CN103558069B - 含有铬的明胶标准物质及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有铬的明胶标准物质及其制备方法，该标准物质以明胶为基体，往其中添加铬使得标准物质中铬含量为10mg/kg。具有以下优点及有益效果：利用明胶不溶于冷水、易溶于温水的特性，把微量铬均匀地添加到明胶基体中，形成用于检测明胶中铬含量的标准物质。该标准物质的使用有利于提高明胶中铬含量检测中标准物质与样品的基体匹配程度，从而提高检测结果的准确性和可靠性。该标准物质的制备方法操作简单、易于推广，制得的明胶标准物质中铬含量的均匀性。

Description

含有铬的明胶标准物质及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种含有铬的明胶标准物质及其制备方法，明胶标准物质是一种计量标准，主要用于校准计量器具和评价测量方法的准确度。

背景技术

标准物质是指具有一种或多种足够均匀和很好确定了的特性值，用以校准仪器、评价测量方法或给材料赋值的材料或物质。标准物质要求具有均匀性、稳定性和量值准确性。

明胶是胶原蛋白经过适度降解变性而得到的产物。明胶具有优良的理化性能和营养功能，因此在食品和医药等领域中得到应用广泛。现行的食品添加剂明胶国家标准GB6783-1994明确规定皮明胶的铬限量分别为≤1.0mg/kg(A级)、≤2.0mg/kg(B级和C级)。目前国内现有的制胶工艺，若采用未经鞣制的生鲜动物皮生产明胶，其铬含量不会超过2.0mg/kg。然而，随着我国明胶工业的发展，一些明胶生产厂家为降低生产成本、解决生皮原料不足问题开发了以废铬鞣革边角为原料的制胶技术，这种原料和生产工艺会使食用明胶中的铬含量超标。2012年，央视曝光制胶企业用生石灰处理皮革废料，熬制成工业明胶，转卖给药企制成药用胶囊，最终流入药品企业。“毒胶囊”事件的发生使人们更加关注明胶中铬含量的准确测定。

目前，明胶中铬含量的检测主要按照GB/T5009.123-2003，但还没有具有量值可溯源的明胶标准物质。标准物质在保证分析方法的准确性及可溯源性方面具有重要作用。分析基体的差异使得在分析过程中不能简单地采用传统的高纯度溶液标准物质来校准或进行质量控制，需要采用相应基体的标准物质以提高检测结果的准确度。与传统的高纯度溶液标准物质相比，含有铬的明胶标准物质具有量值溯源性，对仪器的校准、检测实验室的质量控制、明胶中铬检测方法的开发等具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有铬的明胶标准物质，具有良好的均匀性和稳定性。该标准物质的使用有利于提高明胶中铬含量检测中标准物质与样品的基体匹配程度，从而提高检测结果的准确性和可靠性。另外还提供含有铬的明胶标准物质的制备方法，该方法步骤简单、成功率高。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种含有铬的明胶标准物质，其特征在于，在基体明胶内添加铬，铬含量为10mg/kg。

所述的基体明胶为皮明胶或骨明胶。

一种所述的含有铬的明胶标准物质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)材料选择：基体明胶为铬含量约为0.1mg/kg的明胶；含铬溶液：每5mL的铬单元素标准物质溶液用超纯水稀释至1000mL，该铬单元素标准物质溶液的铬含量为1000μg/mL；

(2)基体明胶的溶解：采用溶剂分布法，将基体明胶浸泡在含铬溶液中，每浸泡1g基体明胶使用含铬溶液2mL；于60±5℃水浴振荡使明胶完全溶解，并用电动搅拌器充分搅拌均匀；

(3)快速冷却成冻后挤压成条或块，然后干燥处理；

(4)粉碎，研磨，过筛，保留粒径为0.2mm～0.71mm的明胶样品；

(5)包装和灭菌：混匀后密封分装，辐照灭菌后，在干燥避光处储存。

步骤(1)中的超纯水在25℃下的电导率小于或等于0.01mS/m，吸光度(254nm，1cm光程)小于或等于0.001，可溶性硅(以SiO₂计)含量小于或等于0.01mg/L。

步骤(2)中，含铬溶液浸泡基体明胶在温水浴中进行，但温度不超过70℃。

步骤(3)中，样品的干燥处理为晾干和烘干两个步骤，晾干：于通风处放置6-18h；烘干：在烘箱中进行，烘干温度60℃。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：利用明胶不溶于冷水、易溶于温水的特性，把微量铬均匀地添加到明胶基体中，形成用于检测明胶中铬含量的标准物质。该标准物质的使用有利于提高明胶中铬含量检测中标准物质与样品的基体匹配程度，从而提高检测结果的准确性和可靠性。该标准物质的制备方法操作简单、易于推广，制得的明胶标准物质中铬含量的均匀性和稳定性良好。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例：

本发明一种含铬的明胶标准物质，在基体明胶内添加铬，每kg基体明胶中含铬10mg。

上述含铬的明胶标准物质具体的制备方法包括以下步骤：

(1)材料选择：

A、基体明胶采用市售的皮明胶或骨明胶，其铬含量约为0.1mg/kg。

B、含铬溶液：将铬单元素标准物质溶液与超纯水混合：其中铬单元素标准物质溶液的铬含量为1000μg/mL(中国计量科学研究院生产，标准为GBW08614)；超纯水：符合GB/T6682-2008分析实验室用水规格和试验方法中一级水要求。在25℃下的电导率小于或等于0.01mS/m，吸光度(254nm，1cm光程)小于或等于0.001，可溶性硅(以SiO₂计)含量小于或等于0.01mg/L。

(2)基体明胶的溶解：采用溶剂分布法，将基体明胶浸泡在含铬溶液中，每浸泡1g基体明胶使用含铬溶液2mL；于60±5℃(优选为60±2℃)水浴振荡使明胶完全溶解，并用电动搅拌器充分搅拌30min。温水浴的温度不宜超过70℃。

(3)使用冰水浴(即冰水混合物)的方法使溶液快速冷却成冻(时间一般为15min以内)后挤压成条状(直径约为1～4mm)，然后干燥处理。样品的干燥处理为晾干和烘干两个步骤，其中晾干：于通风处放置6-18h，一般12h；然后转移至烘箱中烘干，烘干温度60℃，烘干时间约为12h。

(4)粉碎、研磨、过筛，保留粒径为0.2mm～0.71mm的明胶样品。

(5)包装和灭菌：混匀后密封分装，采用Co⁶⁰辐照灭菌(辐照时间为48h)后，在干燥避光处储存。Co⁶⁰辐照灭菌就是把样品放在一个有Co⁶⁰辐射源的环境中照射一定时间，目的是灭菌，细菌数量的减少有助于防止样品变质。

对上述方法制得的添加重金属铬的明胶样品进行的测试：

一、铬含量的测试：

1、样品：。

2、仪器设备：ICP-ES710电感耦合等离子体发射光谱仪，MDS-10高通量微波化学工作站，UPHW超纯水机。

3、试剂和标准物质：

硝酸：优级纯、过氧化氢：优级纯、水：超纯水，符合GB/T6682-2008分析实验室用水规格和试验方法中一级水要求。

铬单元素标准物质溶液：中国计量科学研究院，1000μg/mL，GBW086141)、样品均匀性测试：

4、测试方法：从样品总体中随机抽取15个样品，每个样品在重复条件下测试2次，重复测试应分别单独取样。采用微波消解再用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测定铬含量，为了减小测量中定向变化(漂移)的影响，样品的所有重复测试应按随机次序进行。

5、数据统计分析方法：采用单因素方差分析方法进行数据统计处理，相关计算公式如下：

总测定次数：

总测定平均值：

第i瓶的测定平均值：

组间方差： ${\mathrm{SS}}_1=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{n}_i{(\stackrel{\‾}{x_i}-\stackrel{=}{x})}^2$

组内方差： ${\mathrm{SS}}_2=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{n_i}{\mathrm{\Σ}}}{(x_{\mathrm{ij}}-\stackrel{\‾}{x_i})}^2$

总方差：SS_总=SS₁+SS₂

组间自由度：f₁=m-1

组内自由度：f₂=N-m

组间均方： ${\mathrm{MS}}_1=\frac{{\mathrm{SS}}_1}{f_1}$

组内均方： ${\mathrm{MS}}_2=\frac{{\mathrm{SS}}_2}{f_2}$

统计量： $F=\frac{{\mathrm{MS}}_1}{{\mathrm{MS}}_2}$

结果评定：若F＜自由度为(f1，f2)及给定显著性水平α(通常α=0.05)的临界值Fα(f1，f2)，则表明样品内和样品间无显著性差异，样品均匀。

明胶中铬含量的均匀性测试和方差分析结果见表1。

表1明胶中铬含量均匀性测试和方差分析结果

由以上检验结果可知，本批次明胶样品中铬含量的统计计算F值小于F_0.05(14，15)的检验临界值，说明该标准样品在瓶间和瓶内不存在显著性差异，本批次含有铬的明胶样品均匀性良好。

二、样品稳定性测试：

1、测试方法：在样品分装完成后的当月、1个月、3个月、6个月、9个月、12个月对样品的稳定性进行监测。每个时间点分别从库存样品中随机抽取3瓶样品，每瓶样品平行测试2次，以3瓶样品的总平均值作为该时间点特性量值稳定性检验结果，稳定性检验采用微波消解再用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测定铬含量。

2、数据统计分析方法：采用一元线性拟合方程模型为稳定性研究基本模型，即

Y=β₀+β₁X+ε

式中，X-时间；

Y-标准样品的特性量值；

β₀，β₁-回归系数；

ε-随机误差分量。

对于稳定性较好的标准样品，β₁的期望值为0。X与Y之间是否存在线性关系可以通过t检验法进行检验。t检验法有关的计算公式如下：

设有一组n对关于Y对X的观测值，对于每个Yi都有下式：

Y_i=β₀+β₁X_i+ε_i

直线斜率的估计值： $b_1=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(X_i-\stackrel{\‾}{X})(Y_i-\stackrel{\‾}{Y})}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(X_i-\stackrel{\‾}{X})}^2}$

截距的估计值：

通过误差分析可以计笪b₁和b₀标准偏差，

直线上的点的标准偏差：

直线斜率b₀的标准偏差：

根据上述公式分别计算明胶样品中铬含量的斜率b₁及其不确定度s(b₁)，并比较斜率的绝对值|b₁|与t_(0.95,n-2)×s(b₁)的大小，考察斜率b₁的显著性。如果｜b₁｜小于t_(0.95,n-2)×s(b₁)，说明样品稳定性良好，否则不稳定。其中：t_(0.95n-2)为n-2自由度，95％置信水平的t分布临界值，n为稳定性检验次数。

表2明胶中铬含量稳定性测试和分析结果(单位：mg/kg)

由稳定性检验结果可知，本批次含有铬的明胶样品中特性量值铬含量b₁小于t_(0.95,4)×s(b₁)，说明该明胶样品中铬含量在12个月的实验期间内无显著性差异，具有良好的稳定性。

3、结论：通过样品均匀性和12个月的稳定性试验证明，上文所述的制备方法得到的含有铬的明胶标准物质具有良好的均匀性和稳定性。该标准物质填补了明胶中铬含量分析用标准物质的空白，具有创新性和良好的市场应用价值。

Claims (4)

1.一种含有铬的明胶标准物质的制备方法，该明胶标准物质在基体明胶内添加铬，铬含量为10mg/kg；所述的基体明胶为皮明胶或骨明胶，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

(1)材料选择：基体明胶为铬含量约为0.1mg/kg的明胶；含铬溶液：每5mL的铬单元素标准物质溶液用超纯水稀释至1000mL，该铬单元素标准物质溶液的铬含量为1000μg/mL；

(2)基体明胶的溶解：采用溶剂分布法，将基体明胶浸泡在含铬溶液中，每浸泡1g基体明胶使用含铬溶液2mL；于60±5℃水浴振荡使明胶完全溶解，并用电动搅拌器充分搅拌均匀；

(3)快速冷却成冻后挤压成条或块，然后干燥处理；

(4)粉碎，研磨，过筛，保留粒径为0.2mm～0.71mm的明胶样品；

(5)包装和灭菌：混匀后密封分装，辐照灭菌后，在干燥避光处储存。

2.根据权利要求1所述的含有铬的明胶标准物质的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的超纯水在25℃下的电导率小于或等于0.01mS/m，在254nm、1cm光程下的吸光度小于或等于0.001，以SiO₂计的可溶性硅含量小于或等于0.01mg/L。

3.根据权利要求1所述的含有铬的明胶标准物质的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，含铬溶液浸泡基体明胶在温水浴中进行，但温度不超过70℃。

4.根据权利要求1所述的含有铬的明胶标准物质的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，样品的干燥处理为晾干和烘干两个步骤，晾干：于通风处放置6-18h；烘干：在烘箱中进行，烘干温度60℃。