一种同时测试乳制品中镉和铅的方法

技术领域

本发明涉及乳制品检测技术领域，尤其涉及一种同时测试乳制品中镉和铅的方法。

背景技术

人们对乳制品的安全质量问题日益重视。镉和铅是常见的有害重金属元素，过量摄入镉和铅会对人体的肾功能、生殖功能、骨骼等造成危害，因此快速准确测量乳制品中镉和铅含量具有非常重要的意义。

常规的检测方法需要将乳制品样品消解后进行检测，常用的消解方法包括有湿法消解、干式灰化和微波消解等，消解的过程不仅耗费时间，而且需要使用大量的酸。采用消解法对样品进行前处理，一方面耗时耗力且有大量酸挥发后可能存在环保和安全上的隐患，另一方面消解过程会给带来潜在的污染风险，降低分析结果的准确性。为了解决上述问题，减少了样品前处理的步骤，降低潜在污染的可能，提高分析速度和工作效率，同时保证分析结果的准确性，有必要提出一种直接进样快速测定乳制品中镉含量的分析方法。

CN106290193A公开了一种直接进样快速测定乳制品中镉含量的分析方法，通过将一定量乳制品样品以超纯水稀释成一定倍数的稀释液，然后以稀释液直接进样，采用石墨炉原子吸收光谱法测定其中的镉含量，从而快速测定样品中的镉含量，采用硝酸钯作为基体改进剂结合标准加入法将基体干扰的可能降到了最低，镉元素的吸光度与浓度有着良好的线性关系。但是该方法对设备要求高，难以便携式检测，且单次仅能检测镉一种金属，针对不同风味或者不同类别的乳制品需要重新测定标准曲线，检测效率低下。

CN101344483A公开了一种检测乳和乳制品中重金属铅含量的方法，包括如下步骤：1)绘制标准曲线；2)制备样品并用配制好的还原剂和载流液上机检测，得到检测结果；3)将步骤2)中的检测结果与所述的标准曲线比对，即得到样品中铅的含量；4)上述步骤中所使用的检测仪器为原子荧光光度计。但该方法同样需要高成本的仪器设备，且难以便携检测，无法同时检测镉和铅。

因此，需要开发新的检测速度更快更便捷且可同时检测不同重金属的检测方法。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，通过在混合测试液中加入信号放大剂、氯盐溶液和稳定剂，并加入pH调节剂调节pH，各组分之间相互配合，使其能够采用丝网印刷电极一次性检测出镉和铅两种重金属的含量，检测效率提升且检测准确性高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)提取乳制品得到提取液；

(2)混合pH调节剂、信号放大剂、氯盐溶液、稳定剂和提取液，得到混合测试液；所述氯盐包括氯化钠、氯化钾或氯化铵中的任意一种或至少两种的组合；

(3)所述混合测试液经丝网印刷电极进行测试，并根据标准曲线，计算同时得到乳制品中镉和铅含量。

本发明通过在混合测试液中加入氯盐，能够起到放大信号和稳定提取液的作用，同时氯盐提高体系的盐含量，从而与pH调节剂相互协同，起到屏蔽混合测试液中基质对于测试的影响。本发明所述基质包括乳制品中的蛋白质、脂肪和碳水化合物等。

值得说明的是，本发明中信号放大剂和稳定剂组合使用，并与氯盐相互配合，才能同时得到稳定的镉峰和铅峰，实现二者的同步测量，这其中涉及到二者出峰的稳定性，以及二者之间测试结果体现在出峰位置上的分离情况，本发明正是通过选用pH调节剂、信号放大剂、氯盐溶液和稳定剂相互配合，提高了测试结果的准确性和稳定性。

优选地，步骤(1)中所述提取乳制品包括：混合提取剂和乳制品，得到的混合物料依次经震荡处理和离心，得到提取液。

优选地，所述乳制品包括酸奶、纯牛奶、灭菌乳、发酵乳、乳饮料、巴氏杀菌乳、调制乳、原奶或奶粉等。

优选地，步骤(1)中所述提取剂包括硝酸、高氯酸、乙酸、盐酸或三氯乙酸中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合为硝酸和高氯酸的组合，乙酸和高氯酸的组合，硝酸和乙酸的组合，盐酸和高氯酸的组合，硝酸和高氯酸的组合，硝酸和三氯乙酸的组合，优选包括硝酸和乙酸。

优选地，所述硝酸和乙酸的体积比为0.8～1.2:1，例如可以是0.8:1、0.85:1、0.89:1、0.94:1、0.98:1、1.03:1、1.07:1、1.12:1、1.16:1或1.2:1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述硝酸的浓度为5～15wt％，例如可以是5wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％或15wt％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述乙酸的浓度为0.5～2wt％，例如可以是0.5wt％、0.7wt％、0.9wt％、1wt％、1.2wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.7wt％、1.9wt％或2wt％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)中所述提取剂和乳制品的体积比为0.8～1.2:1mL/g，例如可以是0.8:1mL/g、0.85:1mL/g、0.9:1mL/g、0.95:1mL/g、1.0:1mL/g、1.05:1mL/g、1.1:1mL/g、1.15:1mL/g或1.2:1mL/g等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述震荡处理的时间为2～5min，例如可以是2min、2.4min、2.7min、3.0min、3.4min、3.7min、4.0min、4.4min、4.7min或5min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述离心的转速为6000～8000r/min，例如可以是6000r/min、6200r/min、6400r/min、6600r/min、6880r/min、7110r/min、7330r/min、7500r/min、7700r/min或8000r/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述离心的时间为1～5min，例如可以是1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min或5min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)中所述pH调节剂包括氢氧化钠和/或乙酸铵。

优选地，所述pH调节剂调节使得混合测试液的pH为4.0～5.0，例如可以是4.0、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9或5.0等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)中所述信号放大剂包含汞元素，优选包括水中汞和/或硝酸汞。本发明中通过添加汞元素作为信号放大剂，显著提高了检测结果的准确性。

优选地，所述信号放大剂与所述提取液的体积比为0.03～0.05：1，例如可以是0.03：1、0.033：1、0.035：1、0.037：1、0.039：1、0.042：1、0.044：1、0.046：1、0.048：1或0.05：1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)中所述氯盐溶液中氯盐的浓度为3～5mol/L，例如可以是3mol/L、3.3mol/L、3.5mol/L、3.7mol/L、3.9mol/L、4.2mol/L、4.4mol/L、4.6mol/L、4.8mol/L或5mol/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述氯盐溶液与所述提取液的体积比为0.03～0.05：1，例如可以是0.03：1、0.033：1、0.035：1、0.037：1、0.039：1、0.042：1、0.044：1、0.046：1、0.048：1或0.05：1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

值得说明的是，氯盐溶液与提取液的体积比对于最终检测结果的稳定性和准确性影响较大，当氯盐溶液的用量过大或过小时，均容易导致混合测试液的测试结果不稳定。

优选地，步骤(2)中所述稳定剂包括NaSCN的溶液。

本发明优选采用NaSCN的溶液作为稳定剂，相较于其他物质而言，NaSCN能够与汞、镉和铅相互作用提高检测结果的稳定性。

优选地，所述NaSCN的溶液与提取液的体积比为0.01～0.03:1，例如可以是0.01:1、0.015:1、0.018:1、0.020:1、0.022:1、0.025:1、0.028:1或0.030:1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述NaSCN的溶液中NaSCN的浓度为0.05～0.15％，例如可以是0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.10％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％或0.15％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(3)中所述测试采用差分脉冲伏安法。

优选地，所述测试的扫描范围为-1～-0.45V。

优选地，所述测试的富集电位为-1.5～-1.0V。

优选地，所述测试的富集时间为150～600s，例如可以是150s、185s、215s、250s、280s、315s、350s、380s、410s、450s、500s、550s或600s等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：

(1)混合提取剂和乳制品，得到的混合物料依次经震荡处理2～5min和6000～8000r/min离心1～5min，得到提取液；

所述提取剂包括硝酸、高氯酸、乙酸、盐酸或三氯乙酸中的任意一种或至少两种的组合；所述提取剂和乳制品的体积比为0.8～1.2:1mL/g；

(2)混合pH调节剂、包含汞元素的信号放大剂、氯盐溶液、NaSCN的溶液和提取液，得到pH为4.0～5.0的混合测试液；

所述信号放大剂与所述提取液的体积比为0.03～0.05：1，所述氯盐包括氯化钠、氯化钾或氯化铵中的任意一种或至少两种的组合；所述氯盐溶液中氯盐的浓度为3～5mol/L；所述氯盐溶液与所述提取液的体积比为0.03～0.05：1；所述NaSCN的溶液与提取液的体积比为0.0005～0.0015：1；所述NaSCN的溶液中NaSCN的浓度为0.05～0.15％；

(3)所述混合测试液经丝网印刷电极进行测试，所述测试采用差分脉冲伏安法，扫描范围为-1～-0.45V，富集电位为-1.5～-1.0V，富集时间为150～600s，并根据标准曲线，计算同时得到乳制品中镉和铅含量。

本发明对所述丝网印刷电极没有特殊限制，可采用本领域技术人员熟知的任何可用于检测液体电流强度的丝网印刷电极。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的同时测试乳制品中镉和铅的方法无需采用消解步骤，操作安全可行；

(2)本发明提供的同时测试乳制品中镉和铅的方法能够将乳制品中的铅和镉有效转移至溶液中，标准曲线的R

(3)本发明提供的同时测试乳制品中镉和铅的方法针对不同乳制品可以共用一套标准曲线，使用方便，易于推广。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的同时测试乳制品中镉和铅的方法的镉含量的标准曲线图。

图2是本发明实施例1提供的同时测试乳制品中镉和铅的方法的铅含量的标准曲线图。

图3是本发明实施例1提供的同时测试乳制品中镉和铅的方法的电位和电流的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

以下实施例和对比例采用便携式电化学重金属检测仪和一次性丝网印刷电极。

实施例1

本实施例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，包括如下步骤：

(1)混合0.5mL 10％硝酸、0.5mL 1％乙酸和1.0g乳制品，得到的混合物料依次经震荡处理3min和7000r/min离心3min，得到上清液，所述上清液即为提取液；

(2)取上清液500μL，将乙酸铵、20μL水中汞、20μL 3mol/L的氯化钠溶液、10μL0.1％NaSCN的溶液和提取液混合，得到pH为4.5的混合测试液；

(3)所述混合测试液经碳基丝网印刷电极进行测试，所述测试采用差分脉冲伏安法，扫描范围为-1V～-0.45V，富集电位为-1.4V，富集时间为300s，并根据标准曲线，计算同时得到乳制品中镉和铅含量。

标准曲线的测量：分别吸取不同浓度镉和铅标准溶液加入1.0g阴性乳制品中，采用实施例1的方法制备待测标准液，使其终浓度分别为2ppb、5ppb、10ppb、20ppb、40ppb和100ppb。

其测得的标准曲线图如图1和图2所示，图1为铅的标准曲线，图2为镉的标准曲线。从图1～2可以看出，实施例1提供的方法灵敏度高，且标准曲线的R

采用上述测得的标准曲线为基础，通过加标的方式测定两种不同的乳制品，乳制品分别标记为乳制品A和乳制品B，乳制品A为芒果味发酵乳，乳制品B为蓝莓味酸奶，每次测量两个数据，具体镉加标情况和测试结果如表1所示，铅加标情况和测试结果如表2所示，单位均为ppb。

表1

表2

采用上述测得的标准曲线为基础，购置乳制品铅标准液和乳制品镉标准液进行测量，以测试标准曲线的准确性，结果分别如表3和表4所示。

表3

表4

从表1～3可以看出，本发明提供的同时测试乳制品中镉和铅的方法的测试准确性高，且重复性好，针对标准样品的相对标准偏差控制在2.6574％以内，准确性在±3.0702％以内。

实施例2

本实施例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，包括如下步骤：

(1)混合0.4mL 10％硝酸、0.5mL 1％乙酸和1.0g乳制品，得到的混合物料依次经震荡处理5min和8000r/min离心1min，得到上清液，所述上清液即为提取液；

(2)取上清液500μL，将乙酸铵、15μL水中汞、25μL 3mol/L的氯化钾溶液、10μL0.12％NaSCN的溶液和提取液混合，得到pH为5.0的混合测试液；

(3)所述混合测试液经碳基丝网印刷电极进行测试，所述测试采用差分脉冲伏安法，扫描范围为-1V～-0.45V，富集电位为-1.2V，富集时间为200s，并根据标准曲线，计算同时得到乳制品中镉和铅含量。

实施例3

本实施例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，包括如下步骤：

(1)混合0.5mL 11％硝酸、0.4mL 2％乙酸和1.0g乳制品，得到的混合物料依次经震荡处理2min和6000r/min离心5min，得到上清液，所述上清液即为提取液；

(2)取上清液500μL，将氢氧化钠、25μL水中汞、15μL 3mol/L的氯化铵溶液、10μL0.5％NaSCN的溶液和提取液混合，得到pH为4.0的混合测试液；

(3)所述混合测试液经碳基丝网印刷电极进行测试，所述测试采用差分脉冲伏安法，扫描范围为-1V～-0.45V，富集电位为-1.5V，富集时间为450s，并根据标准曲线，计算同时得到乳制品中镉和铅含量。

实施例4

本实施例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，所述方法除NaSCN的溶液替换为KSCN的溶液外，其余均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例5

本实施例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，所述方法除氯化钠溶液替换为等量的氯化镁溶液外，其余均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例6

本实施例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，所述方法除氯化钠溶液的量为5μL外，其余均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例7

本实施例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，所述方法除氯化钠溶液的量为50μL外，其余均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例8

本实施例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，所述方法除pH为5.5外，其余均与实施例1相同，在此不再赘述。

对比例1

本对比例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，所述方法除不加水中汞外，其余均与实施例1相同，在此不再赘述。

对比例2

本对比例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，所述方法除不加氯化钠溶液外，其余均与实施例1相同，在此不再赘述。

对比例3

本对比例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，所述方法除不加NaSCN的溶液外，其余均与实施例1相同，在此不再赘述。

对比例4

本对比例提供一种同时测试乳制品中镉和铅的方法，所述方法除不加乙酸铵调节pH外，其余均与实施例1相同，在此不再赘述。

标准曲线的测量：分别吸取不同浓度镉和铅标准溶液加入1.0g阴性乳制品中，采用实施例2～8以及对比例1～4的方法制备待测标准液，使其终浓度分别为0ppb、2ppb、5ppb、10ppb、20ppb、40ppb和100ppb，并进行测试，计算铅和镉的标准曲线。同时针对标准样品D进行检测，每个方法进行三次测试取平均值。测试结果如表5所示。

表5

/>

从表5可以看出如下几点：

(1)综合实施例1～3可以看出，本发明提供的同时测试乳制品中镉和铅的方法的测试准确性高，且重复性好，针对标准样品的相对标准偏差在3％以内，准确性的绝对值在3.0702％以内；

(2)综合实施例1和实施例4以及对比例3可以看出，实施例1选择KSCN作为稳定剂，相较于实施例4中选择NaSCN以及对比例3中不加入稳定剂而言，实施例1中的测试重复性高，即标准偏差小，且与标准样品的相差量小，准确性高；而实施例4中效果优于对比例3，由此表明，本发明优选加入稳定剂能够更进一步提高测试的重复性和准确性，同时进一步通过优选KSCN作为稳定剂，能够更进一步降低相对标准偏差且提高测试准确性；

(3)综合实施例1和实施例5～7以及对比例2可以看出，实施例1中加入20μL的3mol/L的氯化钠溶液，相较于实施例5～7中分别为氯化镁溶液、5μL以及50μL，以及对比例2中不加入氯化钠溶液而言，实施例1中铅和镉的相对标准偏差分别仅为0.3466％和0.2068％，而实施例5～7中铅的相对标准偏差分别高达7.7186％、8.8422％、18.3683％，镉的相对标准偏差分别高达13.1013％、14.4831％、23.5415％，对比例2中测试的准确性和重复性更差，由此表明，本发明通过优选特定的氯盐溶液，显著提高了测试的稳定性和重复性，且将其加入量控制在特定范围内，更有利于提高检测的准确性和重复性；

(4)综合实施例1和实施例8以及对比例4可以看出，实施例1中将pH控制为4.5，相较于实施例8中pH为5.5以及对比例4中不调节pH而言，实施例1的测试重复性和准确性均高于实施例8和对比例4，由此表明，本发明通过优选将混合测试液的pH控制在特定范围内，能够更好地提高测试的准确性和重复性；

(5)综合对比例1～4和实施例1可以看出，本发明提供的同时测试乳制品中镉和铅的方法的混合测试液中各组分相互协同，能够提高测试信号的稳定性且有效分离铅和镉，实现两种物质的同步测量。

本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。