滴定法测定食品中亚硝酸盐含量的研究_周石洋.docx

第 37 卷 2012 年第 2 期第 37 卷第 2 期 2012 年 4 月Vol.37，No.2GRAIN SCIENCE AND TECHNOLOGY AND ECONOMY Apr.2012 滴定法测定食品中亚硝酸盐含量的研究周石洋 1，陈 玲 2 ，袁月华 3（1重庆牧哥食品有限公司，重庆410151；2.西南大学 育才学院，重庆401524；3.湖南机电职业技术学院，湖南 长沙 410000）28摘要利用亚硝酸根在酸性条件下跟碘离子反应，生成碘单质，再用硫代硫酸钠滴定法碘单质，间接测定食品中亚硝酸盐的含量。还研究了淀粉用量、不同酸性物质和不同 pH 等反应条件对回收率的影响。该方法实验测亚硝酸盐含量相对偏差 为 2.4%，限检量为 0.30 mg/kg。关键词亚硝酸盐；测定；食品；滴定法；回收率亚 硝酸盐是肉制 品及其他 食品加工过程中常用 的 一种 食 品 添 加 剂 ，具 有 抑 制 肉 毒 梭 状 牙 孢 杆 菌 ，使 肉 品 发 色 以及增强风味 的作用 1。 另外还具有发色 剂及防腐剂的性 能 ，有利于肉制品长期储存 ，延 长 保 质 期 。 如 果 食 品 中 亚 硝 酸 盐 含 量 超 过 国 家 标 准 时 ， 就会产生有毒有害 物 质 ， 引 起 食 品 中 毒 2-7。由亚硝酸盐引起食物中毒的机 率 较 高 ， 食 入 0.30.5 g 的亚硝酸盐即可引 起 中毒甚至死亡 。 食 品 中 亚硝酸盐的检测方法 有 很多种 ，主要有分光光 度 法 、离 子 色 谱 法 8-9、 荧 光 法 10-13、 示 波 极 谱 法 14-16、 催 化 动 力 学 法 17、气相 色 谱 法 等 。 但现行方法中国标采用分光光度法 和 离 子 色 谱 法 18。 这 些测定亚 硝酸盐含量的方法都 用 仪 器 来 分 析 ，其 在 操 作 方 面 不 那 么 简 单 ，测 定 样 品 必 须 先 测 定 标 准 曲 线 。 因 此 研 究 简 单 易 操 作 的 检 测 亚 硝 酸 盐 含 量 的 方 法 很 有 实 际 意 义 。 本 实 验 研 究 采 用 滴 定 法 来 测 定 亚 硝 酸 盐 含 量 ，主要利用亚硝 酸 根离子在酸性条 件 跟 碘 离 子 反 应 ， 生 成 碘 单 质 ， 碘 单 质 与 淀粉溶液形成蓝 色 络合 物 ，碘被还原出来后 用 硫 代 硫 酸 钠 滴 定 ，间 接 的 测 定 亚 硝 酸 盐 的 含 量 ，其操 作 方 法 简 单 。1 材料与方法1.1 材料 与 试 剂泡 椒 肉 制 品 、酱 腌 菜 、 火 腿 肠 、 蘑 菇 罐 头 、 竹 笋 、 罐 头 鱼 、熏肉 、纯 牛 奶 （均 为 市 售 产 品）。盐 酸 、硝 酸 、硫 酸 碘 化 钾 、 硫 代 硫 酸 钠 、 乙 酸 锌 、 亚 硝 酸 钠 、亚 铁 氰 化 钾 、硼 砂 （均 为 分 析 纯 ），可 溶 性 淀 粉 （生 化 试 剂）。1.2 仪器 与 设 备电子天平、分光光度计：上海菁华科技仪器有限公司 ； pH 计 ：上 海 盛 磁 仪 器 有 限 公 司 ；组 织 捣 碎 机 ：上 海 精 密 仪 器仪表有限公司 ；碱式滴定管及常见玻璃仪器 。1.3 样品 处 理1.3.1 液体样品称 取 10.020.0 g 样 品 （根据样品中亚 硝 酸 盐 的 含 量大 小 称 量 ），移 入 250 mL 锥 形 瓶 中 ，加 入 5%乙 酸 锌 溶 液 ，摇 匀 后 过滤 ，收 集 滤 液 备 用 。1.3.2 固体样品将 固 体 样品捣碎或研磨 搅 拌均匀 ，称 取 20.0 g，将 其 置 于 50 mL 烧 杯 中 ，加 入 12.5 mL 硼 砂 饱 和 溶 液 ，搅 拌 均 匀，用 70 左右的水约 150 mL，将样品全部 转 移 入 250 mL 锥 形 瓶 中 ，置沸水浴中加热 15 min 后 ，取 出 冷 却 至 室 温 ， 加 入 5 mL 亚 铁 氰 化 钾 溶 液 ，摇 匀 ，加 入 5 mL 乙 酸 锌 溶 液 以 沉 淀 蛋 白 质 ，加 水 至 刻 度 ，混 匀 ，放 置 0.5 h，除 去 上 层 脂 肪后将清液用滤 纸过滤 ，收 集 滤 液 备 用 。1.4 方法1.4.1 分光光度法（1）标准曲线的绘制。准确移取 NaNO2 操作液（5 g/mL）0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 分 别 置 于 25 mL 带 塞 比 色 管中，于标准管中 分 别 加 入 2 mL 对 氨基 苯 磺 酸 溶 液 ，静 置35 min 后 ，加入 1 mL 盐酸萘乙二胺溶液 ，加 水至 刻 度 ，摇 匀 ，静 止 15 min，用 2 cm 比 色皿 ，调 节 零 点 ，于 波 长 538 nm 处 测吸 光 度 ，绘 制 标 准 曲 线 。 同时做空白对比实验 。（2）试样的测定。 准确移取经过处理的试样滤液 10 mL 于 25 mL 带 塞 比 色 管 中 ，分 别 加 入 2 mL 对氨基苯磺酸溶 液 ，静 置 35 min 后 ，加 入 1 mL 盐 酸 萘 乙 二 胺 溶 液 ，加 水 至 刻 度 ，摇 匀 ，静 止 15 min，用 2 cm 比 色 皿 ，调 节 零 点 ，于 波长 538 nm 处测吸光度，从标准曲线上查出相应的 NaNO2 的 质 量 。 同一样品平行测定 3 次 ，取 其 算术 平 均 值 。 最 后 计算 试 样 中 NaNO2 的 质 量 分 数 （以 mg/kg 表 示 ）。1.4.2 滴定法在 常 温常压的试验条件下 ，将滤液全部置于干净的 锥 形 瓶 中 ，在 加 入 盐 酸 溶 液 （11）调 节 pH 至 4，再 滴 加 碘 化 钾 溶 液 至 过 量 （根 据样品中亚 硝酸盐的含量来确定滴 加 量 ），反 应 5 min 左 右 ，待反应完 成后用硫代硫酸钠标准 溶 液 滴 定 至黄色变为浅色 ，再向锥形瓶中滴加 2 mL 淀 粉 溶 液 ，继续用硫代硫酸钠 标 准 溶 液滴定至蓝色变 为 无色 ， 且 在 30 s 内 不 回 变 蓝 色，则 为 终 点 。 同 一 样 品 平 行 测 定 3收稿日期：2012-02-02作者简介：周 石 洋 ，男 ，本 科 ，工 程 师 ，研究方向为食品化学 。通信作者：袁 月 华 ，女 ，本 科 ，副 教 授 ，研究方向为有机化学 。次 ，取其算术平均值 。 最后 计 算 试 样 中 NaNO2（以 mg/kg 表 示 ）。 空 白 做 对 比 。的 质 量 分数周石洋等：滴定法测定食品中亚硝酸盐含量的研究第 37 卷 2012 年第 2 期1.4.3 滴定法结果计算X= 2（V1-V2）CM103m（1）低 ，则对显色反应有一定的 误 差 。 因 此 在 实 验 中 ，淀 粉 溶液的用量控制在 2 mL 为 最佳 用 量 。2.2.2 酸性物质的选择和 pH 的控制式 中 ：X 试 样 中 亚 硝 酸 盐 （NaNO2） 总 含 量 ，mg/kg；V1 滴 定 试 样 所 用硫 代硫酸钠标液的体积 ，mL；V2 滴 定 试剂空白所用硫代 硫 酸钠标液的体积 ，mL ；C 硫 代 硫 酸钠标准溶液的浓度 ，mol/L ；M 亚硝酸钠的摩尔质量 （69 g/mol），g/mol；m 试 样 质 量 ，g。2 结果与分析2.1 实验原理与测定步骤 2用 滴定法测定食品中亚 硝 酸盐含量 ， 主 要 是 利 用 亚 硝酸盐在酸性条件下 具 有氧 化 性 ， 能把碘离子还 原 成碘 单 质 。 碘单质跟淀粉溶液很容易形成蓝色 物质 I -淀 粉 ，但 碘 单质也能跟硫代硫酸钠 起 反 应 ， 它能把蓝色物 质 给褪 色 掉 。 根 据 这 一 特 点，用硫代硫酸钠来滴定还 原出来的碘 单 质 ，计算碘单质的质量 ，再 间 接的计算出样品中 亚 硝酸 盐 的 含 量 。 其 反 应 方程 式 为 ：由 于亚硝酸盐在酸性条 件 下才能与碘离子起反应 ， 生 成 碘 单 质 ， 另 外 淀 粉 与 碘 单质的显色反应也是 在 酸性 条 件 下 进 行 ，故 酸 性 物 质 的 选 择 和 pH 的 控 制 酸 种 类 与 试 液的酸度不同 均对实验结果 产 生 较 大 影响 。 其 他 条 件 不 变 （ 平 行 3 次 实 验 ， 取 平 均 值 ）， 其 不 同 酸 性 物 质 和 不 同 pH 值 对 回 收 率的 影 响 ，见 表 1。表 1 酸 性 物 质 和 pH 对 回 收 率 的 影 响酸性物质pH回收率/%HCl394.23499.11595.34694.44HNO3387.22489.89586.77686.01H2SO4387.34489.90587.08-4H+2NO2 +2I =I2+2NO+2H2O（2）2-2- 6 86.87 I2+S2O3 =2I +S4O6（3）从 上 述 的实验原理及操 作 步骤可知 ， 滴 定 法 就 是 运 用其化学计量关系来 测 定其含量的 ，操 作 简 单 ，而 现 有 的 测定方法大部分 都 是运用仪 器 分 析 ， 就 针 对 亚 硝 酸 盐 测 定 而 言 其 步骤 较 复 杂 。 在 测 定 方 面 ，滴定法就运用一个简 单 的滴定就可以了 ，再 根据 反应关系式来计算出 样 品中 亚 硝 酸 盐 含 量 ，操 作、计 算 简 单 明 了 。2.2 测定条件对回收率的影响 2.2.1 淀粉溶液的用量对结果的影响淀 粉 溶 液 作 为 I2-淀 粉 特 效 显 色 反 应 的 显 色 剂 ， 颜 色 为 蓝 色 ，灵 敏 度 高 ，在 反 应 中 过 量的淀粉对显色反应 影 响 很 大 。 在 同 条 件 下 ，进 行多 次 实 验 ，结 果 表 明 ，在 实验 中 采用 10 g/L 的 淀 粉 溶 液 ，其 他 条 件 不 变 ，其淀粉用量对回收 关 于 酸 性 物 质 的 选 择 ， 实 验 研 究 了 盐 酸 、 硝 酸 、 硫 酸等 3 类 酸 性 物 质 ，由 于 HNO3 有 强 氧化 性 ，H2SO4 酸 性 太 强 使 反 应 速 度 极 快 ，对 实 验 结 果 影 响 很 大 。 因 此 ，本 实 验 选 用 HCl 调 节试 液 pH。 对 与 pH 的 选 择 通 过 实验 得 知 ，控 制 在 pH=4 回 收 率 最 高 。2.3 测定 中 的 限 检 量 、相 对 标 准偏 差在 选定的最佳测定条件下 （ 淀 粉 溶 液 用 量 2 mL 、 选 用 HCl 作 为 调 酸 物 质 、控 制 pH=4），直 接 配 制 不 同 浓 度 的 NaNO2 标 准 溶 液 ，NaNO2 溶 液 浓 度 控 制 在 0.100.70 mg/kg 范 围 内 ，平 行测 定 10 次 ，其测定的平均 数值关系见表 2。表 2 不 同 浓 度 NaNO2 标 准 溶 液 的 测 定 值 NaNO2 标准溶液浓度/mgkg- 1 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 测定值/mgkg-10.085 0.186 0.297 0.397 0.496 0.595 0.694率的 影 响 ，见 图 1。回收率/%85.093.099.099.399.299.299.11009896回收率/%94929088868482800.51.02.01.52.02.53.03.54.0淀粉用量/mL图 1 淀 粉 用 量 对 回 收 率 的 影 响由上述测定结果看出，取浓度为 0.30 mg/kg 比较合理 ， 因 此 对 浓度 为 0.30 mg/kg 的亚硝酸钠标 准 溶液 进 行 10 次 平 行 测 定 ，相 对 偏差 为 2.4%，因 此 该 方 法 在 本 次 实 验 中 限 检 量 为 0.30 mg/kg，其 回 收率 在 99%以 上 。2.4 食品中其他物质对测定 的影响 实 验 中 研 究 了 一些对亚硝 酸盐含量测定有影响 的 常 见物质，在相对误差小于 5%、淀粉溶液的用量控制在 2 mL（10g/L）、 选 用 HCl 作 为 调 酸 物 质 、 控 制 pH=4 的 条 件 下 ，对 于 亚 硝 酸 钠 浓 度 为 0.30 mg/kg 的标准溶液进行 实 验 ，过 量的淀粉可以把碘单 质 给包裹起来 ， 在 用 硫 代 硫 酸钠滴定碘含量时 ，由 于 碘被淀粉包裹起来了无 法 释放 出来跟硫代硫酸 钠反应 ，从而使测定结果 偏低 。 但 用 量 过其 中 K + 、Mg2 + 、Al3 + 、NO3 - 、Na + 、Ca2 + 、Ni2 + 、Cu2 + 、Pb2 + 、Hg2 + 、 Mn2+、Co2+对结果没有任何 影响 ；山 梨 酸 钾 、脱 氢 乙 酸 钠 、乳 酸 链 球 菌 素 、双 乙 酸 钠 、 三 聚 磷 酸 钠 、 核 苷 酸 二 钠 （I+G）、29第 37 卷 2012 年第 2 期周石洋等：滴定法测定食品中亚硝酸盐含量的研究阿 斯 巴 甜 （含 苯 丙 氨 酸 ）、 乳 酸 、 醋 酸 、 柠檬酸对结果也没 有 影 响 ；VC、Fe3+、Fe2+、SO -、S O 2-、SO 等具有氧化还 原性的 32 32物 质对测定结果存在影响 ， 在测定前必须对样品 进 行处 理 ，除去能与碘单 质和碘离子起反应的物质 。2.5 样品的亚硝酸盐含量的 测定随 机 抽 取 8 个 样 品 ， 按照滴定 法的方法进行亚硝酸 盐含 量 的 测 定 ，其 结 果 见 表 3。（5）：548-549.4 魏 敬 ， 党 文 玲 亚硝酸盐测定方法的比较与分析 J 肉 类 工 业 ，2004（7）：37-38.5 周 文 斌 泡菜中亚硝酸盐测定方法研究 J 食 品 科 学 ，2006 （2）：215-2176赵丽辉，胡长敏，丁蕴铮，等新鲜蔬菜和水果中亚硝酸盐测定方 法研究J环境化学，2000（2）：87-927 石岩 食品中亚硝酸盐过量的危害与防治 J 食 品 与 健 康 ，2006（2）：41表 3 样 品 的 测 定 结 果mg/kg8杨敏，林国剑离子色谱法测定蔬菜硝酸盐含量J理化检验（化测定 泡椒 酱腌菜 火腿肠 蘑菇罐头 方法 肉制品竹笋 罐头鱼 熏肉 纯牛奶学分册），2005（6）：36-38滴定法3.575.1921.625.305.255.085.754.239杨玉珍，彭方仁，曹一达.不同种源香椿芽硝酸盐、亚硝酸盐及 VCRSD/% 2.6 2.2 2.3 2.2 2.2 2.3 2.4 2.4 3结 论通 过对亚硝酸盐现有检 测 方法的研究 ， 进 而 加 以 创 新 ，采用滴定法来测定 食品中亚硝酸盐的含量 。 其 方法 简 单 ，回 收 率 、相 对 偏 差 小 ， 应 用 较 为 广 泛 。 研 究 了 淀 粉 用 量 、不 同 酸 性 物 质 和 不 同 pH 对回收率的影响 ，得 出 了 最 佳实验条件：淀粉溶液用量 2 mL、选用 HCl 作为酸化物质 、 pH 控制 在 4 为 最 佳 条 件 。 最后研究了此方法测定亚硝酸 盐含 量 时 ，食品中其他物 质对结果的影响 。 该 方 法 实验 测 亚硝酸盐含量相对偏差为 2.4%，限 检 量 为 0.30 mg/kg。参 考 文 献1聂峰，吴迎春，陈德径，等一种新的食品中亚硝酸盐含量测定方 法研究J食品科学，2009（4）：221-223.2杜红霞，霍稚非，李红军食品中亚硝酸盐检测技术研究进展J肉类研究，2006，18（1）：42-45.3郭金全，李富兰亚硝酸盐检测方法研究进展J当代化工 ，2009含量变化的研究J.食品科学，2007，28（6）：48-50.10吴晖，刘冬梅，余以刚，等.泡菜中亚硝酸盐的研究进展J.现代 食品科技，2007（7）：63-66.11韩志辉，吕昌银.吖啶红荧光猝灭法测定痕量亚硝酸根J. 中国 卫生检验杂志，2004，14（14）：287-288.12 袁有宪. 重氮偶合分光光度法测定微量亚硝酸根 J. 理 化 检 验（化学分册），2000（7）：4-5.13黄明元，甘露，贺东秀.离子色谱法测定纯水中痕量亚硝酸根J.中国卫生检验杂志，2005，15（10）：1189-1190.14王心宇，项新华，涂晓明，等紫外检测-离子色谱法测定食品中 的硝酸盐和亚硝酸盐J化学分析计量，2002（2）：33-3415罗雪华，蔡秀娟紫外分光光度法测定蔬菜硝酸盐含量J华南 热带农业大学学报，2004（1）：15-1816 郝 桂 霞 ， 杨 晓 斌. 潮州酱腌菜中硝酸盐及亚硝酸盐含量的测定 J.现代食品科技，2007（7）：86-88.17朱克永.催化光度法测定食品中亚硝酸盐J.四川食品与发酵 ，2001，36（3）：50-53.18中国国家标准管理委员会.GB 5009.33-2010 食品中亚硝酸盐与 硝酸盐的测定M.北京：中国标准出版社，2010.Determining the Content of Nitrite in Food through Titration MethodZhou Shiyang1，Chen Ling2，Yuan Yuehua3（1.Chong Qing Shi Bang Ming Food Co.，Ltd.，Chongqing 400036；2.SouthWest University YuCai College，Chongqing 401524；3.Hunan Mechanical and Electrical Polytechnic，Changsha，Hunan 410000）Abstract：A new analysis method-titration method has been used to determine the content of nitrite in food.The content of nitrite was indirectly determined through sodium thiosulfate titration of iodine which had been generated through chemical reaction between NO2 - and iodine ion under acidic conditions.The influence of starch dosage，different acidic materials， different pH ranges and other reaction conditions on the recov