專利名稱：飼料及食品中腈的分離純化及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及痕量有機化合物的分離及檢測方法，特別是飼料及食品中痕量腈的分離及檢測方法。
我們首次從飼料及某些食品中發(fā)現(xiàn)了一類毒性化合物——腈的存在(《中國油脂》1993.3，P8～11)，其急性中毒癥狀與氰化物中毒癥狀相似，慢性中毒主要損害肝臟、消化道粘膜等，通常表現(xiàn)為營養(yǎng)代謝低下、滯長、下痢乃至死亡，其毒性作用閾對雞為40～60mg腈/公斤體重。一般飼料的含腈量為0～200mg/kg，預(yù)榨菜籽油含腈量為28～246mg/kg，芥子末(醬)為63～823mg/kg，四川榨菜為45～166mg/kg。飼料中的腈不僅使牲畜營養(yǎng)代謝低下而導致飼喂成本增加，還因為食物鏈的關(guān)系，殘毒最終轉(zhuǎn)移至人體。食品中的腈則直接威脅著人體的健康。
為消除和預(yù)防飼料及食品中痕量腈對人體的危害，對其進行定量檢測分析是十分必要的。目前國內(nèi)外均以飼料或食物的水或溶劑萃取液直接進樣，進行氣相色譜或液相色譜分析，由于未經(jīng)分離純化處理，色譜峰顯示有包絡(luò)成份，明顯失真，故誤差甚大。要想采用簡便一點的化學分析更是困難，這是因為含量甚微的腈被大量蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、磷脂、丹寧等主體成份所固束，或受其強力干擾，而難以分析得到準確的含腈量。
本發(fā)明的目的在于提供一種簡便有效的分離純化痕量腈的方法，并用于準確測定飼料、食品中的含腈量。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案如下以水為萃取劑，對含腈物料進行萃取，萃取液逐滴進入160～220℃的蒸發(fā)室內(nèi)進行閃急式蒸發(fā)，并迅速將腈—水共沸蒸汽移出蒸發(fā)室驟冷下來，收集冷凝液，得到純化過的腈水溶液。
該冷凝液再經(jīng)氣相色譜、液相色譜或化學定量分析，便可準確地檢測出原物料的含腈量。
飼料及食品中所含腈以[4]-戊烯腈和[2]-甲基[5]-己烯腈為主，它們在水中(常溫下)的溶解度為0.3～0.8％，故少量的水即可全部萃取出物料中所含的腈，通常水的用量為待分析物料的1倍以上。
腈在接近沸點時(上述二種腈的沸點為180～200℃)，與水形成共沸物，在極短的分子自由行程內(nèi)(例如蒸發(fā)室直徑D≤30mm)使共沸蒸汽移出蒸發(fā)室并冷凝，即可獲得滿意的分離效果。因分子閃急蒸發(fā)出來是水和腈的共沸物，無其它雜質(zhì)，故同時達到了純化的目的。溶于水的食物主體營養(yǎng)成份如可溶性蛋白、糖類、磷脂、丹寧及色素物質(zhì)等均不能與水形成共沸物，在160～220℃的溫度下形成焦渣殘留于蒸發(fā)室底部，實驗完畢后可清除之。
為使閃急蒸發(fā)出來的共沸蒸汽不在蒸發(fā)室內(nèi)迂回停留，應(yīng)從蒸發(fā)器底部或某一方向上通入氮氣，挾帶共沸蒸汽直接進入冷凝管，腈和水被冷凝下來后，氮氣從冷凝管出口處放空。
萃取液滴入蒸發(fā)室的速度為5～100ml/h，通氮速度為0.5～10L/h，蒸發(fā)室容積為50～120ml。
飼料或食品的含腈萃出液經(jīng)閃急蒸發(fā)處理后，明顯地排除了雜質(zhì)的干擾，萃出液已從棕褐色變成澄清透明，略帶淡黃色的液體，完全能適用于下一步的化學定量分析，如雙氧水?；?、氣氨吸收滴定、氣氨吸收比色法、銨離子滴定法、氨氣敏電極法等。從氣相色譜分析中也可看出，經(jīng)閃蒸處理后的水萃取液與標樣戊烯腈的峰形、出峰時間均一致，而未經(jīng)閃蒸的水萃取液因雜質(zhì)干擾而出現(xiàn)不對稱峰并改變了出峰時間。因此，本發(fā)明可大大提高檢測結(jié)果的準確度和精度。
本發(fā)明適用于飼料、菜籽粕、菜籽油或某些食品的含腈限量分析樣品的前處理，處理方法簡單易行，易于掌握，可作為腈限量監(jiān)測的常規(guī)方法。
本發(fā)明以水為萃取劑，原料易得，無毒，能直接從固體物料中萃出幾近全部的痕跡量腈，對油脂則進行液——液萃取，一次萃取可萃出75％以上的腈。
以下為本發(fā)明的實施例。
實施例1取10g菜籽粕經(jīng)粉碎后用50ml蒸餾水常溫萃取1小時，萃取過程中不時手動翻攪，然后用布氏漏斗過濾，濾液在90～100℃的水浴中加熱5～10分鐘使部分蛋白質(zhì)沉析出來，再經(jīng)布氏漏斗過濾，得濾液約40ml。在一個120ml容積的石英燒瓶中進行閃急蒸發(fā)，出口直接與玻璃冷凝管相連，以油浴加熱，浴溫為180℃±5℃，氮氣流速為4l/h，萃取液滴加速度為12ml/h，收集到閃蒸液39.5ml。
取此分子閃蒸液20ml，以等體積三氯甲烷在分液漏斗中進行萃取操作，注意在分離三氯甲烷時絕對不要挾帶閃蒸液。將此三氯甲烷在60℃水浴上蒸發(fā)濃縮至5ml左右，即轉(zhuǎn)入克氏定氮儀中，加入6％H2O2溶液10ml，33％NaOH溶液10ml，靜置1～2小時后再加入10ml蒸餾水，隨即用電爐加熱，反應(yīng)生成的NH3用0.02NH2SO4吸收，滴定剩下的酸，減差法求得生成的NH3(定氮過程同克氏定氮法)。因一分子氮來源于一分子腈，故以氨量×81/17即可換算出分子閃急蒸發(fā)液中原有腈量(樣品中以戊烯腈含量為主，故均以戊烯腈分子量81計算，下同)。
經(jīng)用四川忠縣菜籽粕所作的結(jié)果為腈含量為137mg/kg(克氏定氮法)，閃蒸液經(jīng)氣相色譜分析的結(jié)果為131mg/kg。(氣相色譜條件5～10％PEG，2Mφ3填充柱，柱溫100～120℃，進樣器200℃，進樣1μl，標準腈樣品作外標計量。)實施例2取四川邛崍產(chǎn)大豬飼料10g，經(jīng)粉碎后用50ml蒸餾水萃取，采用與實施例1相同的步驟，閃蒸條件為浴溫190℃±5℃，氮氣流速0.5L/h，萃取液滴加速度20ml/h，得閃蒸液40.8ml。
取此閃蒸液20ml，按1∶1比例加入濃鹽酸，使溶液酸度為6N左右，密封此耐壓試管(試壓0.5MPa)，然后將此試管放入130℃的烘箱或油浴中加熱2小時，進行酸解，腈被定量地轉(zhuǎn)化為NH+4(銨離子)，取出反應(yīng)管，冷卻后以定性濾紙過濾，收集全部濾液，轉(zhuǎn)入100～150ml三角燒瓶中。用8％NaOH中和至接近終點，加入2～3滴溴甲酚紫指示劑，再以0.02N NaOH仔細中和至終點(紫妃色)，然后以甲醛法定量銨離子。即到終點后再加入4ml已中和至中性的甲醛(36％)，此時溶液返色，繼續(xù)用0.02N NaOH滴定到原終點的紫妃色。從第一次終點到第二次終點所耗用堿的毫克當量即酸解前腈的毫克分子當量，乘以系數(shù)81(戊烯腈分子量)即得樣品中的含腈量。分析結(jié)果為腈含量11.6mg/kg，同一閃蒸液經(jīng)氣相色譜法分析(氣相色譜條件同實施例1)，其腈含量為11.0mg/kg。
實施例3取10g菜籽粕，按與實施例1相同的條件和方法，僅在進行克氏定氮時改用純水吸收反應(yīng)生成的氨，即可發(fā)展成納氏比色定氮法，也根據(jù)1克分子氨來源于1克分子腈的原理，而達到目視比色定量腈的結(jié)果。該比色法精度高，重復性好，能達到與滴定相同的分析精度。納氏比色定氮已是通用的方法。
實施例4取20g新榨出的菜籽油用20ml水反萃取，充分萃取后，以800～1500轉(zhuǎn)/分離心分離，下層水液進行分子閃急蒸發(fā)處理，然后按實施例1～3的任何一種方法均可方便地進行腈的定量。
實施例5按實施例2進行萃取操作，閃蒸條件為浴溫190℃±5℃，氮氣流速約8l/h，萃取液滴加速度為60ml/h，樣品中腈回收率大于90％。
實施例6芥末干粉10g，重復實施例1的萃取操作，閃蒸條件為浴溫200℃±5℃，氮氣流速約4l/h，萃取液滴加速度為20ml/h，樣品中腈回收率接近100％。
權(quán)利要求
1.一種飼料及食品中腈的分離純化及檢測方法，是以水為萃取劑，對含腈物質(zhì)進行萃取得到含腈水溶液，其特征在于萃取液逐滴進入160℃～220℃的蒸發(fā)室內(nèi)進行閃急式蒸發(fā)，并迅速將共沸蒸汽移出蒸發(fā)室驟冷下來，得到純化的腈水溶液，再進行氣相色譜、液相色譜或化學定量分析，得到準確的含腈量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飼料及食品中腈的分離純化及檢測方法，其特征在于，在進行分子閃急式蒸發(fā)時，可從蒸發(fā)室底部或某一方向上通入氮氣，其流速為0.5～10L/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的飼料及食品中腈的分離純化及檢測方法，其特征在于萃取液滴入蒸發(fā)室的速度為5～100ml/h，蒸發(fā)室容積為50～120ml。
全文摘要
本發(fā)明是一種飼料及食品中腈的分離純化及檢測方法，以水為萃取劑，對含腈物料進行萃取，然后于蒸發(fā)室內(nèi)進行閃急式蒸發(fā)，并迅速將腈—水共沸蒸汽移出蒸發(fā)室驟冷下來，收集冷凝液，得到純化過的腈水溶液。將該冷凝液再經(jīng)氣相色譜、液相色譜或化學定量分析，便可準確地檢測出原物料的含腈量。本發(fā)明檢測準確度和精度高，適用于飼料、菜籽粕、菜籽油或某些食品的含腈限量分析樣品的前處理，處理方法簡單易行，易于掌握，可作為腈限量監(jiān)測的常規(guī)方法。
文檔編號G01N25/14GK1137118SQ9511138
公開日1996年12月4日 申請日期1995年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月30日
發(fā)明者劉多敏, 胡之杰, 袁德銳, 吳祥錦, 陳祥云, 高志強 申請人:中國科學院成都有機化學研究所