单扫描极谱法测定牛奶中三聚氰胺的质量浓度

韦彬菡，魏小平，梁青梅，李建平

（桂林理工大学 化学与生物工程学院，广西 桂林 541004）

单扫描极谱法测定牛奶中三聚氰胺的质量浓度

韦彬菡，魏小平，梁青梅，李建平

（桂林理工大学 化学与生物工程学院，广西 桂林 541004）

建立了单扫描极谱测定牛奶中三聚氰胺的定量分析方法。在浓度为0.12 mol/L的NaOH和浓度为0.16 mol/L的KCl底液中，三聚氰胺于-0.5 V（vs.Ag/AgCl）出现灵敏的极谱还原峰，三聚氰胺质量浓度在6.3×10-3～1.26 mg/L范围内与导数峰高呈线性关系，检出限1.73×10-3mg/L。该方法简便快捷，已用于牛奶中三聚氰胺质量浓度的测定，回收率为96.7%～106.6%。

单扫描极谱法；三聚氰胺；牛奶

0 引 言

三聚氰胺是一种化工原料，在高温下会分解放出氰化物。因分子中含有较多的氮原子，不法商贩将其添加在食品中以造成蛋白质含量检测结果较高的假象。婴儿食用添加三聚氰胺的奶粉，不但导致营养缺乏，且容易形成结石。因此建立微量三聚氰胺的简便、快速、灵敏分析方法很有意义。迄今奶制品中微量三聚氰胺的推荐分析方法主要是液相色谱法[1-5]、液相色谱-串联质谱法[6，7]、气相色谱-质谱法[8]、离子色谱法[9]、毛细管电泳法[10]等。但这些方法测定成本高，仪器操作复杂，不利于三聚氰胺的快速测定。利用极谱法测定食品中三聚氰胺的质量浓度未见报道。本文发现，三聚氰胺在碱性溶液中可在滴汞电极上产生特征还原峰，据此建立了测定微量三聚氰胺的分析方法，并测定了牛奶样品中三聚氰胺质量浓度。该法简便、快速、成本低，仪器简单，极实用价值。

1 实 验

1.1 仪器及试剂

MP-2型溶出分析仪，采用三电极系统，工作电极为滴汞电极，Ag/AgCl电极为参比电极；铂丝电极为辅助电极。

三聚氰胺标准溶液的配制：准确称取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，摇匀，即得1.26×103mg/L的三聚氰胺储备液。实验中其他系列浓度的三聚氰胺溶液皆由该储备液稀释而来。

所用试剂都为分析纯，实验用水为蒸馏水。

1.2 方法

在浓度为0.12 mol/L的NaOH和浓度为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标准溶液，用水稀释至刻度，取部分溶液转移至10 mL小烧杯中，在示波极谱仪上于-0.1～-1.0V范围内作阴极化线性扫描，敲击延时为5 s，步延时为5 ms，灵敏度为9，以不加三聚氰胺的底液做空白，记录一阶导数极谱图，读取-0.5 V处还原峰高（如图1）。

2 结果与讨论

2.1 条件实验

2.1.1 反应介质的选择

分别实验了三聚氰胺在HCl，H2SO4，HNO3等酸性介质以及NaOH中的阴极化过程。结果表明，三聚氰胺在碱性介质中可产生稳定、灵敏且峰形良好的还原峰。考察了氢氧化钠用量对极谱波的影响，发现浓度为4 mol/L的NaOH用量为0.2～0.4 mL时，峰电流先随碱度的增大而增高，随后趋于恒定，当NaOH浓度大于0.4 mol/L时峰电流开始减小 （如图2）。实验中选择NaOH用量为0.3 mL（浓度为0.12 mol/L）。

分别考察了NaOH溶液、KCl溶液以及NaOH和KCl同时存在时三聚氰胺的还原峰，如图2所示，三聚氰胺在浓度为0.12 mol/L的NaOH和浓度为0.16 mol/L的KCl底液中呈现最好的峰形，且随着三聚氰胺浓度的增加，其峰值也增大。最终选择浓度为0.16 mol/L的KCl溶液与浓度为0.12 mol/L的NaOH作为最佳配比。

2.1.2 测定温度的影响

实验了温度对峰高的影响，结果发现在9～13℃时，温度系数为0.0145%/℃；13～19℃，温度系数为0.008%/℃；19～25℃，温度系数为0.0145%/℃；25～31℃，温度系数为0.0092%/℃；温度31～37℃，温度系数为0.020%/℃，且在9～37℃范围内随着温度的升高，峰高增大，说明该极谱为扩散波。另外实验中应适当控制温度，综合各种影响因素，实验选择在室温条件下进行。

2.1.3 扫描速度的影响

利用悬汞电极改变扫描速度进行实验，结果表明，在25～400 mV/s范围内，随着扫描速度的增加，峰电流值的平方根呈线性增大，说明该极谱波受扩散控制。

2.1.4 反应时间及伏安曲线的稳定性

在室温条件（25℃）下，取一定量的三聚氰胺溶液，加入浓度为0.8 mol/L的KCl溶液2 mL，浓度为4 mol/L的NaOH溶液0.3 mL，稀释至10 mL，摇匀，立即进行扫描，随后每隔2 min扫描1次，记录其峰值的变化（如图3）。结果表明，反应时间为10 min时，峰高即达到最大值，反应时间再延长至120 min，峰高基本保持恒定。因此，选择反应时间为10 min。

在上述的实验条件下，按实验方法在不同时间对体系3.78×10-3mg/L三聚氰胺进行测定，结果表明峰高至少在2 h之内基本不变，说明体系具有良好的稳定性。

2.2 工作曲线

在选定的实验条件下，三聚氰胺质量浓度在6.3×10-31.26 mg/L范围内（即浓度为5×10-81×10-5mol/L）与极谱波波高呈线性关系，线性回归方程：ΔH=30.873C-7.640（mol/L），相关系数r=0.9997；根据3s/K法计算得到本法检出限为1.73×10-3mg/L。对质量浓度为5.04×10-1mg/L三聚氰胺溶液行11次测定，计算的相对标准偏差为0.52%，可见，本法的精密度较好。峰电流值随三聚氰胺质量浓度的变化如图4所示（浓度为0.12 mol/L的NaOH和浓度为0.16 mol/L的KCl）。

2.3 干扰离子的测定

考察了一般牛奶中常见的一些营养元素和氨基酸对三聚氰胺测定的影响，结果表明，给定相对误差为±3%时，下列物质共存时对三聚氰胺测定不产生干扰 （ 倍 数 ）：Al3+（500），Cu2+（500），Fe3+（1000），Ca2+（1000），Mg2+（500），组氨酸（500），脯氨酸（500），天冬氨酸（300）和色氨酸（300）。

2.4 反应机理

2.4.1 循环伏安法实验

三聚氰胺在悬汞电极上的扫描图表明只有还原峰，阳极化回扫时无对应的氧化峰出现，证明该反应不可逆。

2.4.2 电子转移数及质子数的确定

以上实验表明，该极谱波为不可逆扩散波，线性扫描导数波正负峰之间的电位差为

Epp=1.925 RT/αnF

式中：R为气体常数，T为绝对温度，F为法拉第常数，α是界面反应表观转移系数，n是电子转移数，T=289K）。根据图1测得Epp值为0.05V，求得两电极反应αn=0.98，若=0.5，则电极反应电子转移数n≈2。

此外，根据峰电位随pH值变化的直线斜率，按照Nernst方程dEp/d pH=-2.303 RTm/αn F,根据Ep=K–（2.303 RTm/αnF）pH，测得dEp/dpH=-0.0475，求得参加反应的质子转移数m约为1。

2.4.3 反应机理的确定

综上所述，三聚氰胺（A）在碱性溶液中首先发生氧化反应，即被空气中的氧氧化为产物B，产物B在汞电极上发生电还原，产生本文所示的还原峰，生成电极反应产物C，C再进一步发生聚合反应，生成更稳定的产物。反应方程式为

3 样品的测定

以某品牌牛奶作为待测样品，按实验方法进行测定，利用工作曲线法计算三聚氰胺质量浓度，同时做加标回收实验，结果如表1所示。

表1 回收率的测定结果

由表1可以看出，加标回收率为97.5%～106.6%，结果令人满意。

4 结 论

实验证明，三聚氰胺在pH＝10左右的溶液中，静置10 min后，用单扫描极谱法进行扫描时可在-0.5V处呈现良好的还原峰型，用此方法可以检测牛奶中三聚氰胺的质量浓度。

[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]何乔桑，刘敏芳，黄丽英，等.高效液相色谱法测定奶粉和液态奶中的三聚氰胺[J],色谱,2008,6（11）：752-754.

[4]宫小明，董静，孙军，等.HPLC法测定植物性原料中三聚氰胺[J].食品科学,2008,29（4）：321-323.

[5]王浩,刘艳琴,曹红，等.固相萃取与高效液相色谱联用测定宠物食品中三聚氰胺[J],分析化学,2008,36（2）：273.

[6]丁涛，徐锦忠，李健忠，等.高效液相色谱-二极管阵列检测法及高效液相色谱-电喷雾串联质谱法测定植物源性蛋白中残留的三聚氰胺[J].色谱,2008,26（1）：6-9.

[7]李爱军，张代辉，马书民，等.液相色谱-串联质谱法测定饲料中三聚氰胺残留[J].分析化学,2008,5（5）：699-701.

[8]吴惠勤，黄芳，林晓珊，等.气相色谱-质谱法测定奶粉及奶制品中的三聚氰胺[J].分析测试学报，2008,27（10）：1044-1048.

[9]李建华，何强,孔祥虹,等.固相萃取-离子交换色谱法测定植物提取物中三聚氰胺[J].分析试验室,2008,27（10）：93-95.

[10]饶钦雄，童敬，郭平，等.高效毛细管电泳法测定牛奶和奶粉中残留的三聚氰胺[J].色谱，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

广西科学研究与技术开发计划项目资助（桂科能0842003）。

韦彬菡（1987-），女，本科，从事工业分析方面的研究。

李建平