专利名称：饲料及食品中腈的分离纯化及检测方法
技术领域：
本发明涉及痕量有机化合物的分离及检测方法，特别是饲料及食品中痕量腈的分离及检测方法。
我们首次从饲料及某些食品中发现了一类毒性化合物——腈的存在(《中国油脂》1993.3，P8～11)，其急性中毒症状与氰化物中毒症状相似，慢性中毒主要损害肝脏、消化道粘膜等，通常表现为营养代谢低下、滞长、下痢乃至死亡，其毒性作用阈对鸡为40～60mg腈/公斤体重。一般饲料的含腈量为0～200mg/kg，预榨菜籽油含腈量为28～246mg/kg，芥子末(酱)为63～823mg/kg，四川榨菜为45～166mg/kg。饲料中的腈不仅使牲畜营养代谢低下而导致饲喂成本增加，还因为食物链的关系，残毒最终转移至人体。食品中的腈则直接威胁着人体的健康。
为消除和预防饲料及食品中痕量腈对人体的危害，对其进行定量检测分析是十分必要的。目前国内外均以饲料或食物的水或溶剂萃取液直接进样，进行气相色谱或液相色谱分析，由于未经分离纯化处理，色谱峰显示有包络成份，明显失真，故误差甚大。要想采用简便一点的化学分析更是困难，这是因为含量甚微的腈被大量蛋白质、脂肪、糖类、磷脂、丹宁等主体成份所固束，或受其强力干扰，而难以分析得到准确的含腈量。
本发明的目的在于提供一种简便有效的分离纯化痕量腈的方法，并用于准确测定饲料、食品中的含腈量。
为实现本发明的目的所采用的技术方案如下以水为萃取剂，对含腈物料进行萃取，萃取液逐滴进入160～220℃的蒸发室内进行闪急式蒸发，并迅速将腈—水共沸蒸汽移出蒸发室骤冷下来，收集冷凝液，得到纯化过的腈水溶液。
该冷凝液再经气相色谱、液相色谱或化学定量分析，便可准确地检测出原物料的含腈量。
饲料及食品中所含腈以[4]-戊烯腈和[2]-甲基[5]-己烯腈为主，它们在水中(常温下)的溶解度为0.3～0.8％，故少量的水即可全部萃取出物料中所含的腈，通常水的用量为待分析物料的1倍以上。
腈在接近沸点时(上述二种腈的沸点为180～200℃)，与水形成共沸物，在极短的分子自由行程内(例如蒸发室直径D≤30mm)使共沸蒸汽移出蒸发室并冷凝，即可获得满意的分离效果。因分子闪急蒸发出来是水和腈的共沸物，无其它杂质，故同时达到了纯化的目的。溶于水的食物主体营养成份如可溶性蛋白、糖类、磷脂、丹宁及色素物质等均不能与水形成共沸物，在160～220℃的温度下形成焦渣残留于蒸发室底部，实验完毕后可清除之。
为使闪急蒸发出来的共沸蒸汽不在蒸发室内迂回停留，应从蒸发器底部或某一方向上通入氮气，挟带共沸蒸汽直接进入冷凝管，腈和水被冷凝下来后，氮气从冷凝管出口处放空。
萃取液滴入蒸发室的速度为5～100ml/h，通氮速度为0.5～10L/h，蒸发室容积为50～120ml。
饲料或食品的含腈萃出液经闪急蒸发处理后，明显地排除了杂质的干扰，萃出液已从棕褐色变成澄清透明，略带淡黄色的液体，完全能适用于下一步的化学定量分析，如双氧水酰化法、气氨吸收滴定、气氨吸收比色法、铵离子滴定法、氨气敏电极法等。从气相色谱分析中也可看出，经闪蒸处理后的水萃取液与标样戊烯腈的峰形、出峰时间均一致，而未经闪蒸的水萃取液因杂质干扰而出现不对称峰并改变了出峰时间。因此，本发明可大大提高检测结果的准确度和精度。
本发明适用于饲料、菜籽粕、菜籽油或某些食品的含腈限量分析样品的前处理，处理方法简单易行，易于掌握，可作为腈限量监测的常规方法。
本发明以水为萃取剂，原料易得，无毒，能直接从固体物料中萃出几近全部的痕迹量腈，对油脂则进行液——液萃取，一次萃取可萃出75％以上的腈。
以下为本发明的实施例。
实施例1取10g菜籽粕经粉碎后用50ml蒸馏水常温萃取1小时，萃取过程中不时手动翻搅，然后用布氏漏斗过滤，滤液在90～100℃的水浴中加热5～10分钟使部分蛋白质沉析出来，再经布氏漏斗过滤，得滤液约40ml。在一个120ml容积的石英烧瓶中进行闪急蒸发，出口直接与玻璃冷凝管相连，以油浴加热，浴温为180℃±5℃，氮气流速为4l/h，萃取液滴加速度为12ml/h，收集到闪蒸液39.5ml。
取此分子闪蒸液20ml，以等体积三氯甲烷在分液漏斗中进行萃取操作，注意在分离三氯甲烷时绝对不要挟带闪蒸液。将此三氯甲烷在60℃水浴上蒸发浓缩至5ml左右，即转入克氏定氮仪中，加入6％H2O2溶液10ml，33％NaOH溶液10ml，静置1～2小时后再加入10ml蒸馏水，随即用电炉加热，反应生成的NH3用0.02NH2SO4吸收，滴定剩下的酸，减差法求得生成的NH3(定氮过程同克氏定氮法)。因一分子氮来源于一分子腈，故以氨量×81/17即可换算出分子闪急蒸发液中原有腈量(样品中以戊烯腈含量为主，故均以戊烯腈分子量81计算，下同)。
经用四川忠县菜籽粕所作的结果为腈含量为137mg/kg(克氏定氮法)，闪蒸液经气相色谱分析的结果为131mg/kg。(气相色谱条件5～10％PEG，2Mφ3填充柱，柱温100～120℃，进样器200℃，进样1μl，标准腈样品作外标计量。)实施例2取四川邛崃产大猪饲料10g，经粉碎后用50ml蒸馏水萃取，采用与实施例1相同的步骤，闪蒸条件为浴温190℃±5℃，氮气流速0.5L/h，萃取液滴加速度20ml/h，得闪蒸液40.8ml。
取此闪蒸液20ml，按1∶1比例加入浓盐酸，使溶液酸度为6N左右，密封此耐压试管(试压0.5MPa)，然后将此试管放入130℃的烘箱或油浴中加热2小时，进行酸解，腈被定量地转化为NH+4(铵离子)，取出反应管，冷却后以定性滤纸过滤，收集全部滤液，转入100～150ml三角烧瓶中。用8％NaOH中和至接近终点，加入2～3滴溴甲酚紫指示剂，再以0.02N NaOH仔细中和至终点(紫妃色)，然后以甲醛法定量铵离子。即到终点后再加入4ml已中和至中性的甲醛(36％)，此时溶液返色，继续用0.02N NaOH滴定到原终点的紫妃色。从第一次终点到第二次终点所耗用碱的毫克当量即酸解前腈的毫克分子当量，乘以系数81(戊烯腈分子量)即得样品中的含腈量。分析结果为腈含量11.6mg/kg，同一闪蒸液经气相色谱法分析(气相色谱条件同实施例1)，其腈含量为11.0mg/kg。
实施例3取10g菜籽粕，按与实施例1相同的条件和方法，仅在进行克氏定氮时改用纯水吸收反应生成的氨，即可发展成纳氏比色定氮法，也根据1克分子氨来源于1克分子腈的原理，而达到目视比色定量腈的结果。该比色法精度高，重复性好，能达到与滴定相同的分析精度。纳氏比色定氮已是通用的方法。
实施例4取20g新榨出的菜籽油用20ml水反萃取，充分萃取后，以800～1500转/分离心分离，下层水液进行分子闪急蒸发处理，然后按实施例1～3的任何一种方法均可方便地进行腈的定量。
实施例5按实施例2进行萃取操作，闪蒸条件为浴温190℃±5℃，氮气流速约8l/h，萃取液滴加速度为60ml/h，样品中腈回收率大于90％。
实施例6芥末干粉10g，重复实施例1的萃取操作，闪蒸条件为浴温200℃±5℃，氮气流速约4l/h，萃取液滴加速度为20ml/h，样品中腈回收率接近100％。
权利要求
1.一种饲料及食品中腈的分离纯化及检测方法，是以水为萃取剂，对含腈物质进行萃取得到含腈水溶液，其特征在于萃取液逐滴进入160℃～220℃的蒸发室内进行闪急式蒸发，并迅速将共沸蒸汽移出蒸发室骤冷下来，得到纯化的腈水溶液，再进行气相色谱、液相色谱或化学定量分析，得到准确的含腈量。
2.根据权利要求1所述的饲料及食品中腈的分离纯化及检测方法，其特征在于，在进行分子闪急式蒸发时，可从蒸发室底部或某一方向上通入氮气，其流速为0.5～10L/h。
3.根据权利要求1或2所述的饲料及食品中腈的分离纯化及检测方法，其特征在于萃取液滴入蒸发室的速度为5～100ml/h，蒸发室容积为50～120ml。
全文摘要
本发明是一种饲料及食品中腈的分离纯化及检测方法，以水为萃取剂，对含腈物料进行萃取，然后于蒸发室内进行闪急式蒸发，并迅速将腈—水共沸蒸汽移出蒸发室骤冷下来，收集冷凝液，得到纯化过的腈水溶液。将该冷凝液再经气相色谱、液相色谱或化学定量分析，便可准确地检测出原物料的含腈量。本发明检测准确度和精度高，适用于饲料、菜籽粕、菜籽油或某些食品的含腈限量分析样品的前处理，处理方法简单易行，易于掌握，可作为腈限量监测的常规方法。
文档编号G01N25/14GK1137118SQ9511138
公开日1996年12月4日 申请日期1995年5月30日 优先权日1995年5月30日
发明者刘多敏, 胡之杰, 袁德锐, 吴祥锦, 陈祥云, 高志强 申请人:中国科学院成都有机化学研究所