照Nernst方程dEp/d pH=-2.303 RTm/αn F,根據Ep=K–（2.303 RTm/αnF）pH，測得dEp/dpH=-0.0475，求得參加反應的質子轉移數m約為1。

2.4.3 反應機理的確定

綜上所述，三聚氰胺（A）在堿性溶液中首先發生氧化反應，即被空氣中的氧氧化為產物B，產物B在汞電極上發生電還原，產生本文所示的還原峰，生成電極反應產物C，C再進一步發生聚合反應，生成更穩定的產物。反應方程式為

3 樣品的測定

以某品牌牛奶作為待測樣品，按實驗方法進行測定，利用工作曲線法計算三聚氰胺質量濃度，同時做加標回收實驗，結果如表1所示。

表1 回收率的測定結果

由表1可以看出，加標回收率為97.5%～106.6%，結果令人滿意。

4 結 論

實驗證明，三聚氰胺在pH＝10左右的溶液中，靜置10 min后，用單掃描極譜法進行掃描時可在-0.5V處呈現良好的還原峰型，用此方法可以檢測牛奶中三聚氰胺的質量濃度。

[1]WU Q Q,FAN K X,SHA W,et al.Highly Sensitive Detection of Melamine Based on Reversed Phase Liquid Chromatography Mass Spectrometry[J].Chinese Sci Bulletin,2009,54（5）：732-737.

[2]KIM B,PERKINS L B,BUSHWAY R J,et al.Determination of Melamine in Pet Food by Enzyme Immunoassay,High-performance Liquid Chromatography with Diode Array Detection,and Ultra-performance Liquid Chromatography with Tandem Mass Spectrometry[J].J AOAC International,2008,91（2）：408-413.

[3]何喬桑，劉敏芳，黃麗英，等.高效液相色譜法測定奶粉和液態奶中的三聚氰胺[J],色譜,2008,6（11）：752-754.

[4]宮小明，董靜，孫軍，等.HPLC法測定植物性原料中三聚氰胺[J].食品科學,2008,29（4）：321-323.

[5]王浩,劉艷琴,曹紅，等.固相萃取與高效液相色譜聯用測定寵物食品中三聚氰胺[J],分析化學,2008,36（2）：273.

[6]丁濤，徐錦忠，李健忠，等.高效液相色譜-二極管陣列檢測法及高效液相色譜-電噴霧串聯質譜法測定植物源性蛋白中殘留的三聚氰胺[J].色譜,2008,26（1）：6-9.

[7]李愛軍，張代輝，馬書民，等.液相色譜-串聯質譜法測定飼料中三聚氰胺殘留[J].分析化學,2008,5（5）：699-701.

[8]吳惠勤，黃芳，林曉珊，等.氣相色譜-質譜法測定奶粉及奶制品中的三聚氰胺[J].分析測試學報，2008,27（10）：1044-1048.

[9]李建華，何強,孔祥虹,等.固相萃取-離子交換色譜法測定植物提取物中三聚氰胺[J].分析試驗室,2008,27（10）：93-95.

[10]饒欽雄，童敬，郭平，等.高效毛細管電泳法測定牛奶和奶粉中殘留的三聚氰胺[J].色譜，2008,26（6）：755-758.

Single-sweep polarographic determination of melamine content in milk

WEI Bin-han,WEI Xiao-ping,LIANG Qing-mei,LI Jian-ping
（College of Chemistry and Bioengineering,Guilin University of Technoligy,Guilin 541004，China）

A single-sweep polarographic method for the determination of melamine in milk was developed.In solution of 0.15 mol/L NaOH and 0.16 mol/L of KCl,a sensitive polarographic reductive wave was produced in-0.5V（vs.Ag/AgCl）.The derivative wave heights is propotional to the melamine concentration in the range of 6.3×10-3～1.26 mg/L.The detect limit is 1.73×10-3mg/L.The method has been used to determination of melamine contents in milk samples.The recoveries were found to be 96.7%～106.6%.

melamine；single sweep polarography；milk

TS252.7

A

1001-2230（2010）11-0043-03

2009-09-10

廣西科學研究與技術開發計劃項目資助（桂科能0842003）。

韋彬菡（1987-），女，本科，從事工業分析方面的研究。

李建平