催化动力学光度法测定肉制品中痕量亚硝酸盐
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摘要：在酸性介质中，高碘酸钠能氧化结晶紫，亚硝酸根离子能催化该反应。据此建立了一个线性范围为4.0×10-3～3.5×10-1 mg/L，线性回归方程为A=0.634 9C+0.102 8，相关系数为 0.999 1，检测限为1.3×10-3 mg/L的亚硝酸根离子催化动力学分析方法，该方法用于检测肉制品中痕量亚硝酸盐的含量，结果十分满意。
关键词：催化动力学；亚硝酸盐；肉制品；测定
中图分类号：O657.31 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）21-5311-03
Determination of Trace Nitrite in Product of Meat by Catalytic Kinetic Spectrophotometry
XING Jian-huaa，XIN Jian-haoa，ZHANG Shou-renb，YUAN Wen-jinga
（a.School of Medicine；b.Institute of Nano-structured Functional Materials， Huanghe Science and Technology College，
Zhengzhou 450063，China）
Abstract： Sodium periodate can oxidize crystal violet in acidic media， and nitrite ion can catalyze this reaction， which provides a method for determining content of nitrite ion. The linear equation A=0.634 9 C+0.102 8（R2=0.999 1） was achieved with the linear range of nitrite ion of 4.0×10-3～3.5×10-1 mg/L， and the limit of determination was 1.3×10-3 mg/L. The method was applied to the determination of trace nitrite ion in meat products with satisfactory results.
Key words： catalytic kinetic； nitrite； meat product； determination
亚硝酸盐是肉类食品加工中常用发色剂，肉制品由于使用亚硝酸盐呈鲜艳的亮红色。同时，亚硝酸盐也是一种防腐剂，它可抑制微生物的增殖，尤其对肉毒杆菌具有特殊抑制作用，使食品具有独特风味。但亚硝酸盐对人体有一定毒性，摄取过多亚硝酸盐，可使血液中正常的血红蛋白（Fe2+）转变成高铁血红蛋白（Fe3+）而失去携氧功能，导致神经缺氧使人患高铁血红蛋白症。亚硝酸盐还可与人和动物摄入的仲胺等结合，转化成强致癌物——亚硝酸铵，从而诱发消化系统癌变。因此，必须控制肉制品中的亚硝酸盐含量。测定亚硝酸根的方法较多，主要有分光光度法[1]、催化光度法[2，3]、电化学法[4]、毛细管电泳法[5-7]、色谱法[8-10]及流动注射法[11，12]等。在酸性条件下，亚硝酸根离子能够催化高碘酸钠氧化结晶紫，且在一定浓度范围内，反应速度与亚硝酸根离子浓度成线性关系，据此建立了测定亚硝酸盐的方法。该方法用于测定肉制品中痕量的亚硝酸盐，操作简便、设备简单、灵敏度高，结果满意。
1 材料与方法
1.1 主要仪器与试剂
7230G型可见分光光度计（上海菁华科技仪器有限公司）； TU-1810型紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）；电子恒温水浴锅（上海科析试验仪器厂）。
0.5 g/L结晶紫溶液： 称取甲结晶紫0.125 g，用95%乙醇溶解并定容至250 mL；0.05 mol/L高碘酸钠溶液：称取高碘酸钠10.7 g， 加水溶解，定容至1 000 mL；1 mg/L亚硝酸盐标准溶液：称取110 ℃干燥4 h的亚硝酸钠1.000 g加水溶解，定容至100 mL，再量取10 mL加水定容至100 mL，配制成含亚硝酸钠1 000 mg/L 的溶液为贮备液，使用时稀释成含亚硝酸盐1 mg/L的溶液；1 mol/L磷酸溶液：取98%浓磷酸溶液10 mL，加水稀释至100 mL；饱和硼砂溶液：称取5 g硼砂溶于100 mL热水中；1.0 mol/L硫酸锌溶液：称取28.76 g七水硫酸锌溶于100 mL水中。试验用水为二次蒸馏水，试剂均为分析纯。
1.2 试验方法
在50 mL比色管中，加入1 mol/L磷酸溶液0.5 mL、0.5 g/L结晶紫溶液0.5 mL、0.05 mol/L高碘酸钠溶液0.5 mL及不同体积的1 mg/L亚硝酸盐标准溶液，加水稀释至50 mL，摇匀，将其置于70 ℃恒温水浴中加热18 min，取出放入冰水中冷却5 min以终止反应，在587 nm波长处分别测其吸光度（A）。以同样方法测定非催化体系的吸光度（A0），A=A0-A。
称取经绞碎的肉制品试样10.00 g置500 mL烧杯中，加入硼砂饱和溶液25 mL，搅拌均匀后加入300 mL 70 ℃以上的热水，置沸水浴中加热20 min，在轻轻摇动下滴加硫酸锌溶液3 mL以沉淀蛋白，冷却至室温后转移至500 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。移至1 000 mL烧杯中，离心15 min后静置10 min，除去上层脂肪，过滤。弃去初滤液，量取滤液2 mL，置50 mL比色管中，加0.1 mol/L氟化铵 1 mL，按上述试验方法进行测定。
2 结果与分析
2.1 吸收光谱及测定波长的确定
按试验方法得到的溶液用TU-1810紫外可见分光光度计进行光谱扫描，所得吸收光谱如图1。由吸收光谱图可知，无氧化剂体系、非催化体系及催化体系的吸收光谱曲线形状基本相同，最大吸收峰均在587 nm。故选择587 nm为测定波长。
2.2 反应条件的选择
2.2.1 酸介质选择 在其他条件不变的情况下，分别以1 mol/L的磷酸、盐酸、硫酸、硝酸为反应介质进行试验。结果表明，采用磷酸为反应介质A最大。选用磷酸溶液为反应介质。
2.2.2 酸用量选择 试验考察了磷酸溶液的用量分别为0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1 mL时对测定的影响。结果表明，磷酸溶液用量为0.5 mL时A最大，选择磷酸溶液用量为0.5 mL。
2.2.3 结晶紫溶液用量选择 考察了结晶紫溶液的用量分别为0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1 mL时对测定的影响。结果显示，A随着结晶紫溶液用量的增加而增大，但吸光度过大将产生较大误差，吸光度在 0.2～0.7之间较佳。结晶紫溶液用量0.5 mL时可较好地达到要求，因而选择结晶紫的用量为0.5 mL。
2.2.4 高碘酸钠溶液用量选择 考察了高碘酸钠溶液用量分别为0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1 mL时对测定的影响。结果显示，高碘酸钠溶液用量为0.5 mL时，A最大，所以选择高碘酸钠的用量为0.5 mL。
2.2.5 反应温度选择 考察了对反应温度测定的影响。结果发现， 随着反应温度的升高，反应速度加快。当温度高于90 ℃时，由于非催化体系反应速率的加速，使A值下降。综合反应易控等因素，试验选择反应温度70 ℃恒温水浴，随后用冰水冷却5 min以终止反应。
2.2.6 加热时间选择 在其他条件相同的情况下，测定不同加热时间对A的影响，在加热时间为18 min时，A值最大，故确定加热时间为18 min。
2.3 干扰试验
移取1 mg/L亚硝酸钠标准溶液2 mL，考察了一些常见离子对测定结果的影响。当相对误差在
±10%以内时，下列离子不存在干扰（以倍数计）：K+（1 000）、Na+（1 000）、Ca2+（100）、Zn2+（1 000） 、Mg2+（50）、Cu2+（10）、Fe3+（1）、HCO3-（2 000）、SO42-（1 000）、Cl-（1 000）。从结果可以发现，Fe3+干扰比较严重，样品测定时，需将Fe3+掩蔽后再进行测定。
2.4 工作曲线
研究了A在亚硝酸盐标准溶液不同浓度时的测定值，结果见图2。由图2可知，亚硝酸盐的质量浓度在4.0×10-3～3.5×10-1 mg/L间与A成良好的线性关系。其线性回归方程为A=0.634 9C+0.102 8，相关系数为R2=0.999 1。测定11次空白溶液，其标准偏差为0.034，由此计算出该方法检测限为1.3×10-3 mg/L。
2.5 样品的前处理及亚硝酸盐含量的测定
按上述方法对样品进行测定，并用GB/T 5009.33-2008中的分光光度法进行对照，结果见表1。
2.6 回收率测定
按标准加入法进行回收率试验，结果见表2。测定结果表明，方法精密度较高，准确度较好。
3 小结与讨论
以磷酸溶液为反应介质，根据亚硝酸根离子可以催化高碘酸钠氧化结晶紫反应，建立了催化动力学测定亚硝酸根离子的方法，亚硝酸盐浓度在4.0×10-3～3.5×10-1 mg/L内与A具有良好的线性关系，其线性回归方程为A=0.634 9C+0.102 8，相关系数为0.999 1。该方法具有设备简单、灵敏度高等特点，用于肉制品中痕量亚硝酸根离子测定时，取得了满意的结果。该方法用于测定肉制品中的亚硝酸根离子时，由于铁离子存在干扰，可在样品处理时加入氟化铵，屏蔽铁离子后测定。
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