CN1111740C - 固体显色剂及其制造方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固体显色剂及其制造方法和用途，固体显色剂主要由显色剂盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酰胺或对氨基苯磺酸和载体PVC组成，其中盐酸萘乙二胺与对氨基苯磺酰胺的质量比为0.1-3∶10，而PVC与二种显色剂总量的质量比为1-15∶1。固体显色剂的制造方法是将显色剂溶于有机溶剂，但溶剂不溶载体，溶剂挥发后，显色剂均匀地附着在载体表面。本显色剂稳定，显色速度快，整个检测过程只需5分钟。

Description

固体显色剂及其制造方法和用途
技术领域
本发明涉及一种固体显色剂及其制造方法，特别是一种用于现场快速测定亚硝酸盐的固体显色剂和制备方法以及利用该固体显色剂测定亚硝酸盐的方法。
背景技术
亚硝酸盐是一种剧毒物质，可使血红蛋白变成高铁血红蛋白，失去输氧能力，引起人体中毒，它又可与食品中固有的胺类化合物作用，形成有致癌作用的N-亚硝胺类化合物。在食品卫生标准中，对亚硝酸盐含量有严格的要求，肉制品中亚硝酸盐含量以NaNO2计不大于0.02g/kg。
已有的亚硝酸盐采用国家标准方法来测定，此法具有灵敏度高、准确度好等优点，但同时存在消耗试剂量多，显色剂保存时间短，操作过程繁琐、费时、只适用于实验室操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种固体显色剂及其制造方法和利用该显色剂测定亚硝酸盐的方法，该固体显色剂放置时间久且稳定，显色速度快，显色范围宽，适于现场操作。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：这种固体显色剂主要由显色剂盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酰胺或对氨基苯磺酸、载体PVC组成，其中盐酸萘乙二胺∶对氨基苯磺酰胺＝0.1-3∶10，而PVC与二种显色剂总量的比例为1-15∶1(质量比)。
固体显色剂的制备方法包括以下步骤：
(1)称取显色剂盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酰胺或对氨基苯磺酸，其比例为0.1-3∶10；
(2)加入溶解上述显色剂而不溶解PVC的极性有机溶剂，让其完全溶解；
(3)加入载体PVC树脂摇匀，PVC与二种显色剂总量的比例为1-15∶1；
(4)蒸发处理，通入氮气，使溶剂挥发至干，成为均匀的固体显色剂。
利用固体显色剂测定亚硝酸盐的方法包括以下步骤：
(1)称取样品，切碎，加水，加入NaOH溶液充分振荡混合；
(2)加入ZnSO47H2O，加热时保持不出现沸腾，振荡；
(3)加入NH4AC缓冲液，加水，混匀；
(4)在已加入固体显色剂的离心管中，加入HCl调pH值；
(5)将(3)的混合液过滤并加到步骤(4)的离心管中，关闭盖振摇；
(6)将(5)结果与标准色阶进行目视比色，测含量。
本发明测定亚硝酸盐的原理：
取混匀样品加入氢氧化钠和硫酸锌溶液，按下式反应：
由于生成的Zn(OH)2胶体性沉淀能较好地吸附溶液中的微小粒子，可以用于除去蛋白质，再经过加热以进一步除去蛋白质和脂肪，则可得到含有亚硝酸根的上清液。
在上清液中加入醋酸铵缓冲液，并使之处于酸性条件下，亚硝酸盐对氨基苯磺酰胺与N-1-萘基乙二胺盐酸盐发生重氮偶合化反应呈现偶氮色素的红紫色，并与标准色阶进行比较定量。
反应如下：
Figure C9811749700041
对氨基苯磺酰胺                                      重氮盐
Figure C9811749700042
N-I萘基乙二胺盐酸盐                                                偶氮色素
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
图1为显色时间对吸光度的影响
图2为加热时间对吸光度的影响
图3为酸度对吸光度的影响
图4为缓冲剂用量对吸光度的影响
实施例1
将显色剂盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酰胺或对氨基苯磺酸按1∶10的质量比称取后，置于圆底烧瓶中，加入适量的有机溶剂乙晴，也可以用可溶解显色剂  但不溶解PVC的有机溶剂让其完全溶解后，加入是显色剂10倍量的载体PVC(聚乙烯树脂、粒度为80-100目)摇匀后，用旋转蒸发仪进行处理，并同时通入氮气，使溶剂挥发至干，成为均匀的固体显色剂，并将其密闭保存，并可长期保存，与纯试剂稳定性相一致。
在显色剂的配比上曾进行了下列试验：取2μg/mL亚硝酸盐标准液5mL于比色管中，按下表(表1)的配比数据加入显色剂并测其吸光度。
表1 N-1-萘基乙二胺盐酸盐、对氨基苯磺酰胺配比
N-1萘基乙二胺盐酸盐(g)   0.01   0.02   0.05   0.10   0.15   0.20   0.30
对氨基苯磺酰胺或对氨基苯磺酸(g)   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0   1.0
吸光度(A)   0.339   0.341   0.398   0.403   0.403   0.402   0.398
从上表可以看出，N-1-萘基乙二胺盐酸盐、对氨基苯磺酰胺的配比为1∶10时所得吸光度最大。
在显色剂与PVC的配比上，曾进行以下实验取2μg/mL亚硝酸盐标准液5mL于比色管中，加入1.0g显色剂和一定量的PVC，调整酸度测其吸光度(见表2)
表2 显色剂与PVC用量配比
显色剂(g) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
PVC(g) 1.0 2.0 5.0 6.0 7.0 8.0 10.0 15.0
吸光度 0.400 0.402 0.399 0.339 0.403 0.400 0.405 0.403
从上表可以看出，显色剂与PVC以1∶10配比时，吸光度最大。
实施例2
现场取约1g待测亚硝酸盐的样品于有刻度的15mL试管中，用切碎棒将样品切碎，加水至5mL刻度，摇匀加入0.5mol/LNaOH溶液1mL充分振荡混合，再加入120g/L ZnSo47H2O溶液1mL振荡配合后，在酒精灯上加热1.5min，加热时保持不出现沸腾现象，并时时振荡混合后，加入2mL醋酸铵缓冲液，再加水至刻度15mL，混匀，在1mL已加入固体显色剂0.02g的塑料离心管中，加入盐酸(1+1)到0.5mL刻线后用过滤器过滤上述混合液于塑料离心管的1mL处，紧闭、振摇2min后，与预先制作好的标准色阶进行目视比色则可测出其含量。
待测样品前处理时，NaOH浓度控制在0.3-1.0mol/L，其用量可控制在1.5-0.5mL，而ZnSO4·7H2O浓度为60-120g/L，其用量在2-1mL之间，加热时间1.5-2min。
在本实验中，对固体显色剂用量作以下选择：
分别称取不同量的固体显色剂于12个10mL比色管中，分别加入1mL(2μg/mL)的亚硝酸盐标准液，然后用HCl(1+1)调pH2.5，进行测定，数据如表3
表3 固体显色剂用量与吸光度的数据表
  标号   显色剂量g   吸光度值
    1     0.0000     0.000
    2     0.0010     0.051
    3     0.0020     0.066
    4     0.0049     0.066
    5     0.0068     0.065
    6     0.0095     0.063
    7     0.0123     0.067
    8     0.0166     0.069
    9     0.0181     0.067
    10     0.0286     0.071
    11     0.0409     0.067
    12     0.0525     0.070
由表可知，在该实验条件下，选用0.02g为宜。如果粉末显色剂用量控制在0.01-0.04g之间，便可有效地测出样品中亚硝酸盐含量，所述的样品中亚硝酸盐的含量小于0.06g/kg(根据国家标准规定的允许值0.02g/kg以NaNO2计)。
对匀质与不匀质条件的选择：
为了判断样品的匀质与否对测定结果有无影响，做了以下实验。分别将样品称量后，不匀质和经FS--2型可调高速分散器匀质后按实验步骤进行操作，测定其吸光度(各平行测六次)，得下表，并将两组数据进行t检验。
表4 匀质与不匀质的测定数据
           匀质           不匀质
标号 NO2浓度X1 X12 NO2浓度X2 X22
    1     0.048    0.0023     0.049    0.0024
    2     0.048    0.0023     0.048    0.0023
    3     0.049    0.0024     0.047    0.0022
    4     0.048    0.0023     0.049    0.0024
    5     0.048    0.0023     0.48    0.0023
    6     0.042    0.0018     0.047    0.0022
对以上数据进行统计学处理，两组数据没有显著性差异，可见匀质与不匀质对测定结果没有影响，所以在现场测定时，直接取样后用切碎棒将样品在试管中切碎即可。
显色时间的确定：
由于该实验是建立在重氮偶合反应的基础上，而重氮偶合的显色程度受时间影响很大。时间太短，显色反应进行得不完全；时间太长，显色剂的稳定性降低，吸光度下降，故选择合适的显色时间很必要。吸取1mL 2.0μg/mL的亚硝酸盐标准使用液于10mL比色管中，加入重氮偶合固体试剂，用盐酸(1+1)调pH2.5，分别放置1-11min进行比色，得表5。
表5 显色时间与吸光度的关系表
 测定次数      1      2      3      5      7      9      11
    1   0.253   0.254   0.254   0.254   0.255   0.254   0.254
    2   0.240   0.241   0.241   0.241   0.241   0.241   0.241
    3   0.254   0.255   0.255   0.255   0.256   0.256   0.255
由表5及图1可见，显色时间在2min后吸光度值大且稳定，测定效果好。当样品中亚硝酸盐含量小于0.06g/kg，只要显色时间超过2min，吸光度值均达到最大值并且稳定。
加热时间的确定：
本实验通过加热来进一步分离出脂肪和沉淀蛋白质，若加热时间过短，蛋白质沉淀剂作用不完全；过长又易使亚硝酸盐发生氧化分解使浓度降低。所以，要进行最佳加热时间的实验。称样并加入各种试剂后，于酒精灯上加热1.0、1.5、2.0、3.0、5.0、5.0、8.0min，其它步骤不变，比色结果如下表6。
表6 加热时间及吸光度关系
    1.0     1.5     2.0     3.0     4.0     5.0     8.0
   1     0.240     0.261     0.261     0.252     0.250     0.549     0.226
   2     0.241     0.260     0.260     0.250     0.250     0.248     0.221
   3     0.009     0.012     0.011     0.009     0.008     0.009     0.006
由以上数据作图，则由图2也可以见到由于在1.5min时吸光度值最大，因此，最佳加热时间为1.5-2.0min。
显色剂酸度的条件：
由实验原理的显色反应式可知，重氮化中有2H+参加反应，即要在酸性条件下进行，为探索适宜的酸度条件，在预先装有0.02g显色粉末试剂的7个10mL比色管中，各加入2mL浓度为2μg/mL的亚硝酸盐标准使用液，然后分别滴加盐酸(1+1)使之处于不同pH下，比色后得表7。
表7 pH值与吸光度的关系
  标号     1     2     3     4     5     6     7
  pH值     0.5     1.0     1.5     2.5     3.5     4.0     7.0
  吸光度值     0.167     0.165     0.170     0.210     0.206     0.173     0.068
由以上数据作图(图3)可知pH值在2.5时，吸光度值最佳。
当样品中亚硝酸盐含量小于0.06g/kg样品时，酸度均控制在pH2.5-3.0，完全满足实验要求，如果亚硝酸盐含量大于0.06g/kg时，可将样品稀释后再做。
缓冲剂用量的选择：
缓冲剂在整个过程中起稳定酸度作用，因此，它的用量多少对测定结果有影响。称取10份各1.0g样品于15mL试管中，加水5mL，再加入0.5mol/L NaOH溶液1mL摇匀混合，再加入120g/L ZnSO4.7H2O 1mL混匀后再分别加入0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.50、4.00、5.00mL缓冲溶液，再加水至刻度，并测其吸光度值。
表10 缓冲剂用量与吸光度值的关系
  标号   缓冲剂用量(mL)    吸光度(A)
    1      0.00      0.243
    2      0.50      0.263
    3      1.00      0.273
    4      1.50      0.267
    5      2.00      0.279
    7      3.50      0.263
    8      4.00      0.264
    9      5.00      0.262
由以上数据作图(图4)可知，缓冲剂用量为2mL时，吸光度值最佳。当样品中亚硝酸盐含量＜0.06g/kg时，缓冲剂用量在0.5-50ml即可。
实施例3
实验条件同实施例2，所加固体显色剂量仍为0.02g，并将待测液用分光光度度计和标准色阶进行目视比色，其结果为吸光度值0.027，其含量为0.73μg，标准色阶为淡红紫色。从标准色阶可对应出g/kg值。
实施例4
条件同实施例3，其μg值为3.81，标准色阶红紫色。
实施例5
条件同实施例3，其μg值为1.15，标准色阶深红紫色。
本发明与已有国标法对比实验：
以下是对两样品中亚硝酸盐含量测定数据。
表9跃龙香肠中亚硝酸盐含量的测定(μg)。
  标号     1      2     3     4     5     6
本发明   9.2436   9.0894   9.0123   9.4340   9.4340   9.5378
国标法   9.2858   9.2315   9.4480   8.9610   9.8295   9.9868
表10 松江儿童肠中的亚硝酸盐含量测定(μg)
 标号     1     2     3     4     5     6
本发明  8.1636   8.2007   8.9309   8.3350   8.8550   8.8550
国标法  8.8663   8.4128   8.5765   8.7988   8.3118   9.1236
对以上数据进行统计学处理，t检验P＞0.05可知两种方法无显著性差异。
本发明优点：
本发明中用N-1-萘基乙二胺盐酸盐、对氨基苯磺酰胺、PVC制成固体显色剂，放置时间久，并且稳定(只要密闭、避光保存)，而已有的国标法的显色剂为0.4％的对氨基苯磺酸溶液和0.2％N-(1-萘基)-乙二胺溶液，不稳定，保存一周后，必须重新配制，只适用于实验室检测，且耗时长，所需试剂量大，操作繁琐，本发明提供的固体显色剂由于配方合理，显色速度快，显色范围也很宽，试剂微型化，取样量少，耗时短，国标法破坏酶的水解作用时，在水浴上加热15min，而本法只需在酒精灯上加热1.5min，整个检测过程只需5min，适合于现场食品卫生监测和亚硝酸盐食物中毒的检测，由于本发明中，亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺发生重氮化后即进行偶合反应，可减少样品中某些成份如抗坏血酸等的干扰所造成的亚硝酸盐分解，因此，本发明测定不仅灵敏度高而且准确度也很高。

Claims (5)

1，一种用于检测亚硝酸盐的固体显色剂，其特征在于它主要由：显色剂盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酰胺或对氨基苯磺酸、载体PVC组成，其中盐酸萘乙二胺与对氨基苯磺酰胺的质量比为0.1-3∶10，而PVC与二种显色剂总量的质量比为1-15∶1。
2，根据权利要求1所述的用于检测亚硝酸盐的固体显色剂，其特征在于所述的盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酰胺的用量比为1∶10；PVC与二种显色剂总量的比例为10∶1。
3，一种用于检测亚硝酸盐的固体显色剂的制备方法，其特征在于它包括以下几个步骤：
(1)称取显色剂盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酰胺或对氨基苯磺酸，其质量比例为0.1-3∶10；
(2)加入溶解上述显色剂而不溶解PVC的极性有机溶剂乙腈，让盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酰胺或对氨基苯磺酸溶解；
(3)加入载体PVC树脂摇匀，PVC与二种显色剂总量的质量比例为1-15∶1；
(4)蒸发处理，通入氮气，使溶剂挥发至干，成为均匀的固体显色剂。
4，根据权利要求3所述的用于检测亚硝酸盐的固体显色剂的制备方法，其特征在于所述的盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酰胺的用量比为1∶10；PVC与二种显色剂总量的比例为10∶1。
5，一种利用固体显色剂测定亚硝酸盐的方法，其特征在于它包括以下几个步骤：
(1)称取样品，切碎，加水，加入NaOH溶液充分振荡混合；
(2)加入ZnSO47H2O，加热时保持不出现沸腾，振荡；
(3)加入NH4AC缓冲液，加水，混匀；
(4)在已加入固体显色剂的离心管中，加入HCL调pH值，所述的固体显色剂它主要由：显色剂盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酰胺或对氨基苯磺酸、载体PVC组成，其中盐酸萘乙二胺与对氨基苯磺酰胺的质量比为0.1-3∶10，而PVC与二种显色剂总量的质量比为1-15∶1；
(5)将(3)的混合液过滤并加到步骤(4)的离心管中，关闭盖振摇；
(6)将(5)结果与标准色阶进行目视比色，测含量；
所述的加入固体显色剂的量为0.01-0.04g，该量对应于亚硝酸盐的含量小于0.06g/kg，显色时间大于2分钟，pH值范围2.5-3.0，加入NaOH浓度为0.3-1.0mol/L，用量1.5-0.5ml，ZnSO47H2O的浓度为60-120g/l，用量2-1ml，加热时间为1.5-2钟，醋酸铵缓冲液，其用量为0.5-5.0ml。
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