顶空-气相色谱法测定动物血制品中甲醛含量.pdf

2023 年第 3 期（总第 9 期）【检验检测】顶空-气相色谱法测定动物血制品中甲醛含量孙光举，金 霞（龙岩市产品质量检验所，福建 龙岩 364000）摘要：文中建立了一种顶空-气相色谱法测定动物血制品甲醛含量的新方法。取适量样品，加入比例 1 5 的还原剂 0.1 mol/L硼氢化钠和 1 mol/L 氢氧化钠的反应液，样品内甲醛还原为甲醇，进行顶空气相色谱 FID 测定，以外标法定量。在 1.0 mg/L 10.0 mg/L 线性范围内，回归方程相关系数 0.998，加标回收率在 90%110%之间，按照取样量 5.0g 计算，方法检出限为 0.6 mg/kg，相对标准偏差(RSD)小于 5.0%。该方法操作简便、快速、准确和稳定，适用于动物血制品中甲醛含量的测定。关键词：甲醛；甲醇；氧化-还原反应；顶空气相色谱；动物血制品收稿日期：2022-05-30作者简介：孙光举，男，龙岩市产品质量检验所，工程师，硕士 金 霞，女，龙岩市产品质量检验所，工程师，硕士Determination of Formaldehyde in Animal Blood Products by Headspace-Gas ChromatographySUN Guangju,JIN Xia(Longyan Institute of Product Quality Inspection,Longyan 364000,Fujian,China)Abstract:A new method for determining formaldehyde content in animal blood products by headspace-gas chromatography was established in the paper.An appropriate amount of sample was taken,and a reaction solution of 0.1 mol/L Sodium borohydride and 1 mol/L sodium hydroxide in the ratio of 1:5 was added to reduce formaldehyde in the sample to methanol,and then headspace-gas chromatography FID was performed for the determination and quantification by external standard method.In the linear range of 1.0 mg/L to 10.0 mg/L,the correlation coefficient of the regression equation was 0.998.The spiked recoveries ranged from 90%to 110%,and the detection limit of the method is 0.6 mg/kg with the relative standard deviation(RSD)is less than 5.0%based on a sampling volume of 5.0 g.This method is simple,fast,accurate and stable,and is suitable for the determination of formaldehyde content in animal blood products.Key Words：Formaldehyde;Methanol;Oxidation-reduction reaction;Headspace-Gas Chromatography;Animal blood products0 引言甲醛为非食用物质，具有强烈的刺激性，毒性较高，对神经系统、肝肺等内脏系统有损害，长期接触可致癌、致畸。含有甲醛的食品属禁止生产经营食品之列。但近年来市场上仍有一些不良商贩为非法盈利，将新鲜凝固的动物血浸泡在加有甲醛的水溶液中，使其在煮熟后具有弹性、不易破碎，表面感观好，用于市场上销售，严重危害人体健康。目前测定食品中甲醛含量的方法常用的是分光光度法和高效液相色谱法1-5。两类方法测定甲醛前处理步骤繁琐，需蒸馏、衍生处理，在检验时用时较长、其结果稳定性和准确度不易控制。常规GC方法测定甲醛先衍生、再测定其衍生物。硼氢化钠具有较强的还原性，在碱性条件下可以将醛还原为醇6,7。甲醛因分子量小在 GC 检测器上响应很低。甲醇为低沸点、小分子化合物，具有羟基官能团，在 GC 检测器上有较强响应。顶空-气相色谱法因预处理简单、快速，被越来越多用于分析测试中。该工作借鉴此原理，将样品以还原剂处理结合顶空-气相色谱法无需复杂前处理步骤特点，建立2023 年第 3 期（总第 9 期）【检验检测】了一种快速简便的间接甲醛测定新方法，并应用到市场上销售的鸭血、猪血等样品甲醛含量的测定，取得较为满意的结果。1 实验部分1.1 试剂 氢氧化钠：AR；硼氢化钠：AR。1.2 仪器及操作条件1.2.1 顶空部分PE TurboMatrix40 型顶空进样器，炉温 80，顶空瓶气体传输线 90，顶空瓶平衡时间 15min，辅助气体压力 1.00 bar，进样时间 0.05min。1.2.2 气相部分岛 津 气 相 色 谱 仪(GC-2010Plus 配 FID)；毛 细 管 气 相 色 谱 柱(DB-wax：30m0.32mm0.25m)；进样口温度：250；升温程序：色谱柱温度 60，6/min 升至 100保持两分钟，检测器温度 270，分流进样，分流比 20。1.3 标准溶液配制 甲醛标准溶液：浓度：10.0mg/mL 水溶液；甲醇参考溶液：称取分析纯甲醇 0.01g，用水定容到 1L，浓度 10mg/L。标准系列溶液的配制：分别吸取经计算体积的甲醛标准液，以反应液定容至100mL。标准系列液 10mL 注入 20mL 顶空瓶中加盖密封，上机待测定。1.4 样品处理 固态、半固态样品称取 5.0g，置于 20mL 顶空瓶中，加入 10mL 反应液，迅速加盖密封，在顶空进样器中 80保温 15min，待测。2 结果与讨论2.1 色谱分离效果实验选取经加入甲醛的鸭血为样品试样（阳性样品），经氧化还原测定后，以设定仪器条件进行测定，甲醇为极性物质，选用不同极性色谱柱，试验发现 DB-wax 色谱柱，甲醇峰与基质中杂峰分离度峰形良好。甲醛标液直接进顶空瓶测试，甲醛、甲醇分离良好。证明经硼氢化钠还原后生成甲醇不受甲醛影响。甲醛和甲醇在气相色谱图上的保留时间见图 1 和图 2。图 1 甲醛在 HS-GC 上的保留时间图 2 甲醇在 HS-GC 上的保留时间2.2 顶空条件的选择顶空法要保证气、液两相保持相对稳定，灵敏度取决于目标物在顶空瓶中的反应程度及稳定性。顶空瓶作为样品反应的场所，要保证体系反应完全，同时将分析物质尽量气化，达到气液平衡，为建立良好的线性关系提供保证，以便检测结果准确、可靠。样品经涡旋处理有效地打散样品，样品中的甲醛能够充分接触反应液，甲醇沸点为 64.7，该研究考察了 50 90条件下的转化效率，发现温度越高，目标峰越高；平衡时间越长，目标峰越高，考察了平衡时间在 10 30min 内目标物的峰高情况，发现 15min 后目标物峰高几乎不再增加，该试验选用 80在顶空进样器中平衡 15min 预处理过程。保证还原生成的甲醇在顶空过程中充分释放同时温度低于水的沸点以尽量少的水蒸气进入到色谱柱中，保证检测灵敏度。2.3 还原剂用量硼氢化钠具有较强的还原性，碱性条件下可以将醛还原为醇6。通过对纯水体系中的甲醛还原为甲醇试验进行探究，常温下将定量的氢氧化钠、硼氢化钠溶液和含有甲醛的样品混合，即可将样品中甲醛还原为甲醇。由于食品成分复杂，基质干扰大，样品中含易氧化性和易还原性物质的化学成分，其氧化型物质对还原体系内还原剂具有消耗作用，2023 年第 3 期（总第 9 期）【检验检测】试验了高于文献还原剂比例的还原体系，即硼氢化钠(0.1mol/L)溶液与氢氧化钠溶液(1mol/L)按15 比例混合预制成反应液，按体积量准确加入样品中进行反应，能够简化实验操作，减少加入体积引起的误差，提高影响精密度。2.4 转化效率转化效率直接影响结果灵敏度和准确性。该研究选择不同浓度的甲醛溶液和与之相同摩尔浓度的甲醇食品基质液，进行顶空-气相色谱法测定甲醇；同时甲醛标准溶液直接进行顶空气相测定，甲醇、甲醛保留时间不同。等摩尔浓度的甲醛和甲醇响应值几乎一样，还原体系中甲醛保留时间处无色谱峰出现，说明样品中甲醛可以较完全转化成甲醇。2.5 方法线性关系将甲醛标准物质稀释成不同浓度的系列标准溶液，按照相同体积加入到顶空瓶，采用优化好的分析条件做校准曲线，在 1.0 10.0mg/L 范围内，线性关系良好，线性方程为 Y=99.9X-3.89，Y 代表样品中甲醛含量，单位为 g；X 代表在顶空瓶定容后甲醛浓度，单位为 mg/L，相关系数为 0.998，在此浓度范围内甲醛标准曲线稳定性良好。2.6 精密度和检出限 选择同一浓度标准物质加入到阴性样品中，做 6 次重复实验，计算相对标准偏差（RSD），RSD 5.0%。检出限(按 3 倍基线噪声计算)为0.3 mg/L，称样量 5.0g，定容体积为 10 mL，计算方法检出限为 0.6 mg/kg，说明该方法可以适用于动物血制品中甲醛的检验。2.7 方法准确度选取不同添加水平样品，对血制品样品进行加标处理，每个样品测定 3 次，取结果均值计算回收率。加标回收率在90%110%之间，其结果见表1，说明方法准确度满足相关理化检验分析的要求8。表 1 样品结果、加标量及回收率2.8 样品测定 对 3 家大型超市及农贸菜市场采集的 30 份血制品样品进行测定，其中鸭血和猪血各 15 份。30份样品甲醛含量均小于检出限，说明目前市场销售动物血制品品质良好。3 结论顶空气相色谱测定动物血制品中甲醛含量的方法前处理步骤较分光光度法、高效液相色谱法更为简单、高效，降低了干扰，提高了待测物质的灵敏度。甲醇在 FID 检测器上响应较高，可以间接测定样品中较低浓度甲醛含量。适用于动物血制品中甲醛含量的测定，为市场监管食品安全提供了更为快捷可靠的实验方法。参考文献1 小麦粉与大米粉及其制品中甲醛次硫酸氢钠含量的测定:GB/T21126-2007S.2 香菇中甲醛含量的测定:NY/T1283-2007S.3 水产品中甲醛的测定:SC/T3025-2006S.4 香菇中甲醛含量的测定:NY/T1283-2007S.5 进出口食品中甲醛的测定液相色谱法:SN/T 1547-2011S.6HUI-CHAO H,YING-XIN T,XIN SHENG C,etal.Rapid determination of residual formaldehyde in formaldehyde related polymer latexes by headspace gas chromatographyJ.J Ind Eng Chem,2013,19(3):748-751.7 赵丹莹，温雅,等.奶酪中甲醛含量静态顶空气相色谱测定法 J.职业与健康,2018,34(18):2495-2497.8 实验室质量控制规范食品理化检测:GB/T27404-2008S.名称 项目 样品含量 加标量 测定值 回收率 mg/kg mg/kg mg/kg%鸭血样品 1 甲醛 ND 4.00 3.44 86鸭血样品 2 甲醛 ND 10.00 9.30 93鸭血样品 3 甲醛 ND 20.00 21.6 108