离子色谱法测定乳及乳制品中硫氰酸根含量

李红敏，陈霞，王静，赵爽

（新疆农垦科学院农业部食品质量监督检验测试中心，新疆石河子832000）

离子色谱法测定乳及乳制品中硫氰酸根含量

李红敏，陈霞，王静，赵爽

（新疆农垦科学院农业部食品质量监督检验测试中心，新疆石河子832000）

建立乳及乳制品中硫氰酸根的离子色谱分析方法。样品经提取净化后，采用Dionex IonPac AS11-HC阴离子分析柱进行分离，电导检测器进行检测，梯度洗脱，外标法定量。结果显示：硫氰酸根质量浓度在0.10μg/mL～5.0μg/mL范围内线性关系良好。硫氰酸根在不同添加水平中平均回收率为85.3%～110%，相对标准偏差为2.36%～4.52%，检出限为纯牛奶中0.19mg/kg，乳粉中1.55mg/kg。

硫氰酸根；离子色谱；乳及乳制品

硫氰酸盐是硫氰酸根离子SCN-所成的盐，常见的包括无色的硫氰酸钾、硫氰酸钠、硫氰酸铵和硫氰酸汞。当在牛乳中添加一定量的过碳酸钠和硫氰酸钠后，过氧化氢会将硫氰酸根离子氧化成为亚硫氰酸，亚硫氰酸离子会特异性地与细菌体表面游离的巯基基团反应，进而使细菌必需的代谢酶失去活性，从而阻断了细菌的代谢繁殖，因此能够对生鲜乳起到保鲜防腐的作用[1]。然而，硫氰酸盐对健康有一定的损害。它可抑制体内甲状腺对碘的吸收，造成碘缺乏进而造成甲状腺肿大[2]。另外，它在体内释放的氰根离子能很快与细胞色素氧化酶中的三价铁离子结合，抑制该酶的活性，使组织不能利用氧，导致不同程度的中毒症状。2008年12月卫生部发布的第一批“违禁及滥用食品添加剂品种名单”中明确规定，乳及乳制品中硫氰酸钠属于违法添加物质。乳制品中硫氰酸根的检验方法较多，有分光光度法[3]、电位滴定法[4]、动力学光度法[5]和离子色谱法[6]等。离子色谱（IC）由于其具有选择性好、灵敏度高、快速、简便，可同时测定多个组分等优点已被广大用户所接受并普遍使用，本文旨在建立电导检测器阴离子交换色谱测定硫氰酸根的方法，达到有效监控乳及乳制品中硫氰酸根含量的目的。

1 材料与方法

1.1 试剂与材料

硫氰酸钾：KSCN，纯度>98.5%，ANPEL科学仪器有限公司-上海；冰乙酸：分析纯，天津市致远化学试剂有限公司；实验用水均为超纯水：电阻率18.25MΩ·cm。

固相萃取小柱：ProElutC18柱（500mg/6mL，30/pk），使用前依次用5mL甲醇和10mL水活化；SPEAg/Na复合柱（1.0 cc），使用前用20mL超纯水活化，静置0.5h后使用。

所有玻璃器皿使用前均需要依次用2 mol/L氢氧化钾和水分别浸泡4 h，然后用水冲洗3次～5次，晾干备用。

1.2 仪器与设备

ICS-5000型离子色谱仪：美国戴安公司；配有淋洗液自动发生装置、电导检测器、抑制器（ASRS-4mm）及Chromeleon 6.80中文版色谱工作站；优普超纯水制造系统：成都超纯科技公司；AllegraTM25Rcentrifμge离心机：美国热电公司；超声波清洗仪（型号250LH）：上海科导超声仪器有限公司；食物粉碎机、电子天平：上海梅特勒－托利多仪器有限公司。

1.3 色谱条件

色谱柱：DIONEX IonPac AS11-HC（4×250mm）分析柱，IonPac AG11-HC保护柱（4mm×50mm），以及DIONEX IonPac AS16（4×250mm）分析柱，IonPac AG16保护柱（4mm×50mm）；淋洗液：KOH淋洗液梯度淋洗；流速1.0mL/min；外接水模式抑制器抑制模式，抑制器：ASRS-4mm，电流175mA；系统压力：约1 600 psi；电导检测器温度：35℃；柱温：30℃；进样体积：50μL。梯度淋洗条件见表1。

1.4 样品处理

1.4.1 液体乳样品

称取纯牛奶样品5.00 g于50mL容量瓶内，加入超纯水40mL，摇匀，超声30min，加入3%冰乙酸溶液，于4℃冰箱中放置20min，取出放置至室温，加水稀释至刻度。样液经滤纸过滤，取上清液通过0.22μm水相针式滤器，过C18柱去除脂肪，弃去前面3mL洗脱液，收集后面的洗脱液过Ag/Na复合小柱以消除氯离子和金属离子的影响，收集最后的洗脱液于离子色谱专用进样瓶中待测。

1.4.2 乳粉样品

称取乳粉样品2.00 g于50mL容量瓶内，加入40mL超纯水溶解，以下同1.4.1操作。

1.5 标准曲线及检出限

硫氰酸根标准溶液的配制：准确称取于80℃烘箱内烘干2 h的硫氰酸钾标准品1.673 2 g置于1 000mL容量瓶中，用超纯水配置为1 000mg/L标准工作液。取硫氰酸钾的标准工作液1.00mL于100mL容量瓶中，用超纯水稀释为10.0mg/L标准工作液，并逐级稀释成5.0、2.0、1.0、0.50、0.20、0.10mg/L系列标准工作液，在选定的色谱条件下测定，以进样质量浓度为横坐标、峰面积为纵坐标，进行线性回归计算，得到硫氰酸根的线性方程和相关系数。计算3倍噪信比（S/N≥3）和10倍信噪比（S/N≥10）时所对应的样品质量浓度，分别作为方法的检出限（LOD）和定量限（LOQ）。

1.6 方法回收率及精密度实验

采用对阴性样品进行加标回收试验来考察方法的准确度和精密度，即对本底不含硫氰酸根的阴性纯牛奶样品和婴幼儿乳粉样品，分别添加相当于0.1、0.5、5.0mg/kg的硫氰酸根标准溶液，按照1.4节进行样品前处理，在1.3节的色谱条件下测定，计算样品加标回收率。每个添加水平连续重复进样6次，测得各组分的峰面积，计算其相对标准偏差。

2 结果与分析

2.1 蛋白质沉淀剂的优化

由于离子色谱法分离、测定乳制品的难点在于乳制品中高浓度的脂肪和蛋白带来的基质干扰，残留多余的脂肪和蛋白与淋洗液KOH发生皂化反应，导致基线产生较大波动并影响色谱柱的分离效果，对色谱柱寿命也有不利影响，进而影响试验结果[7]。查阅相关文献，沉淀剂的选择主要包括以下几种：3%乙酸[8]、乙腈[9]、丙酮[10]等有机溶剂以及乙酸锌和亚铁氰化钾等。首先乙酸锌和亚铁氰化钾适用于常规分析中的去除蛋白，它们本身在电导检测器都会有很高的电导值响应，对离子色谱的分析干扰比较大，所以考虑使用有机试剂。实验表明3%乙酸和乙腈的沉淀效果都很好，但是由于乙腈的毒性较大，本着操作安全，毒性小，对操作人员影响小的原则，本实验选择3%乙酸作为去除蛋白的沉淀剂。

2.2 离子色谱柱的选择

通过查阅相关文献，本方法比较采用了美国戴安公司IonPac AS11-HC（4×250mm）分析柱、IonPac AS16（4×250mm）分析柱检测硫氰酸根，离子色谱条件参照1.3，检测结果分别见图1。

比较以上2张色谱图发现，IonPacAS16（4×250mm）离子色谱柱对于硫氰酸根的分离效果不是十分理想。因为AS11-HC与AS16的柱填料都是大孔的乙基乙烯基苯-二乙烯基苯（EVB-DVB）聚合物[11]，但是AS11-HC的柱容量比AS16大，乳胶交联度和疏水性比AS16高，所以AS11-HC在分离硫氰酸根时峰型尖锐对称，能够满足样品定性定量的检测要求。

2.3 标准曲线及检出限

采用外标法定量，在上述仪器条件下进行测定，以离子色谱峰面积y对质量浓度x绘制标准曲线，见图2。

硫氰酸根在0.10μg/mL～5.0μg/mL范围内线性关系良好，线性方程为y=0.432 6x-0.018 41相关系数均为0.999 8。以信噪比3∶1确定检出限，硫氰酸根在纯牛奶中的检出限为0.19mg/kg，在乳粉中的检出限为1.55mg/kg。以信噪比10∶1确定定量限，硫氰酸根在纯牛奶中的定量限为0.627mg/kg，在乳粉中的定量限为5.12mg/kg。

2.4 方法回收率及精密度实验

按照1.6的方法进行回收率和精密度实验，样品加标回收率见表2。

结果显示，在不同加标水平下，硫氰酸根回收率为85%～110%，相对标准偏差≤5.0%。

2.5 实际样品的测定

利用本方法对超市中采购的各品牌的纯牛奶共计6个样品，以及成人家庭装奶粉和婴幼儿配方奶粉各3个样品进行了检测，检测结果见表3。

由表3可见，在纯牛奶样品中检出的硫氰酸根含量都很低，而在乳粉中则是婴幼儿配方乳粉中的硫氰酸根含量偏低，成人家庭装乳粉中含量较高。而天然硫氰酸根的含量受奶牛品种、个体、饲养类型等因素影响，因而有很大差异，健康奶牛的奶中平均含硫氰酸根0.90mg/kg，范围为0.40mg/kg～22mg/kg[12]。由于奶粉经过浓缩而得，其天然存在的硫氰酸根含量会相应提高。样品图谱见图3。

3 结论

本试验通过对样品的前处理和离子色谱法的色谱条件进行优化和改进，硫氰酸根的分离效果较好，精密度和回收率均符合分析要求，干扰小，毒性低，对操作人员的健康影响小，可为乳及乳制品中硫氰酸根的快速测定提供参考。

[1]顾欣,黄士新,李丹妮,等.乳中硫氰酸盐对人类健康的风险评估[J].中国兽药杂志,2010,44(9):45-49,52

[2]孟利.高效阴离子交换色谱法测定生鲜乳中硫氰酸盐的含量[J].食品科学,2010,31(6):227-229

[3]李卫群,单胜艳.分光光度法测定乳与乳制品中硫氰酸钠的含量[J].中国食品添加剂,2010(3):240-243

[4]曾云龙,唐春然.直接电位法测定工业废水中的硫氰酸根离子[J].分析实验室,2001,20(3):66-68

[5] 王丹慧,高娃,李梅.原料乳中硫氰酸钠掺假定性检测方法[J].中国乳品工业,2008,36(7):57-58

[6]杨一刚.离子色谱测定乳制品中硫氰酸钠含量[J].食品工程,2012 (2):55-57

[7]胡桂林,薛志清,张河霞,等.气相色谱法测定牛奶和奶粉中的硫氰酸盐[J].中国乳品工业,2010,38(10):54-56

[8]中华人民共和国卫生部.GB 5009.33-2010,食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定[S].北京:中国标准出版社,2010

[9]崔晓青,姜芳,刘江梅,等.离子色谱检测乳制品亚硝酸盐及硝酸盐前处理乙腈和乙酸沉淀法对比研究[J].轻工科技,2013,179 (10):19-20

[10]杨丽婧,梁琪.,离子色谱法测定乳粉中硫氰酸钠前处理方法的研究[J].青海大学学报:自然科学版,2013,31(2):32-34

[11]牟世芬,刘克纳.离子色谱方法及应用[M].北京:化学工业出版社, 2004:16-17

[12]李静,王雨,梁立娜.混合模式色谱柱离子色谱法同时测定奶粉中的碘离子和硫氰酸根[J].色谱,2010,128(4):422-425

Determination of Root Thiocyanate Content in Milk and Milk Powder by Ion Chromatography

LIHong-min，CHENXia，WANG Jing，ZHAOShuang
（Food Quality Supervision and Testing Center of Ministry of Agriculture，Xinjiang Academy of Agricultural Reclamation Science，Shihezi832000，Xinjiang，China）

A method was established to determine Root thiocyanate content in milk and milk powder by IonChromatography. The samples were separated with an Dionex IonPac AS11 -HC anion analysis column bygradient elution after extraction and purification， then detected by conductivity detector， and quantified byexternal standard method. A good linear relationship was established in the Root thiocyanate concentration rangeof 0.10 μg/mL-5.0 μg/mL. The recovery rates of Root thiocyanate from different spiked samples were in therange of 85.3 %-110 % with relative standard deviations （RSD） of 2.36 %-4.52 %.The limit of detection forRoot thiocyanate in the pure milk was 0.19 mg/kg， in the milk powder was 1.55 mg/kg.

Root thiocyanate；Ion Chromatography；milk and milk powder

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.07.020

2014-09-02

国家科技支撑项目（2012BAD43B03）

李红敏（1981—），女（汉），实验师，本科，研究方向：食品质量安全检测与色谱分析。