乳制品食品安全与质量控制 ——乳品中离子型化合物检测方案

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1 乳制品食品安全与质量控制 ——乳品中离子型化合物检测方案
乳制品食品安全与质量控制 ——乳品中离子型化合物检测方案 This is the default title slide for Thermo Fisher Scientific Title photo options specific to end-markets will be available via commercial overview presentations due for release 姜振邦 离子色谱高级应用工程师

2 目 录 1 离子色谱简介 乳品中离子型有害物质的检测方案 2 5 乳品中离子型营养物质的检测方案

3 离子色谱的发展历程 仪器：更可靠 – 更方便 – 性能更优良-更高效-更快速 加入ThermoFisher，开启IC仪器联用新纪元
CD UV ED QD MS ICP/MS AFS FLD ICP “只加水”技术 第三代抑制器——微膜型抑制器（MMS） 1975 1985 1991 1998 2003 2010 2011 2016 第一台毛细管离子色谱仪 H.Small发表了第一篇抑制型离子色谱的文章，同年Dionex公司世界第一台商品化离子色谱问世。 从1975年开始，我们领导离子色谱发展41年 到了今年，我们推出新产品，继续领导离子色谱发展 高压离子色谱仪和亚微米粒径高效色谱柱 第四代抑制器——自动电解再生微膜型抑制器 仪器：更可靠 – 更方便 – 性能更优良-更高效-更快速

4 离子色谱系统概述 淋洗液 进样器 废液 电导检测器 保护柱 分析柱 抑制器 泵 我们先看一下离子色谱的流程

5 离子色谱系统概述 结构与HPLC相似，由流动相输送、分离、 检测和数据处理四部分组成
材质不同，用不被酸碱和络合剂腐蚀的PEEK材料；不用不锈钢 分离机理：离子交换、离子对、离子排斥和吸附 检测器： 1. 电化学：电导和安培 2. 光学： UV/VIS、荧光 3, 联用： IC-原子荧光，IC-MS，IC-ICP-MS

6 阳离子分析: 碱金属，碱土金属，有机胺和铵
离子色谱应用范围 阴离子分析: 首推和首选的方法 阳离子分析: 碱金属，碱土金属，有机胺和铵 多元素同时测定 价态形态分析（砷、硒、汞、铬 等） 有机化合物: 水溶性和极性化合物 糖类 氨基酸

7 乳制品安全分析 乳制品安全分析 硝酸盐、亚硝酸盐，硫氰酸根 三聚氰胺，三聚氰酸 双甲脒、氯羟吡啶 青霉素G、喹诺酮等 铅等重金属 塑化剂
硝酸盐、亚硝酸盐,硫氰酸盐 离子色谱

8 乳制品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定 亚硝酸盐检出限0.2mg/kg 硝酸盐检出限0.4mg/kg。
含有大量硝酸盐与亚硝酸盐的乳品经人食用后，大量亚硝酸盐可使人直接中毒，而且硝酸盐在人体内也可被还原为亚硝酸盐。亚硝酸盐与人体血液作用，形成高铁血红蛋白，从而使血液失去携氧功能，使人缺氧中毒，轻者头昏、心悸、呕吐、口唇青紫，重者神志不清、抽搐、呼吸急促，抢救不及时可危及生命。不仅如此，亚硝酸盐在人体内外与仲胺类作用形成亚硝胺类，它在人体内达到一定剂量时是致癌、致畸、致突变的物质，可严重危害人体健康。

9 乳制品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定 梯度洗脱快速清洗诸如硫氰酸、高氯酸等强保留物质，避免单针时间过长或成为下一针鬼峰

10 乳制品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定 3.0 亚硝酸根 (AS11-HC, hydroxide) 1 min 峰面积: 0.2743 µS•min
柱 效: 22,843 EP 1 min µS 亚硝酸根 (AS14, carbonate) 峰面积: µS•min 峰 高: 1.35 µS 柱 效: 5,172 EP –0.5 2.0 硝酸酸根(AS11-HC, hydroxide) 峰面积: µS•min 峰 高: 1.97 µS 柱 效: 42,068 EP In this slide we are comparing the sensitivity of a conventional IC method with the sensitivity obtained by use of RFIC. Here is a comparison of chloride and sulfate peaks for conventional IC and RFIC. In both instances the peaks are sharper and taller when using RFIC technology. This means that you will be able to detect lower levels of the anions you are interested in and you will have more confidence in your results for low level analysis. 1 min µS 硝酸酸根(AS14, carbonate) 峰面积: µS•min 峰 高: 0.35 µS 柱 效: 4,644 EP –0.5

11 乳制品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定 分析型等度泵或四元梯度泵 溶液预混功能，无需使用阻尼器 独立的柱活塞清洗系统 ——避免双系统间的交叉污染
——减少泵的磨损 K+ 电解液池 Pt 阳极 (H2O H+ + ½O2 + 2e–) 阳离子交换连接器 KOH 发生室 孔 泵 H2O Pt 阴极 (2H2O + 2e– OH– + H2) [KOH]  电流 流速 [ + ] [–] KOH + H2 H2 脱气单元 CR-ATC 阴离子捕获器

12 + - 淋洗液发生器主要优点 K+ 减小了手动制备淋洗液的精度误差 淋洗液无污染，提高了灵敏度 提高了分析方法的重现性 可运行等度和梯度分离
阳极 H2O H+ + ½ O2 + 2e- H+ OH- H2O K+ 可运行等度和梯度分离 H2O 减小了手动淋洗液制备的精度误差 淋洗液无污染，提高了灵敏度 提高了分析方法的重现性（不同实验室由不同分析人员不同时间） 可运行等度和梯度分离 降低泵的维修费用（只需要添加去离子水） 减少操作人员对有害化学品的接触 Eliminates errors associated with manual eluent preparation Enables sensitive results with pure, uncontaminated eluent Improves analytical reproducibility person-to-person, lab-to-lab and day-to-day Run both isocratic and gradient separations Reduces pump maintenance – only exposed to (DI) water Reduces operator exposure to hazardous chemicals 降低泵的维护费用 OH- 2 H2O + 2e OH- + H2 H2O 减少有害化学品的接触 - 阴极

13 乳制品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定 柱： IonPacAS11-HC+AG11-HC 淋洗液： KOH(EG产生) 梯度
6.25 uS 柱： IonPacAS11-HC+AG11-HC 淋洗液： KOH(EG产生) 梯度 流速： 1.0ml/min 柱温： 30℃ 抑制方式：AERS 500 4mm 进样体积: 50 µL 检测器1：电导检测器 检测波长：226nm 检测器2：紫外检测器 峰： 1 NO2- 2 NO3- 5.00 2 - NO3 3.75 2.50 1- NO2 1.25 0.00 2 1 min -1.05 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 mAU 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 2 - NO3 1- NO2 5.00 0.00 -5.00 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0

14 电导检测器 淋洗液 (NaOH) 样品 无抑制器的系统 F– , CI– , SO42 – Counter Ions F– CI–
色谱柱 µS NaOH(700us) KF, KCl, K2SO4 in KOH Time 抑制器 带有抑制器的系统 SO42 – CI– K+ F– Waste Waste H+ H2CO3 (~16us) HF, HCI, H2SO4 in H2O µS 检测器 Time

15 电导检测器 抑制器技术的发展历程 柱抑制 间断式 膜抑制 连续型 ERS 500® 全新电解再生型抑制器
1975 1st Generation SC-1,SC-2 1981 2nd Generation FS-1,FS-2 1985 3rd Generation MMS 1991 ~ 2007 SRS I ,MMS II,SRS II, Ultra,MMS III,Atlas,Ultra II 柱抑制 间断式 2008 SRS 300, MMS 300 抑制器从1975年诞生后一直在探寻一种使用方便的抑制器，目的是从间断式到连续型，结构从柱抑制到膜抑制 膜抑制 连续型 2013 ERS 500® 全新电解再生型抑制器

16 电导检测器 抑制 抑制超载 离线再生 高容量自动电解连续抑制 定时再生/轮换使用 1975 ＋ ＣＯ３２－ H2SＯ4 H2ＣＯ３
KOH, H2 H+ Waste/Vent Anode 到检测器 H+ + O2 H2 + OH- H2O K+ H+ + OH- H+ + X- H+ , X- in H2O H2O, O2 阳离子交换膜 OH- Na+, X- in KOH Eluent Cathode H2O H+ + ½ O2 + 2e- 2 H2O + 2e- 2OH- + H2 定时再生/轮换使用 H2ＣＯ３ ＣＯ３２－ ＨＣＯ３－ Ｈ2ＣＯ３ ＋ HSＯ4－ H2SＯ4 SＯ4２－ 抑制 抑制超载 离线再生 1975年诞生的柱抑制器，间断式的，非连续的，使用不方便，额外配硫酸再生液 1975

17 乳制品中硫氰酸盐测定 灭菌乳液体样品检出限：0.25mg/kg 乳粉固体样品检出限：1.00mg/kg
灭菌乳液体样品检出限：0.25mg/kg 乳粉固体样品检出限：1.00mg/kg 2008年12月12日发布的《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂品种名单（第一批）》中明确规定乳及乳制品中硫氰酸盐属于违法添加物质。健康牛的牛奶中平均含有0.9 mg/kg的硫氰酸根，是乳制品过氧化物酶抗菌体系主要成分之一。但有些不法奶户为了延长原料乳的保质期，人为加入硫氰酸盐作为生牛奶保鲜剂，但硫氰酸盐是毒害品，过量摄入人体可抑制甲状腺聚碘功能。

18 乳制品中硫氰酸盐含量测定 食品安全综合协调与卫生监督局
关于印发全国打击违法添加非食用物质和滥用食品添加剂专项整治抽检工作指导 原则和方案的通知 903/39650.htm 链接为卫生部食品整治办[2009]29号文件，指定检验方法一中离子色谱的 方法，AS16进行检测

19 乳制品中硫氰酸盐的测定

20 乳制品中硫氰酸盐的测定 色谱柱：AS16分析柱+AG16保 护柱，4mm 流动相：氢氧化钾梯度淋洗 流速：1.0 mL/min
液奶样品 色谱条件 色谱柱：AS16分析柱+AG16保 护柱，4mm 流动相：氢氧化钾梯度淋洗 流速：1.0 mL/min 色谱柱温度为30 ℃ 检测器：电导检测器 进样量：100L 方法特点： 氢氧根色谱柱具有更强亲水性，强极性硫氰酸离子更易洗脱，无需使用有机溶剂改性，即可得到对称色谱峰和更高灵敏度. 2008年12月，卫生部发布《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂品种名单（第一批）》，明确规定硫氰酸钠属于违法添加的非食用物质。 卫生部食品整治办[2009]29号《关于印发全国打击违法添加非食用物质和滥用食品添加剂专项整治抽检工作指导原则和方案的通知》推荐了参考方法“离子色谱法测定牛奶中硫氰酸盐”。《2013 国家食品污染和有害因素风险 工作手册》P332

21 乳制品中铬的的形态分析 色谱条件 元素形态分析：IC-ICPMS Cr(VI) Cr(III) 0.00 1.00 2.00 3.00
色谱柱: AG7, 2 mm 流速: 0.4 mL/min 进样体积： 100 µL 运行时间: 3.5 Min. 分析物: Cr(III) und Cr(VI) je 1 µg/L 0.00 1.00 2.00 3.00 Bremen #2 1 ppb Cr_id_21 Trace__52Cr_SG_021_004 [cps] min Cr(VI) Cr(III)

22 乳制品中高氯酸的检测 色谱条件 Integrion(IC)+ Quantiva (TSQ)
基体：奶粉 内标：高氯酸-18O, (SIM 107 m/z) 峰：1. 基体 ； 2. unknow ； 3. 高氯酸 色谱柱: IonPac AS20 2mm+AG20 2mm 流动相： EG产生KOH，梯度洗脱 流 速： 0.35 mL/min 温 度： 30 °C 进样量： 100 µL Integrion(IC)+ Quantiva (TSQ)

23 GB/T 14880-2012 食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准
乳制品营养分析 GB/T 食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准 寡聚糖 寡聚糖 维生素 微量元素 蛋白多肽 有机酸 其他 铁 钙 锌 硒 镁 铜 …… 乳铁蛋白酪蛋白钙肽 酪蛋白磷酸肽 L-赖氨酸 维生素A维生素D 维生素E 维生素K 泛 酸 叶 酸 …… 牛磺酸 γ-亚油酸 ARA DHA FOS GOS 棉子糖 聚葡萄糖 聚麦芽糖 叶黄素 β-胡萝卜素 左旋肉碱 胆 碱

24 单独或混合使用，该类物质总量不超过64.6g/kg
乳制品营养分析 中华人民共和国卫生部2008年第20号公告批准低聚半乳糖为新资源食品， 并规定了相应的使用标准，可适用于婴幼儿食品、乳制品、饮料、焙烤食 品、糖果。 卫生部发布的2012年第6号公告，批准增补食品添加剂(营养强化剂)低聚果 糖的质量规格要求，因此低聚果糖也成为婴幼儿食品中的合法添加成分。 新增3个强制执行的涉及糖类检测的国标，2017年3月1日执行 营养强化剂 食品分类号 食品类别（名称） 使用量 标准 低聚半乳糖(乳糖来源） 13.01 单独或混合使用，该类物质总量不超过64.6g/kg 暂无 低聚果糖(菊苣来源） 婴幼儿配方食品 GB 多聚果糖(菊苣来源） 婴幼儿谷类辅助食品 棉子糖(甜菜来源） GB 聚葡萄糖 15.6g/kg-31.25g/kg GB 离子色谱食品应用的一个很重要的方面是糖的检测。GB 对聚糖作为营养添加剂出了一系列的规定。在这个方面我们有绝对的优势。虽然万通的检测器指标看来比我们还优胜，但实际做起来就是另外一回事。

25 乳制品营养中糖类检测 糖类物质是一类多羟基醛类或酮类化合物及其衍生物或聚合物 ~OH Glc Gal Neu5Ac Man GlcNAc
6CH2OH HO OH O ~OH CH2OH AcH - OH - CH2OH COOH Glc Gal Neu5Ac Man GlcNAc GalNAc HNAc 1 4 5 2 3 是自然界中分布极为广泛的一类有机化合物。生命体维持生命活动所需能量的主要来源，并参与许多生命活动，具有调节神经功能和促进代谢等作用。

26 乳制品营养中糖类检测 电化学检测池需要三电极: 工作电极–分析物在电极表面氧化 (还原) ，对产生的电流进行测定
参比电极–设定工作电极的电位 对电极–保持电位的稳定性，防止工作电极上产生过大的电流通过参比电极，从而改变参考值

27 乳制品营养中糖类检测 糖检测时为什么需要使用四电位？ -0.4 0.0 0.4 0.8 0.2 0.6 1.0 还原清洗 氧化清洗 采集
–2 0.8 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Time (seconds) Potential (V vs. Ag/AgCl) 电极清洗 金氧化物还原, 电极活化 金氧化物形成 采集 -0.4 0.0 0.4 0.8 0.2 0.6 1.0 Time (seconds) 还原清洗 氧化清洗 采集 Potential (V vs. Ag/AgCl) 前面说糖的检测有三电位波形和四电位波形，三电位是比较老的技术，由于只采用氧化电位清洗，容易造成存在电化学腐蚀和金电极表面的凹陷现象。我们独特的四电位是先采用还原电位清洗，使电极表面吸附的氧化产物脱离电极，再使用氧化电位清洗，使电极表面清洗更干净，灵敏度更高，重现性更好，工作电极寿命更长。

28 乳制品中低聚果糖的测定 GB 5009.255-2016 食品安全国家标准 食品中果聚糖的测定 方法特点： 前处理需酶解；
奶粉样品 方法特点和注意 方法特点： 前处理需酶解； 色谱条件简单，但对柱容量要求高 注意事项： 使用高容量色谱柱，满足分离要求例如CarboPac PA1； 推荐使用四电位波形，增加了修复电位使金电极表面腐蚀减少，长期使用的重现性和灵敏度得到保证 第一法

29 乳制品中低聚果糖的测定 免费微课堂在线学习 扫描下方二维码通过一键报名，选择远程培训 报名方式

30 乳制品中聚葡萄糖的测定 GB 5009.245-2016 食品安全国家标准 食品中聚葡萄糖的测定 A% B% 0-10min 70 30
奶粉样品 色谱条件 淋洗液：氢氧化钠-醋酸钠两相梯度洗脱 色谱柱：CarboPac PA1+CarboPac PA1 检测条件：脉冲安培检测 梯度洗脱程序 A% B% 0-10min 70 30 min 100 min 第一法

31 乳制品中棉子糖的测定 GB 5009.258-2016 食品安全国家标准 食品中棉子糖的测定 1 –棉子糖 淋洗液：水-氢氧化钠等度洗脱；
色谱条件 奶粉样品 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 -100 125 250 400 1 2 nC min 1 –棉子糖 淋洗液：水-氢氧化钠等度洗脱； 色谱柱：CarboPacPA20 检测条件：脉冲安培检测 方法特点：前处理简单，溶解后净化 唯一法

32 ！ 不适用 乳制品中低聚半乳糖的测定 低聚半乳糖酶解成半乳糖测定(参考AOAC 2001.02方法)
即：半乳糖（酶解后总） 半乳糖1（酶解前） 半乳糖2（乳糖折算） ！ 乳粉中乳糖含量高 全脂奶粉中乳糖含量约在38% 乳清粉中乳糖含量在65% 婴幼儿奶粉添加低聚半乳糖0.3%-1% 半乳糖 乳 糖 葡萄糖基半乳n糖 半乳糖基半乳n糖 （ ）n 半乳糖苷酶 增量在3%以内 （ ）n 误差范围 n=1 ~ 7，平均聚合度3.3

33 乳制品中低聚半乳糖的测定 色谱条件 方法特点 注意事项 色 谱 柱：CarboPac PA20 检测方式：脉冲积分安培 无需酶解，成本低
高容量高分辨柱 多点校正更准确 色 谱 柱：CarboPac PA20 检测方式：脉冲积分安培 无需酶解，成本低 净化简单，步骤少 注意事项 方法特点 色谱条件

34 更安全 更清洁 更健康 赛默飞帮助客户使世界… We are an innovation leader
[brief recap of milestones, successes etc since Pittcon 2012? continue into next slide with business segments and end markets] 更健康