CN111855637A - 一种乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，包含如下步骤：S1)样品前处理：按质量取1份的乳制品样品，加入0.8‑1份蛋白沉淀剂超声或旋涡混合1‑2min，将混合液在3000‑4000rpm/min下离心分层1‑3min；取出上层提取液进行稀释，稀释后过阳离子交换小柱，收集滤液待测；S2)硫氰酸钠的拉曼光谱检测：在拉曼检测池中，加入上述S1中收集滤液，再加入金属溶胶和团聚剂，混匀进行拉曼检测。本发明操作简单，对仪器设备要求低、无需超高转速离心机，检测准确度高，无需大量的有机溶剂及有毒试剂。

Description

一种乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法
技术领域
本发明涉及一种食品检测方法，尤其涉及一种乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法。
背景技术
硫氰酸钠(NaSCN)是一种白色斜方结晶或粉末，属于化工原料，同时在牛乳和人体中天然存在。硫氰酸钠在液态奶或奶粉中起到保鲜抑菌的作用，但由于硫氰酸钠在人体中会释放出有毒的氰根离子，氰根离子能快速结合细胞色素氧化酶中的三价铁离子，从而抑制细胞色素氧化酶活性，使细胞组织不能结合氧而导致人体中毒。
早期由于技术条件限制，食品在运输和储存过程中缺乏冷链条件，国际食品法典委员(CAC)允许将硫氰酸钠作为防腐剂添加在生乳中，规定添加量为14mg/kg。随着食品冷链技术的发展，从2008年起我国开始禁止在乳及乳制品中加入硫氰酸钠作为防腐剂，但由于乳品中硫氰酸钠的本底值，为加强乳制品中非法添加物的监管力度，防范乳品风险，总局将液态乳中硫氰酸钠的风险监测参考值确定为10mg/kg。
目前我国尚未制定出台有关乳制品中硫氰酸钠的国家检测标准，目前硫氰酸钠多采用分光光度计法和色谱法进行测定，这两种方法检测准确度高，但耗时较长，需要复杂的样本前处理过程和专业人员操作。中国专利文献CN103439312A提供了一种基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术对牛奶中硫氰酸钠的含量进行快速检测的方法，该方法使用便携式拉曼光谱仪和金属溶胶对牛奶中硫氰酸钠进行检测，使用三氯乙酸作为蛋白沉淀剂和团聚剂，但该方法需使用超高速离心机能满足14000rpm/min转速，高速离心机不但价格较贵，而且使用时多有不便。
中国专利文献CN106918586B中公开了一种奶粉中多种掺杂物同时检出的方法，该方法将SERS基底固定在纸片上，测试时需使用展开剂进行展开，并每间隔0.2cm就需扫描一次，耗时较长，不利于检测人员现场操作。
因此，有必要克服上述现有技术中存在的不足，提供一种乳制品中硫氰酸钠的拉曼光谱快速检测方法，以解决目前硫氰酸钠在简单、快速、廉价检测发面的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，操作简单，对仪器设备要求低、无需超高转速离心机，检测准确度高，无需大量的有机溶剂及有毒试剂。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，包含如下步骤：S1)样品前处理：按质量取1份的乳制品样品，加入0.8-1份蛋白沉淀剂超声或旋涡混合1-2min，将混合液在3000-4000rpm/min下离心分层1-3min；取出上层提取液进行稀释，稀释后过阳离子交换小柱，收集滤液待测；S2)硫氰酸钠的拉曼光谱检测：在拉曼检测池中，加入上述S1中收集滤液，再加入金属溶胶和团聚剂，混匀进行拉曼检测。
进一步地，所述步骤S1中的乳制品样品为新鲜乳样或牛奶制品。
进一步地，所述步骤S1中的蛋白沉淀剂为三氯乙酸水溶液，所述三氯乙酸水溶液的质量百分浓度为8-15％。
进一步地，所述步骤S1中乳制品样品加入蛋白沉淀剂经涡旋和离心分层至发生明显沉淀现象。
进一步地，所述步骤S1中阳离子交换小柱为ANPEL MCX阳离子小柱。
进一步地，所述步骤S1中提取液的稀释倍数为4-10倍，所述阳离子交换小柱的规格为150mg,6mL。
进一步地，所述步骤S2中金属溶胶为银纳米溶胶，所述团聚剂为有机酸团聚剂或卤盐中至少一种。
进一步地，所述有机酸团聚剂的质量百分浓度为8-15％，所述卤盐摩尔浓度为0.01M至其饱和液，所述金属溶胶中的银纳米粒子粒径在55-65nm之间。
进一步地，所述步骤S2中待测液、金属溶胶和无极团聚剂加入比例为1:0.1-2:0.1-1。
进一步地，所述步骤S2中硫氰酸钠拉曼特征峰为2100cm-1。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，包括样品前处理和拉曼测试步骤，前处理过程通过简单的涡旋、离心、除杂等步骤对乳制品中目标分子进行分离提纯，并通过阳离子交换小柱收集滤液待测；然后，以金属溶胶中的纳米粒子作为基底，加入团聚剂后通过便携式光谱仪或手持式光谱仪进行检测；经过简单的离心、稀释步骤，配合便携式拉曼光谱设备或者手持式拉曼光谱仪对牛奶中硫氰酸钠进行测试，操作简单，对仪器设备要求低、无需超高转速离心机，检测准确度高，无需大量的有机溶剂及有毒试剂，对实验人员身体健康和自然环境不会造成伤害。检测结果满足各地海关口岸及市场监管部门快速筛查、复核的检测要求。
附图说明
图1为本发明实施例1中新鲜巴氏杀菌脱脂鲜牛奶中硫氰酸钠的拉曼检测结果图；
图2为本发明实施例2中新鲜牛乳中硫氰酸钠的拉曼检测结果图；
图3为本发明实施例3中巴氏杀菌全脂鲜牛奶硫氰酸钠的拉曼检测结果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
本发明提供的技术方案如下：
S1)样品前处理：按质量取1份的乳制品样品，加入0.8-1份蛋白沉淀剂超声或旋涡混合1-2min，将混合液在3000-4000rpm/min下离心分层1-3min；取出上层提取液进行稀释，稀释后过阳离子交换小柱，收集滤液待测；
S2)硫氰酸钠的拉曼光谱检测：在拉曼检测池中，加入上述S1中收集滤液，再加入金属溶胶和团聚剂，混匀进行拉曼检测。
本发明的步骤S1中的乳制品样品为新鲜乳样或牛奶制品，本发明的阳离子交换小柱主要用于前期牛奶或乳品中杂质净化，通阳离子交换小柱降低待测样品中非目标化合物含量，提高后期检测灵敏度；拉曼光谱是用于后期对物质进行定性定量判别提供依据；两者的有机结合可以大幅提高方法检出限。所述步骤S1中阳离子交换小柱为ANPEL MCX阳离子小柱，所述阳离子交换小柱的规格为150mg,6mL；所述步骤S1中乳制品样品加入蛋白沉淀剂经涡旋和离心分层至发生明显沉淀现象。
进一步地，所述步骤S1中提取液的稀释倍数为4-10倍；所述步骤S1中的蛋白沉淀剂为三氯乙酸水溶液，所述三氯乙酸水溶液的质量百分浓度优选为8-15％；三氯乙酸主要是作为提取剂和蛋白沉淀剂使用，若是浓度太低将会导致蛋白沉淀不充分，太高则会使溶液酸性较强均不利于后续拉曼测试，都将会导致方法最低检出浓度偏高。
本发明提供的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，所述步骤S2中金属溶胶优选为银纳米粒子，粒径在55-65nm之间，粒径太大或太小均会导致最终拉曼检测信号偏弱。纳米银的合成过程如下：将100mL 1mM的硝酸银加热至沸腾，快速加入1.1mL 1％柠檬酸三钠溶液，剧烈搅拌30min，冷却至室温。
进一步地，所述团聚剂为有机酸团聚剂或卤盐中至少一种，所述有机酸团聚剂的质量百分浓度优选为8-15％，其主要是作为拉曼检测时的辅助增强试剂使用可以有效提高目标待测物拉曼信号响应数值。浓度太高，则会导致后期检测体系急速聚集，目标物无法检出；若浓度太低，会导致后期拉曼测试信号偏弱。优选地，有机酸团聚剂和卤盐可以配合使用，所述卤盐摩尔浓度为0.01M至其饱和液。
本发明提供的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，所述步骤S2中待测液、金属溶胶和无极团聚剂加入比例为1:0.1-2:0.1-1；使得所述步骤S2中硫氰酸钠拉曼特征峰达到2100cm-1；待测液、金属溶胶和无极团聚剂加入比例对后续拉曼信号有较大影响，加入太多金属溶胶会导致检测成本上升，另一方面三者加入比例不合适会使检测体系之间不能充分作用，进而影响后续拉曼特征峰强度，最终使得目标待测物不能检出。
实施例1
新鲜巴氏杀菌脱脂鲜牛奶中硫氰酸钠的拉曼检测，其步骤如下：
S1、取1mL鲜奶样品，加入1mL10％三氯乙酸，涡旋1min，4000rpm/min离心2min。
S2、取0.2mL离心后上清液，加入水稀释至2mL，振荡摇匀。
S3、取稀释后液体转移至MCX小柱(150mg,6mL)，以2s/1d过柱，弃去前面1.5mL，收集后面0.5mL液体待测。
S4、取0.2mL银纳米粒子，加入0.1mL待测液，加入0.1mL10％三氯乙酸测试，结果见图1，横坐标为波数，纵坐标为拉曼强度。从图1中可以看出，本发明通过阳离子小柱提取结合拉曼光谱技术，新鲜牛奶中5ppm硫氰酸钠可以检出，满足食药监总局关于牛奶中硫氰酸钠风险预警值(10ppm)要求，与现有方法相比该方法操作简单，耗时短，没有用到较强毒性试剂，无需大型仪器设备，检测灵敏度高。
实施例2
新鲜牛乳中硫氰酸钠的拉曼检测，其步骤如下：
S1、取1mL鲜牛乳样品，加入1mL12％三氯乙酸，涡旋1min，4000rpm/min离心2min。
S2、取0.5mL离心后上清液，加入水稀释至2mL，振荡摇匀。
S3、取稀释后液体转移至MCX小柱(150mg,6mL)，以2s/1d过柱，弃去前面1.5mL，收集后面0.5mL液体待测。
S4、取0.2mL银纳米粒子，加入0.1mL待测液，加入0.1mL12％三氯乙酸测试，结果见图2。
实施例3
巴氏杀菌全脂鲜牛奶硫氰酸钠的拉曼检测，其步骤如下：
S1、取1mL鲜奶样品，加入1mL10％三氯乙酸，超声1min，4000rpm/min离心2min。
S2、取0.3mL离心后上清液，加入水稀释至2mL，振荡摇匀。
S3、取稀释后液体转移至MCX小柱(150mg,6mL)，以2s/1d过柱，弃去前面1.5mL，收集后面0.5mL液体待测。
S4、取0.2mL银纳米粒子，加入0.1mL待测液，加入0.1M氯化钠测试，结果见图3。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，其特征在于，包含如下步骤：
S1)样品前处理：按质量取1份的乳制品样品，加入0.8-1份蛋白沉淀剂超声或旋涡混合1-2min，将混合液在3000-4000rpm/min下离心分层1-3min；取出上层提取液进行稀释，稀释后过阳离子交换小柱，收集滤液待测；
S2)硫氰酸钠的拉曼光谱检测：在拉曼检测池中，加入上述S1中收集滤液，再加入金属溶胶和团聚剂，混匀进行拉曼检测。
2.如权利要求1所述的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1中的乳制品样品为新鲜乳样或牛奶制品。
3.如权利要求1所述的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1中的蛋白沉淀剂为三氯乙酸水溶液，所述三氯乙酸水溶液的质量百分浓度为8-15％。
4.如权利要求1所述的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1中乳制品样品加入蛋白沉淀剂经涡旋和离心分层至发生明显沉淀现象。
5.如权利要求1所述的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1中阳离子交换小柱为ANPEL MCX阳离子小柱。
6.如权利要求5所述的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1中提取液的稀释倍数为4-10倍，所述阳离子交换小柱的规格为150mg,6mL。
7.如权利要求1所述的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S2中金属溶胶为银纳米溶胶，所述团聚剂为有机酸团聚剂或卤盐中至少一种。
8.如权利要求7所述的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述有机酸团聚剂的质量百分浓度为8-15％，所述卤盐摩尔浓度为0.01M至其饱和液，所述金属溶胶中的银纳米粒子粒径在55-65nm之间。
9.如权利要求7所述的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S2中待测液、金属溶胶和无极团聚剂加入比例为1:0.1-2:0.1-1。
10.如权利要求1所述的乳制品中硫氰酸钠的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S2中硫氰酸钠拉曼特征峰为2100cm-1。
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