一种检测食品中违禁添加剂乌洛托品的电化学方法

摘要

本发明涉及一种检测食品中违禁添加剂乌洛托品的电化学方法，分别将工作电极碳糊电极、参比电极饱和甘汞电极、对电极铂片同时插入pH为6的含一系列不同浓度乌洛托品标准溶液的0.1mol·L-1PBS缓冲溶液中进行差分脉冲伏安法扫描，得到乌洛托品的氧化峰电流值，该氧化峰电流值与乌洛托品的浓度具有良好的线性关系，再按照同样的方法测得样品溶液的氧化峰电流值，根据标准曲线和相应的线性回归方程得到样品中乌洛托品的浓度，该方法操作简单，方便快速，检测成本低，同时实现了对乌洛托品的直接检测。

说明书

技术领域

本发明涉及食品检测技术领域，特别涉及一种检测食品中违禁添加剂乌洛 托品的电化学检测方法。

背景技术

乌洛托品（HMTA)别名六亚甲基四胺，它可作为缓蚀剂、固化剂、防缩剂 和杀菌剂等。乌洛托品本身是低毒的，但在弱酸的条件下，乌洛托品能分解出 具有毒性的甲醛，同时甲醛在体内还可还原为甲醇，故也表现出甲醇的毒理作 用。对人体的肾、肝、中枢神经、免疫功能、消化系统等均有损害。

由于近年来，国内多次报道从腐竹、粉丝、米线、水产品等食品中检测出 乌洛托品而引起一系列的食品安全事件，因此乌洛托品早已被列为《食品中可 能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂名单》中，被明文禁止添加到 食品当中或加工食品过程中使用。

目前国内外有关乌洛托品的检测方法主要有中和法、奈氏比色法、非水滴 定法、紫外分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法、反相高效液相色谱法 法等，上述的方法中或操作复杂或使用了昂贵的仪器。马淮凌等（马淮凌，徐茂 田，宋胜梅等.β-环糊精-H₂O₂存在下极谱催化法测定六次甲基四胺[J]，分析试验 室，2005,7(7):32～34）曾报道过乌洛托品是一种非电活性化合物，单独存在时， 不能用电化学方法直接测定，β-环糊精-H₂O₂存在下，采用极谱催化法测定六次 甲基四胺。而周长利等（周长利，罗川南，寿崇琦等.环糊精-六次甲基四胺超分子 络合物电化学研究及应用[J]，分析化学，2003,5(5):566～568）研究了环糊精与六 次甲基四胺超分子络合物电化学行为。上述的电化学方法都是通过乌洛托品与 β-环糊精形成超分子络合物从而间接检测乌洛托品，同时使用的滴汞电极会对环 境造成污染。所以，建立快速简单直接的方法测定食品中乌洛托品的含量是十 分有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对目前检测违禁添加剂乌洛托品方法操作复 杂，成本较高等问题，提供一种操作简单，方便快速，检测成本低，同时可对 乌洛托品直接检测的电化学方法。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种检测食品中违禁添加 剂乌洛托品的电化学方法，其特征是包括以下步骤：

（1）工作电极的制备

准确称取质量比为97:3的石墨粉和切片石蜡于烧杯中，加热至石蜡完全熔 融，同时用玻璃棒不断搅拌使两者混合均匀，待冷却至室温后，将上述混合物 填入电极中，将电极表面压紧并磨光后，用去离子水冲洗干净后即得工作电极 碳糊电极；

（2）标准曲线的绘制

将步骤（1）中的工作电极碳糊电极、参比电极饱和甘汞电极和对电极铂片 同时插入pH为6的含一系列不同浓度乌洛托品标准溶液的0.1mol·L^-1PBS缓冲 溶液中进行电化学测试，在相同的测试条件下，记录每一个浓度所对应的峰电 流值并绘制成标准曲线，进而得到相应的线性回归方程；

（3）样品的测定

取2.0mL待测样品溶液，在pH为6的0.1mol·L^-1PBS缓冲溶液中进行电化 学测试，然后将得到的峰电流值代入到步骤（2）得到的线性回归方程中，即可 得到待测样品中乌洛托品的浓度。

作为对本发明的限定，步骤（2）中所述的一系列不同浓度标准溶液是按照 以下方法制备的：准确称取0.1402g乌洛托品于烧杯中，加入去离子水使其完 全溶解后，移入到100mL容量瓶中定容，然后用去离子水稀释至不同浓度 3.0x10^-5 mol·L^-1、5.0x10^-5mol·L^-1、1.0x10^-4 mol·L^-1、3.0x10^-4 mol·L^-1、5.0x10^-4mol·L^-1、7.0x10^-4 mol·L^-1、1.0x10^-3 mol·L^-1、2.0x10^-3 mol·L^-1、2.5x10^-3 mol·L^-1、 3.0x10^-3 mol·L^-1、4.0x10^-3 mol·L^-1和5.0x10^-3 mol·L^-1。所述的电化学测试方法是差 分脉冲伏安法，测试条件为：初始电位为1.3V，终止电位为1.7V，电位增量为 0.05V，脉冲宽度为0.05S，脉冲周期为0.2S，静置时间为2S，以pH为6的 0.1mol·L^-1PBS缓冲溶液作为支持电解质。

作为对本发明的进一步限定，步骤（2）和步骤（3）中所述的峰电流值是 氧化峰电流值；所述的PBS缓冲溶液是按以下方法制备的：

Ⅰ：0.5mol·L^-1NaH₂PO₄溶液的配制：称取19.50g NaH₂PO₄·2H₂O于烧杯中， 用去离子水溶解后，移入到250mL的容量瓶中定容，摇匀待用；

Ⅱ：0.5mol·L^-1Na₂HPO₄的配制：称取8.95g Na₂HPO₄·12H₂O于烧杯中，用 去离子水溶解后，移入到50mL的容量瓶中定容，摇匀待用；

将上述步骤（I）和步骤（II）得到的溶液按体积比为212.5:37.5混合，即得 0.5mol·L^-1PBS溶液，用时可适当的稀释。

作为本发明的再一步限定，步骤（3）中所述的待测样品是按以下方法处理 的：称取样品4.0g，粉碎后置于100mL烧杯中，加入10mL乙醇溶液，浸泡30min， 超声30min，然后过滤，取上清液于100mL容量瓶中定容。

采用了上述的技术方案后，在以0.1mol·L^-1PBS缓冲溶液做支持电解质的测 量体系中，用差分脉冲伏安法对一系列不同浓度的乌洛托品标准溶液进行电化 学测试，在扫描电压1.47V处出现了一明显的氧化峰，该氧化峰对应的电流值与 其对应乌洛托品的浓度呈现良好地线性关系，所得标准曲线为分段曲线（如说 明书附图图2），当浓度为3.0x10^-5mol·L^-1～7.0x10^-4mol·L^-1时（如说明书附图图2 中分别对应的浓度为3.0x10^-5mol·L^-1、5.0x10^-5mol·L^-1、1.0x10^-4mol·L^-1、3.0x10^-4mol·L^-1、5.0x10^-4mol·L^-1、7.0x10^-4mol·L^-1），i_p=100.2C－1.265，相关系数R²= 0.9903；当浓度为7.0x10^-4mol·L^-1～5.0x10^-3mol·L^-1时（如图2中分别对应的浓度为 7.0x10^-4mol·L^-1、1.0x10^-3mol·L^-1、2.0x10^-3mol·L^-1、2.5x10^-3mol·L^-1、3.0x10^-3mol·L^-1、4.0x10^-3mol·L^-1和5.0x10^-3mol·L^-1），i_p=17.53C+60.21，相关系数R²= 0.9978。其中C为标准溶液中乌洛托品的浓度，i_p为氧化峰电流。平行测定1.0x10^-4mol·L^-1乌洛托品标准溶液6次，所得相对标准偏差RSD为2.9％，说明该电极具 有良好的重现性。

采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：

（1）工作电极为碳糊电极，该电极制备过程简单，性能稳定，并且具有很 好的重现性。

（2）使用碳糊电极可实现乌洛托品的直接电化学检测，实现了快速检测， 使得每个样品的检测过程只需几分钟即可完成，而且检测成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为不同浓度的乌洛托品标准溶液在碳糊电极上的氧化峰电流曲线图；

图2为不同浓度的乌洛托品标准溶液在碳糊电极上的氧化峰电流与其对应 浓度的标准曲线图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的内容，下面结合具体的实施例对本发明作进一 步的说明，但应了解的是，这些实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本 发明实施的限制。

（1）实验过程所使用的水均为去离子水，实验所用的试剂均为分析纯。

（2）本实施例所使用的仪器与试剂：

电化学工作站CHI411A（上海辰华仪器公司）用于差分脉冲伏安法的实验， pHS-2C型精密数显酸度计（上海康宁电光技术有限公司）用于调节溶液的pH。 三电极体系：工作电极为碳糊电极（石墨粉/石蜡），参比电极为饱和甘汞电极， 对电极为铂丝电极。

实施例1

按照以下步骤测定样品中的乌洛托品浓度：

（1）工作电极的制备

准确称取质量比为97:3的石墨粉和切片石蜡于烧杯中，加热至石蜡完全熔 融，同时用玻璃棒不断搅拌使两者混合均匀，待冷却至室温后，将上述混合物 填入电极中，将电极表面压紧并磨光后，用去离子水冲洗干净后即得工作电极 碳糊电极；

（2）标准曲线的绘制

将步骤（1）中的工作电极碳糊电极、参比电极饱和甘汞电极和对电极铂片 同时插入pH为6的含一系列不同浓度乌洛托品标准溶液（3.0x10^-5mol·L^-1、 5.0x10^-5mol·L^-1、1.0x10^-4mol·L^-1、3.0x10^-4mol·L^-1、5.0x10^-4mol·L^-1、7.0x10^-4mol·L^-1、1.0x10^-3mol·L^-1、2.0x10^-3mol·L^-1、2.5x10^-3mol·L^-1、3.0x10^-3mol·L^-1、 4.0x10^-3mol·L^-1和5.0x10^-3mol·L^-1）的0.1mol·L^-1PBS缓冲溶液中进行电化学测 试，在相同的测试条件下，记录每一个浓度所对应的峰电流值并绘制成标准曲 线，进而得到相应的线性回归方程；有两条线性回归方程:浓度为 3.0x10^-5mol·L^-1～7.0x10^-4mol·L^-1时，i_p=100.2C—1.265，相关系数R²=0.9903； 浓度为7.0x10^-4mol·L^-1～5.0x10^-3mol·L^-1时，i_p=17.53C+60.21，相关系数R²= 0.9978。

（3）待测样品的测定

称取市售腐竹样品4.0g，粉碎后置于100mL烧杯中，加入10mL乙醇溶液， 浸泡30min，超声30min，然后过滤，取上清液于100mL容量瓶中定容。

取2.0mL上述待测样品溶液，在pH为6的0.1mol·L^-1PBS支持电解质中，按 照实施例1中“标准曲线绘制”的方法及步骤进行电化学测试，根据扫描所得的电 流值和标准曲线所对应的线性回归方程，计算出所测样品中乌洛托品的浓度。 测定结果显示，在1.47V附近，未观察到氧化峰电流，即样品中所测得的电流值 近似为0μA，由此判断样品中不含有违禁食品添加剂乌洛托品。在上述待测样品 溶液中，分别加入1.0mL的1.0x10^-2mol·L^-1、3.0x10^-2mol·L^-1和5.0x10^-2mol·L^-1的 乌洛托品标准溶液，使得样品溶液中所添加的乌洛托品的浓度为1.0x10^-4mol·L^-1（14.02μg·mL^-1）、3.0x10^-4mol·L^-1（42.05μg·mL^-1）和5.0x10^-4mol·L^-1（70.09 μg·mL^-1），在相同测试条件下检测，并计算其加标回收率，其结果如表1所示。

表1某品牌腐竹加标回收率测定结果（n=3）

以下实施例2采用的样品检测方法同实施例1相同，采用的标准曲线和线性 回归方程也同实施例1相同。

实施例2

样品来源：某超市售粉丝

称取市售粉丝样品4.0g，粉碎后置于100mL烧杯中，加入10mL乙醇溶液， 浸泡30min，超声30min，然后过滤，取上清液于100mL容量瓶中定容。

取2.0mL上述待测样品溶液，在pH为6的0.1mol·L^-1PBS支持电解质中，按 照实施例1中“标准曲线绘制”的方法及步骤进行电化学测试，根据所测得的电流 值和标准曲线所对应的线性回归方程，计算出所测样品中乌洛托品的浓度。测 定结果显示，在1.47V附近，未观察到氧化峰电流，即样品中所测得的电流值近 似为0μA，由此判断样品中不含有违禁食品添加剂乌洛托品。在上述待测样品溶 液中，分别加入1.0mL的1.0x10^-2mol·L^-1、3.0x10^-2mol·L^-1和5.0x10^-2mol·L^-1的乌 洛托品标准溶液，使得样品溶液中所添加的乌洛托品的浓度为1.0x10^-4mol·L^-1（14.02μg·mL^-1）、3.0x10^-4mol·L^-1（42.05μg·mL^-1）和5.0x10^-4mol·L^-1（70.09 μg·mL^-1），在相同测试条件下检测，并计算其加标回收率，其结果如表2所示。

表2某品牌粉丝加标回收率测定结果（n=3）

基于上述测验结果，可以看到，本发明电化学检测食品中违禁食品添加乌 洛托品的方法操作简单，方便快速，检测成本低，同时实现了对乌洛托品的直 接检测的电化学方法。上述实施例仅用于说明本发明的内容，但这并非是对本 发明的限制。