分散固相萃取離子色譜質(zhì)譜法測定乳制品中硫氰酸鹽質(zhì)量濃度

杜利君，劉曉琳，李曉雨，宋潔，高媛慧

（山西出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心，太原030024）

分散固相萃取離子色譜質(zhì)譜法測定乳制品中硫氰酸鹽質(zhì)量濃度

杜利君，劉曉琳，李曉雨，宋潔，高媛慧

（山西出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心，太原030024）

建立了離子色譜質(zhì)譜法測定乳制品中硫氰酸鹽含量的方法。乳制品中硫氰酸鹽經(jīng)水超聲提取后，用3%乙酸沉淀蛋白，以分散固相萃取法進(jìn)行樣品凈化，提取液過0.22 μm水相濾膜，離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測，外標(biāo)法定量。同時對樣品凈化方式，離子色譜-質(zhì)譜連接方式，噴霧溫度和錐孔電壓等條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明：硫氰酸鹽在0.01～0.5 mg/L范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)為0.996，測定限（以信噪比S/N≥3計）為0.2 mg/kg，定量限（以信噪比S/N≥10計）為0.6 mg/kg。在2.0，5.0，10.0 mg/kg三個添加水平下進(jìn)行了回收率和精密度實(shí)驗(yàn),加標(biāo)回收率在91.0%～96.9%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD(n=10)為5.78～9.81%。該方法操作簡單、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、穩(wěn)定性好、成本低廉，可用于乳制品中硫氰酸鹽的日常檢測。

乳制品；離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用法；硫氰酸鹽；分散固相萃取

Abstract:A method for the determination of thiocyanate in dairy products by ion chromatography mass spectrometry was established.Dairy products thiocyanate in water by ultrasonic extraction,protein precipitation with 3%acetic acid,with dispersive solid phase extraction for sample purification,0.22 M aqueous membrane extraction,ion chromatography mass spectrometry detection,external standard method for quantitative analysis,and purification methods on samples,ion chromatography and mass spectrometry connection condition temperature and spray cone voltage were optimized.The linear range was 0.01～0.5 mg/L,the correlation coefficient was 0.996,determination limit(3 S/N)is 0.2 mg/kg and the limit of detection（10 S/N）was 0.6 mg/kg.Recoveries were 91.0%～96.9%with RSD(n=10)of 5.78～9.81%at the three different standards levels of 2.0，5.0，10.0 mg/kg.The method is simple,sensitive,accurate,cheap,and could be applied in the determination of chlorfluazuron in food.

Key words:dairy products；Ion chromatography mass spectrometry；thiocyanate；DSPE

0 引言

硫氰酸鹽主要以硫氰酸鈉的形式作為添加[1],添加到乳制品中可有效抑制細(xì)菌的繁殖，延長保質(zhì)期[2]。但過量攝入硫氰酸鹽，可引起急性中毒，少量攝取，引起甲狀腺疾病，尤其影響胎兒和幼兒的智力和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育[3]。衛(wèi)生部明確規(guī)定乳及乳制品中硫氰酸鈉屬于違法添加物質(zhì)[4]。

目前檢測硫氰酸鹽的方法有離子色譜法[5-7]、表面增強(qiáng)拉曼光譜法[8]、分光光度法[9-10]、氣相色譜法[11-12]和液相色譜法[13-15]等。現(xiàn)在離子色譜-質(zhì)譜法廣泛用于測定食品中的氯酸鹽[16-17]，溴酸鹽[18]，糖醇[19]等,有更高的應(yīng)用前景。本文建立了分散固相萃取法凈化，離子色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析測定乳制品中硫氰酸鹽的方法。該法操作簡單，靈敏度高，自動化，適合不同種類乳制品中硫氰酸鹽的日常監(jiān)測。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器與試劑

配ESI源的MSQ Plus質(zhì)譜儀，Thermo ICS-5000高壓離子色譜儀（配EGC淋洗液發(fā)生器、輔助泵、ASRS300 2-mm陰離子抑制器、電導(dǎo)檢測器、AS-AP自動進(jìn)樣器），0.22 μm水系濾膜，渦流混合器（MS 3digital），高速離心機(jī) HC-3518。

硫氰酸鈉標(biāo)準(zhǔn)品純度≥99.99%，乙酸為分析純試劑，實(shí)驗(yàn)用水為超純水，Cleanert C18（50 μm，60 ?）。

1.2 方法

1.2.1 溶液配制

硫氰酸根標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：準(zhǔn)確稱取0.1396 g硫氰酸鈉，用水定容至100 mL，配制質(zhì)量濃度為1 g/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液。取適量的標(biāo)準(zhǔn)儲備液用超純水配成硫氰酸根質(zhì)量濃度為10 mg/L的混合中間液。隨后用超純水稀釋成質(zhì)量濃度為0，0.01，0.05，0.1，0.2，0.5 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.2.2 樣品處理

稱取2.5 g乳制品加入2 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%乙酸溶液，渦流混合，然后加水約60 mL，超聲提取30 min，用水定容至100 mL。溶液以轉(zhuǎn)速為4 000 r/min離心5 min。取2 mL提取液加入0.2 g C18填料，渦流混合1 min，溶液過0.22 μm水相濾膜，上離子色譜質(zhì)譜儀檢測。

1.2.3 儀器條件

（1）離子色譜條件。離子色譜柱AS20陰離子色譜柱（2 mm×250 mm）、抑制器外接循環(huán)水模式流速0.2 mL/min，抑制電流33 mA、EGC淋洗液發(fā)生器在線自動生成KOH淋洗液，淋洗液流速為0.2 mL/min梯度淋洗，濃度為20 mmol/L的KOH，0～5 min；濃度為 20～60 mmol/L 的 KOH，5～10 min；濃 度 為 60 mmol/L的KOH，10～16 min；濃度為60～20 mmol/L的KOH，16～16.1 min；濃度為20 mmol/L的KOH，16.1～20 min。柱溫30 ℃，進(jìn)樣量50 μL。

（2）離子色譜質(zhì)譜條件。ESI負(fù)離子模式；噴霧溫度400℃；噴霧電壓-3 000 V；選擇離子58；錐孔電壓40 V；駐留時間0.4 s。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品中蛋白沉淀劑選擇

硫氰酸鹽易溶于水，故采用了水超聲提取的方法。由于乳制品中蛋白含量較高，會使檢測結(jié)果偏低，所以應(yīng)選擇合適的蛋白沉淀劑除去蛋白。本方法采用了3%乙酸進(jìn)行蛋白沉淀，且其沉淀效果好于乙腈[20-21]。

2.2 樣品凈化方式選擇

樣品凈化，即從復(fù)雜基體中選擇性地富集痕量待測離子或選擇性地去除基體。樣品的凈化通常占去大部分的時間，或者決定著最后分析結(jié)果的成敗。一般來說，離子色譜-質(zhì)譜中，通常會選擇RP柱等進(jìn)行樣品凈化，但由于RP柱成本較高，且過柱較為繁瑣，耗時長，不利于大批量樣品的檢測。

本方法采用了分散固相萃取法，利用的是選擇性保留的原理，即采用了C18填料進(jìn)行凈化，同時對C18的用量進(jìn)行了優(yōu)化。檢測分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，C18作為一種非極性吸附劑，當(dāng)提取液為2 mL時，只需加入0.2 g的C18填料，渦流混合1 min，便可以起到很好地凈化效果，使得離子色譜-質(zhì)譜檢測時，干擾組分含量大大降低，提高了實(shí)驗(yàn)的靈敏度和穩(wěn)定性，且該過程簡單易行，操作快捷，成本較低。

2.3 離子色譜與質(zhì)譜連接方式優(yōu)化

與常規(guī)的反相分離的條件不同，離子色譜流動相為強(qiáng)堿(NaOH)，經(jīng)過抑制器抑制后產(chǎn)物為純水，與甲醇、乙腈等有機(jī)溶劑相比，水對目標(biāo)物離子化效率的促進(jìn)作用較弱，離子色譜質(zhì)譜的通常做法為在色譜柱與質(zhì)譜進(jìn)樣口直接接三通，添加乙腈以便促進(jìn)離子化。但是操作上需要增加一臺計量泵，這樣會使日常監(jiān)測變得復(fù)雜，同時添加乙腈雖然能促進(jìn)離子化，但同時也降低了濃度，導(dǎo)致目標(biāo)化合物的靈敏度沒有太大變化，最終確定為離子色譜直接連接質(zhì)譜進(jìn)行檢測。

2.4 色譜柱及其條件優(yōu)化

由于連接質(zhì)譜儀，選擇的色譜柱為2 mmx250 mm的離子色譜柱，現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室有AS11HC，AS19，AS20這三款色譜柱，通過比較其運(yùn)作性能，發(fā)現(xiàn)3款色譜柱都可分離該化合物，且沒有明顯差別，最終選擇了AS20進(jìn)行分析硫氰酸鹽。并對流動相進(jìn)行了優(yōu)化，采用梯度洗脫的方式。

2.5 噴霧溫度和錐孔電壓優(yōu)化

離子源噴霧溫度會影響噴霧效果，從而影響分析的靈敏度。所用MSQ質(zhì)譜儀的離子源噴霧溫度一般設(shè)置為349℃，為了保證目標(biāo)化合物的離子化，本方法選擇了噴霧溫度400℃，噴霧電壓-3 000 V。

錐孔電壓對分析靈敏度影響比較大，本方法在10～80 V之間考察了電壓對硫氰酸根峰面積的影響，結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出，硫氰酸根的峰面積隨著錐孔電壓的增大，呈先增大，后緩慢減小趨勢，且在錐孔電壓達(dá)到40 V時，峰面積達(dá)到最大。由此可知，離子色譜-質(zhì)譜檢測時，當(dāng)錐孔電壓為40V時，對硫氰酸根峰面積的影響最大，靈敏度最高，故選擇錐孔電壓為40 V。

圖1 錐孔電壓對硫氰酸根的影響

2.6 線性范圍和檢出限

分別配制硫氰酸質(zhì)量濃度為0.01，0.05，0.1，0.2，0.5 mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)行離子色譜質(zhì)譜分析，以硫氰酸的質(zhì)量濃度（X）對峰面積Y繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，在質(zhì)量濃度為0.01～0.5 mg/L范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，線性方程為Y=2864.1X，相關(guān)系數(shù)為R=0.996。以信噪比S/N≥3和10確定檢出限為0.2 mg/kg，定量限為0.6 mg/kg。

2.7 方法的精密度及回收率

選用硫氰酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的樣品奶粉，牛奶，進(jìn)行了2.0，5.0，10.0 mg/kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平添加回收實(shí)驗(yàn)，每個添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平下做10個平行樣品，外標(biāo)法定量。方法的精密度及回收率數(shù)據(jù)如表1所示。樣品的離子色譜-質(zhì)譜圖和相應(yīng)檢測低限質(zhì)量濃度的添加回收色譜-質(zhì)譜圖分別如圖3-圖5所示。

圖2 硫氰酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

表1 在不同樣品中的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=10）

圖3 硫氰酸鹽的選擇離子質(zhì)譜

圖4 奶粉樣品的離子色譜-質(zhì)譜

圖5 奶粉樣品中添加2.0 mg/kg的硫氰酸離子色譜-質(zhì)譜

3 結(jié)論

乳制品中的硫氰酸鹽經(jīng)水超聲提取后，在有效沉淀蛋白后，以分散固相萃取法進(jìn)行樣品凈化，其中對C18的用量，離子色譜-質(zhì)譜連接方式，噴霧溫度和錐孔電壓等條件進(jìn)行了優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上建立的離子色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法抗干擾能力強(qiáng)，且具有較高的靈敏度和良好的穩(wěn)定性，為全面監(jiān)測乳制品中的硫氰酸鹽污染物提供了可靠實(shí)用的分析手段，可廣泛應(yīng)用于日常檢測。

[1]吳劍平.牛乳中硫氰酸鈉含量檢測[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.

[2]楊瑾.分光光度法快速測定牛乳及乳粉中硫氰酸鈉的含量[J].中國食品添加劑,2016(10):183.

[3]張福娟,孫成行,王延平,等.乳及乳制品中硫氰酸鈉檢測的研究與進(jìn)展[J].中國食品添加劑,2013,(05):173-177.

[4]陶保華,賴世云,傅士姍,等.利用SPE柱凈化HPLC/UV法測定乳及原料中的硫氰酸鹽[J].分析測試學(xué)報,2012,31(6):686-690.

[5]姚敬,朱杰民,陳明，等.在線滲析-離子色譜法測定牛奶中的硫氰酸鈉[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2011,21(4):824.

[6]馮偉科,熊珺,羅佳玲,等.離子色譜同時測定牛奶及其制品中亞硝酸鹽,硝酸鹽,硫酸鹽和硫氰酸鹽[J].現(xiàn)代食品科技,2011,27(9):1157-1159.

[7]馮蕾,鄢愛平,郭嵐,等.高效陰離子交換色譜-積分脈沖安培檢測法測定原料乳中的硫氰酸鈉[J].分析科學(xué)學(xué)報,2014,30(3):361-364.

[8]楊青青.表面增強(qiáng)拉曼光譜法在硫氰酸鹽,三聚氰胺和亞硝酸鹽中的應(yīng)用[D].吉林大學(xué),2016.

[9]何瑛,林木娣,賴書瑩,等.紫外分光光度法測定乳與乳制品中硫氰酸鈉的含量[J].食品安全導(dǎo)刊,2015,(22):72-74.

[10]張麗宏,黃曉林,鄂來明,等.分光光度計測定乳及乳粉中的硫氰酸鈉[J].現(xiàn)代食品科技,2016,44(7):41-43.

[11]宋潔,傅英文,杜利君,等.頂空進(jìn)樣-氣相色譜法檢測乳制品中硫氰酸鹽的含量[J].色譜,2012,(07):743-746

[12]周正香,氣相色譜-質(zhì)譜法測定乳制品中硫氰酸根[J].分析檢測學(xué)報,2012,33(4):153-156.

[13]于超,杜巖,徐晨.高效液相色譜法測定乳及乳制品中硫氰酸鈉的含量[J].中國食品添加劑,2014(2):234-239.

[14]沈志武,靳藝,石飛云.高效液相色譜法同時測定牛乳及乳粉中硝酸鹽,亞硝酸鹽和硫氰酸鹽[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2013,23(15):3035-3037.

[15]楊瑾,基于QuEChERS前處理技術(shù)快速測定牛奶中硫氰酸鈉的含量[J].中國食品添加劑,2016(11):213-216.

[16]高峰,劉巖,孔維恒,等.離子色譜-質(zhì)譜測定碳酸飲料中的亞氯酸鹽,氯酸鹽和高氯酸鹽[J].食品科學(xué),2013,34(22):261-264.

[17]劉小芳,方從容,劉慧,等.離子色譜-質(zhì)譜法檢測茶葉中的高氯酸鹽[J].離子態(tài)化合物色譜分析,2016,34(10):986-988.

[18]郭新東,杜志峰,羅海英.面粉中的溴酸鹽離子色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法分析[J].食品科學(xué),2010,31(2):148-150.

[19]周洪斌,熊治渝,李平,等.離子色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法檢測食品中的糖醇[J].技術(shù)與應(yīng)用,2013,31(11):1093-1101.

[20]張水鋒,林珍珍,陳小珍,等.基于離子色譜/電導(dǎo)檢測的全脂奶粉中硫氰酸鹽污染物的測定及前處理方法研究[J].分析測定學(xué)報,2012,31(1):85-89.

[21]倪竹南,譚瑩,吳平谷.奶制品中硫氰酸鹽的離子色譜-電導(dǎo)檢測方法研究[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2013,23(10):2244.

Determination of thiocyanate in dairy products by ion chromatography mass spectrometry

DU Lijun，LIU Xiaolin，LI Xiaoyu，SONG Jie，GAO Yuanhui
(Technology Center for Inspection and Quarantine of Shanxi Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau,Taiyuan 030024,China)

TS252.7

A

1001-2230（2017）09-0054-03

2017-01-11

杜利君（1979-），男，高級工程師，從事食品安全檢測工作。