分光光度法测定消毒餐具和食品用纸容器中戊二醛的含量.pdf

2023，32（3）福建分析测试Fujian Analysis&Testing分光光度法测定消毒餐具和食品用纸容器中戊二醛的含量孙光举，金 霞（龙岩市产品质量检验所，福建龙岩364000）收稿日期：2023-1-29基金项目：龙岩市科技创新联合资金社会发展科技项目(2022LYF17074)作者简介：孙光举（1979），男，工程师，主要从事食品、食品相关产品检验检测工作。Email：摘要：建立一种简单、有效地测定消毒餐具和食品用纸容器中戊二醛的分光光度法。利用嗪（戊二醛与MBTH（3-甲基-苯并噻唑腙）反应产物）在酸性溶液中能够被铁离子（Fe3+）生成蓝绿色化合物，该化合物的吸光度值与戊二醛含量在一定浓度范围内成正比，可对食品相关制品中戊二醛含量进行测定，分析各因素对实验结果的影响并确定最佳条件。在最佳测试条件下，吸光值与戊二醛浓度在0.0032mg/100cm20.1280 mg/100cm2范围内呈现良好线性关系 R2=0.9986，加标回收率在 90%110%之间，相对标准偏差小于 5%，检出限为 3.2g/100cm2，测定下限为5.0g/100cm2。本方法操作简便、快速、准确和稳定，适用于餐具及食品用纸容器中戊二醛含量测定。关键词：分光光度法；戊二醛；食品相关制品中图分类号：O657.32文献标识码：A文章编号：1009-8143（2023）03-0043-05Doi:10.3969/j.issn.1009-8143.2023.03.08Determination of Glutaraldehyde in Sterilize cutlery and Paper container set for foodby Spectrophotometric MethodSun Guang-ju，Jin Xia（Long Yan Institute of Quality Inspection for Products，Longyan，Fujian 364000，China）Abstract:To establish a simple、efficient method for the determination of Glutaraldehyde in Sterilize cutlery and Paper container set for food by Spectrophotometric Method.Azine（Glutaraldehyde react with MBTH）was oxidized by ferric ions（Fe3+）in acid solution to blue-green compounds.Absorbance value was conducted by the compound was directly proportional to glutaraldehyde content.The method was used for quantitative determination of Glutaraldehyde.The effect conditions were analyzed，and opt conditions were determined.Under the optimal experimental conditions，The coefficient of thelinear regression equation（R2）was 0.9986 within the linear range of 0.0032mg/100cm20.1280 mg/100cm2，and the recovery rate was 90%110%.and the relative standard deviation（RSD）was less than 5%，The detection limit was 3.2g/100cm2，The minimum quantitative detection limit was 5.0 g/100cm2.The method is simple，rapid，accurate and stable，and is suitable for the determination of Glutaraldehyde in Tableware and Paper container set for food.Key words：Glutaraldehyde；MBTH；Sterilize cutlery；Paper container Spectrophotometric戊二醛为五碳双缩醛类化合物，杀芽孢力强，号称继甲醛、环氧乙烷后排名第三的消毒剂。因戊二醛的毒性、刺激性和对环境的污染已引起人们的注意，在日用消费品的生态标签中，戊二醛被欧盟列为禁用物质。戊二醛因其强大的杀菌功能，已被应用于医疗器械等的杀菌，戊二醛可以作为交联剂应用于肠胶原蛋白肠衣的加工工艺中，但在其它食品中及相关制品禁止使用，然而一些不法分子则将戊二醛用于消毒餐具和食品用纸容器的杀菌消毒，其较大残留量可能会对人们的身心健康造成影响。目前，戊二醛的文献测定方法1有分光光度法2-4、气相色谱法5-8、液相色谱法9-11和质谱法12-13。其测定方法主要应用于消毒液、医疗器械等的戊二432023，32（3）福建分析测试技术交流醛的检测，关于食品相关（消毒餐具和食品用纸容器）中戊二醛的测定方法未见报道。本研究旨在通过采用价格便宜、常用的设备和较少的试剂耗材，采用分光光度法测定消毒餐具和食品用纸容器中戊二醛的含量。通过对实验条件进行优化，建立了分光光度法测定消毒餐具和食品用纸容器中戊二醛的新方法，应用于实际样品的检测取得较为满意的结果。1实验部分1.1试验仪器与试剂UV-1780紫外-可见分光光度计（日本岛津公司）；水浴恒温振荡器。戊二醛溶液：纯度98%，分析纯，西亚试剂；37%盐酸：分析纯；MBTH（3-甲基-苯并噻唑腙）：分析纯，罗恩试剂；硫酸铁铵（NH4Fe（SO4）12H2O）：分析纯，西陇科学股份有限公司；试验用水为超纯水。1.2溶液的配制戊二醛标准溶液（1.280mg/mL）：精确称取一定量的戊二醛溶液于100mL容量瓶中用水定容；储备液（16.00mg/L）：移取2.50mL标准溶液，用水定容到200mL。MBTH 溶 液（1.0mg/mL）配 制：精 确 称 取0.1000gMBTH于100mL容量瓶中用水定容，现用现配。硫酸铁铵溶液（10.0mg/mL）配制：精确称取1.000g硫酸铁铵于40mL0.10mol/L盐酸中，于100mL容量瓶中稀释并定容。1.3实验原理与方法实验原理4：戊二醛与 MBTH（3-甲基-苯并噻唑腙）反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被铁离子（Fe3+）氧化成蓝绿色化合物，其吸光度值与戊二醛含量在一定浓度范围内成正比，通过拟合曲线可计算出样品中戊二醛的含量。实验方法：取戊二醛溶液5.00mL于比色管中，加入 5.00mLMBTH 溶液，于 35水浴 5min，加入5.00mL硫酸铁铵溶液，定容，摇匀，35静置30min，产生蓝绿色化合物，于605nm处，以蒸馏水为参比，用20mm比色池测定其吸光度。1.4测定方法1.4.1样品按照GB 14934-2016食品安全国家标准 消毒餐（饮）具14要求，将待检的餐（饮）具，用蒸馏水分35 次冲洗整个内表面（按照每 100cm2表面使用100mL蒸馏水的比例），匙（不包括匙柄）、筷子下段（进口端约5cm）置入适量蒸馏水（按照每100cm2表面使用100mL蒸馏水的比例）作样液分析用（其表面积按照近似规则的容器进行计算）。1.4.2标准曲线于25mL比色管中分别加入不同体积戊二醛储备溶液：用移液枪分别加入体积为：0.05、0.10、0.50、0.80、1.00、1.60、2.00mL，定 容 后 其 系 列 浓 度 为0.032mg/L、0.064mg/L、0.32mg/L、0.512mg/L、0.64mg/L、1.024mg/L、1.28mg/L，加入5.00mLMBTH溶液，于35水浴5min，加入5.00mL硫酸铁铵溶液，定容至刻度，摇匀，35静置30min，产生蓝绿色化合物，每个浓度平行测定两次，吸光值取平均值。以戊二醛浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，蒸馏水为参比溶液，以蒸馏水代替戊二醛，其余按照曲线要求添加衍生剂，测定空白值试验，绘制校准曲线。1.4.3样品测定按要求取处理好的样品溶液5.00mL，利用已优化分析条件，同标准溶液和试剂空白一起所测得的吸光度值，由标准曲线计算、转化稀释倍数后可得样品溶液中戊二醛的浓度。2结果与讨论2.1反应体系的选择戊二醛含有两个醛基，醛基在紫外光有吸收，根据文献2-4，9本试验选取不同的反应体系戊二醛在190700nm范围内扫描，在特定波长下进行吸光度值的测定；在盐酸羟胺存在条件下，190700nm范围内在扫描，在特定波长下进行吸光度值的测定；戊二醛与2，4-二硝基苯肼衍生后，对其产物进行波长扫描（400700nm）和在特定波长下进行吸光度值的测定；酸性条件下戊二醛与MBTH、硫酸铁铵生成物的产物，对其产物进行波长扫描（400700nm）和在特定波长下进行吸光度值的测定。试验结果：相同浓度的戊二醛与MBTH、硫酸铁铵的产物的吸光度值明显大于戊二醛本身和加入了盐酸羟胺的吸光度值；与2，4-二硝基苯肼反应产生浑浊并生成沉淀，其吸光值会受到影响。因此，本试验442023，32（3）采用戊二醛与MBTH产生嗪，在酸性条件与硫酸铁铵生成蓝绿色化合物的反应体系进行试验研究。2.2吸收波长的选择准确移取定量标准溶液、衍生剂于25mL比色管中，按照试验方法在波长400nm700nm处，选择光谱模式、以钨灯为光源进行光谱扫描，通过波长扫描测量样品的吸收光谱。由扫描图可知：戊二醛溶液在对应不同的波长时其吸收情况不同，波长在605nm处时吸光度值最大，故采用605nm为本研究的适用波长。2.3MBTH的影响戊二醛与MBTH反应生成嗪，其含量的大小直接影响嗪生成量的多少，进而影响最终产物的吸光度值。采用单一因素法，其它条件不变，改变MBTH的加入量，按照试验方法测定吸光度值。加入系列浓度的MBTH，以蒸馏水为空白，测定吸光度值。经试验吸光度值的变化情况：随着加入量的加大，吸光值先增大后趋于平稳。MBTH的添加量，从考虑试剂成本、稳定性及环境角度考虑，选择MBTH的加入量为5.00mL。2.4硫酸铁铵的用量于25mL具塞比色管，分别加入1.0mg/L的戊二醛标准应用液5.00mL，按照试验方法，改变硫酸铁铵溶液的加入量3.00、4.00、5.00、6.00mL，然后在波长605nm处，以蒸馏水为空白，用20mm比色池测其吸光度。经试验吸光度值的变化情况：当硫酸铁铵用量为5.00mL 时，其吸光度达到最大，并且当硫酸铁铵加入量增多时，吸光度较为稳定。当硫酸铁铵溶液加入量过多时会增大空白吸收值。因此硫酸铁铵最佳用量选择5.00mL。2.5酸度的影响盐酸用于配制硫酸铁铵溶液，一定浓度的盐酸可以抑制硫酸铁铵中Fe3+被还原，酸性体系可以保证反应完全和生成物的稳定。本试验考察了用不同体积0.100mol/L的盐酸配制硫酸铁铵溶液，按试验方法测定其吸光度。当盐酸用量在3545mL时其吸光度值较大，随后吸光度响应值趋于平缓且较为稳定。因此将用于配制硫酸铁铵的0.1mol/L的盐酸加入量定为 40mL。2.6温度对嗪和终产物的影响反应体系的温度不仅影响嗪的生成，而且影响最终产物的生成含量和达到体系稳定的时间：温度过低，体系反应不完全、所需反应时间过长，影响检验检测效率；温度过高，可能会产生逆反应，造成产物含量过低，因此，恰当的温度对体系的产物吸光度值影响较大。因温度对嗪和最终产物都有影响，取戊二醛标准应用液5.00mL，按照试验方法，改变加入 MBTH 溶液后的反应体系温度为 25、30、35、40。然后于 5min 后各加入硫酸铁铵溶液5.00mL，混匀并定容至刻度线，放置于35水浴恒温水槽中静置 30min，在波长 605 nm 处，以蒸馏水为空白，用20mm比色池测其吸光度。试验结果可知：温度影响中间产物嗪和最终产物的含量。中间产物嗪温度在2535范围内时，吸光度增加较大，后趋于稳定且吸光值略有降低。同样固定嗪反应温度，对加入硫酸铁铵后的系列温度（25、30、35、40、45）进行研究发现：温度在35以后吸光值增加变化不明显，趋于稳定。综合考虑两者温度，本试验最终选用最佳温度35。2.7反应时间对体系的影响反应时间影响嗪的生成，进而影响最终产物生成的含量：时间短，反应不完全，时间长，可能发生逆反应或分解等降低吸光度值。因此，恰当的时间对体系的产物吸光度值影响较大。因温度对嗪和最终产物都有影响，按照试验方法，只需改变反应时间，分别测定戊二醛溶液在35下放置3、5、10、20min时，加入硫酸铁铵5.00mL放置30min时测定吸光度值，反应体系在MBTH加入后5min吸光度值达最大值并保持基本变化，并以此为条件，改变加入硫酸铁铵后的反应时间分别为15、20、25、30、35、40、45 min，于605 nm处测定吸光度值，判定不同时间条件下的最佳显色时间：当体系温度保持在35时，反应时间保持30min时吸光度较大、随时间增加吸光度值变化较小，说明30min显色反应基本达到平衡。因此本实验最终选用最佳显色温度为35，最佳生成嗪时间为5min，最佳显色时间为30min。2.8干扰离子的影响本试验考察了样品可能含有的物质，发现在一定浓度下Na+、Cl-不对该体系产生影响，但是一定量甲醛会对吸光度产生影响，本试验通过试验发现在5倍量的甲醛对试验结果影响明显，不大于2倍时可忽略不计，因此本试验方法适用于不含甲醛或其含量较低的样品。孙光举 等：分光光度法测定消毒餐具和食品用纸容器中戊二醛的含量452023，32（3）福建分析测试技术交流2.9标准曲线按照优化条件对戊二醛标准溶液进行分析，得到系列吸光度值，以吸光度值对戊二醛浓度绘制标准曲线，线性回归方程：Y=0.464X+0.0319，相关系数R2=0.9986。其中X：戊二醛浓度：mg/L；Y：吸光度值。在 0.032mg/L1.280mg/L 浓度范围内，戊二醛与吸光度值线性良好。按照每100cm2表面积使用100mL蒸馏水的比例：浓度范围 0.0032mg/100cm20.1280mg/100cm2，线性回归方程：Y=4.64X+0.0319X：戊二醛浓度：mg/100cm2；Y：吸光度值，见图1。0.70.60.50.40.30.20.1000.020.040.060.080.10.120.14G#mg/100cm2y=4.6483x+0.0319R2=0.9986图1戊二醛标准曲线图Fig.1 Standard curve of Glutaraldehyde2.10检出限和测定低限仪器的检出限按标准曲线的最低点0.032mg/L。测定下限15按照公式C=3S/b计算：C表示方法的测定低限；S表示空白值标准偏差；b表示曲线的斜率，计算得到戊二醛测定低限为 0.050mg/L。按照每100cm2表面积使用100mL蒸馏水的比例，得到餐具和食品中纸制品的检出限为3.2g/100cm2，测定下限为5.0g/100cm2。2.11回收率和精密度试验在样品溶液中，分别加入系列储备液，配制成0.0064、0.0512、0.1024g/100cm2待测定溶液，每个浓度平行测定6次，样品浓度结果见表1，6次结果的相对标准偏差均小于5，加标回收率在90.6107.4之间，表明该方法具有较高的精密度和准确度。2.12样品的测定结合监督抽检样品、应用优化的方法对流通领域的消毒餐具和市场购买的纸质餐盒、一次性纸杯等进行戊二醛含量分析。采样方法按照GB 14934-2016标准要求，制成样品溶液。经计算结果显示戊二醛的含量均低于检出限。说明本地区的消毒餐表1精密度、回收率试验结果（n=6）Tab.1 Results of tests for precision and recovery（n=6）样品123样品浓度g/100cm2NDNDND加标量g/100cm20.00640.05120.1024加标测定浓度g/100cm20.00580.05040.1100加标回收率%90.698.4107.4RSD（N=6）%4.94.23.4具和市场流通的食品用纸容器没有受到戊二醛的污染。3结论本研究建立了分光光度法测定消毒餐具和食品用纸容器中戊二醛含量的分析方法。通过对条件的优化，可以对目标物戊二醛准确定性、定量，在优化条件下检出限为 3.2g/100cm2，测定下限为5.0g/100cm2，R2=0.9986。通过优化条件提高了戊二醛分析的灵敏度、分析过程有机溶剂少、试剂消耗少、仪器设备简单、普及，较大程度减少了环境污染，该方法可应用于消毒餐具和食品用纸容器中戊二醛的检验检测。参考文献1 韩津生.戊二醛的检测研究进展J.环境与健康杂志，2005，22（4）：319-320.2 戴金兰，尹洪雷，林柏玲等.紫外分光光度法测定皮革中的戊二醛含量J.西部皮革，2010，32（3）：38-41.3 吴兹景.紫外分光光度法测定戊二醛含量J.中国药业，2003，12（6）：44.4 王鑫瑞，严文保，程终发等.酚试剂分光光度法测定水中微量戊二醛J.环境与职业医学，2015，32（1）：82-85.5 尹洪雷，毛树禄，戴金兰等.气相色谱法测定皮革中的戊二醛含量J.皮革科学与工程，2012，22（1）：56-60.6 韩津生，袁爱红，刘香葵等.气相色谱法测定消毒液中戊二醛含量J.中国消毒学杂志，2003，20（3）：224-225.7 纪双利，宋新，杨丽等.气相色谱法测定消毒液中的戊二462023，32（3）醛J.中国卫生检验杂志，2008，18（8）：1564-1565.8 周晓霜，徐桂英.气相色谱法定量分析戊二醛的含量J.辽宁师范大学学报（自然科学版），2003，26（1）：68-69.9 王妙飞，郭新东，杜志峰等.高效液相色谱法快速分析口香糖中戊二醛的残留量J.现代食品科技，2007，23（12）：80-82.10 林建红，徐小平，王艳丽等.HPLC法测定稀戊二醛溶液中戊二醛含量J.北方药学 2014，11（4）：2-3.11 张丹，雎超霞.高效液相色谱法测定消毒剂中戊二醛和邻苯二甲醛的含量J.江苏预防医学，2020，31（3）：245-247.12 乔茜，王月红，潘小萍等.液相色谱串联质谱法测定水中戊二醛的含量J.给水排水，2020，46：393-396.13 韩志宇，詹未，蒋黎娜等.正交试验优化-顶空固相微萃取-气相色谱-串联质谱法测定水中戊二醛J.分析试验室，2020，39（2）：240-244.14 GB 14934-2016，食品安全国家标准 消毒餐（饮）具S，中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会，2017.15 GB 27404-2008，实验室质量控制规范 食品理化检测S，中国国家标准化委员会，2008.本刊加入期刊数据库的声明为了实现期刊编辑、出版工作的网络化，本刊现已加入 万方数据数字化期刊群、中国学术期刊（光盘版）、中文期刊全文数据库、中文科技期刊数据库、CEPS中文电子期刊服务数据库 等网络数据库，凡被本刊录用的稿件将同时通过因特网进行网络出版或提供信息服务。论文的复制权、发行权、信息网络传播权、翻译权、汇编权等权利在全世界范围内转让给本刊。有不同意者，请另投它刊或特别声明需另作处理。福建分析测试 编辑部2023年5月孙光举 等：分光光度法测定消毒餐具和食品用纸容器中戊二醛的含量47