離子色譜同時(shí)測(cè)定烘焙食品中兩種形態(tài)磷酸鹽

王建宏，張艷，范艷紅，劉宏，羅之綱

（康師傅控股中央研究所，天津 300457）

離子色譜同時(shí)測(cè)定烘焙食品中兩種形態(tài)磷酸鹽

王建宏，張艷，范艷紅，劉宏，羅之綱*

（康師傅控股中央研究所，天津 300457）

建立一種離子色譜電導(dǎo)抑制法同時(shí)測(cè)定食品中正磷酸鹽和焦磷酸鹽新的分析方法。樣品經(jīng)0.5%HCl溶液溶解，固相萃取柱去除有機(jī)雜質(zhì)，Ag/H柱去除大量的Cl-后，以KOH作淋洗液梯度洗脫，電導(dǎo)抑制法檢測(cè)。在優(yōu)化的分離條件下2種添加劑的檢出限分別為0.5 mg/L和1.0 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)混合溶液連續(xù)6次進(jìn)樣，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.45%和0.69%，樣品測(cè)定的平均回收率為96.5%、93.8%。該方法可快速、準(zhǔn)確地分析烘焙食品中正磷酸鹽和焦磷酸鹽。

離子色譜；正磷酸鹽；焦磷酸鹽

磷酸鹽是烘焙食品廣泛使用的一類(lèi)食品添加劑。其中磷酸二氫鈣和焦磷酸二氫二鈉作為水分保持劑和膨松劑，對(duì)改善烘焙食品的結(jié)構(gòu)、口感、外觀等起到很重要的作用。但短時(shí)間內(nèi)大量攝入可能會(huì)導(dǎo)致腹痛與腹瀉，長(zhǎng)期超量攝入的影響主要在于導(dǎo)致機(jī)體的鈣磷比例失調(diào)，降低人體對(duì)鈣的吸收，造成缺鈣等代謝性骨病[1]。因此，我國(guó)的食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2760-2007中，對(duì)磷酸二氫鈣和焦磷酸二氫二鈉的使用限量值分別規(guī)定為4 mg/kg和5 mg/kg[2]。

我國(guó)現(xiàn)有食品中磷酸鹽檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是依照GB/T 5009.87-2003《食品中磷的測(cè)定》其中的第三法《食品中磷酸鹽的檢測(cè)》，該方法的前處理過(guò)程是將食品中不同形態(tài)的含磷化合物（如磷酸鹽、植酸等）全部轉(zhuǎn)化成正磷酸鹽，用分光光度法測(cè)定總磷酸鹽含量[3]。但是該方法存在試劑用量大、環(huán)境污染大、方法繁瑣費(fèi)時(shí)等問(wèn)題，而且其主要目的系為表征復(fù)合磷酸鹽含量（以磷酸鹽計(jì)），故不能將正磷酸鹽、焦磷酸鹽等不同形態(tài)的磷酸鹽進(jìn)行分離及同時(shí)測(cè)定。

離子色譜具有選擇性好、靈敏、快速、可同時(shí)測(cè)定多組分的突出優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已在食品、環(huán)境監(jiān)測(cè)、電子工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，尤其在食品安全領(lǐng)域已有多項(xiàng)檢測(cè)方法被納入國(guó)內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)方法[4]。

本文利用磷酸鹽具有水溶性，水溶液呈陰離子態(tài)的性質(zhì)，建立了離子色譜抑制型電導(dǎo)檢測(cè)法，同時(shí)檢測(cè)烘焙食品中正磷酸鹽和焦磷酸鹽。該方法簡(jiǎn)化了樣品的前處理過(guò)程，解決了烘焙食品中2種磷酸鹽的單獨(dú)定量檢測(cè)的問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

帶有淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝置的ICS-1500離子色譜儀：美國(guó)Dinoex公司；電導(dǎo)檢測(cè)器；DinoexASRS300－4mm抑制器；Dinoex Ionpac AG19保護(hù)柱；Dinoex Ionpac AS19色譜柱；超聲波清理器：美國(guó)Branson；IC-RP柱、IC-Ag/H柱：天津博納艾杰爾科技有限公司；0.45μm尼龍過(guò)濾膜。

磷酸二氫鉀（分析純，純度≥99.0%）：天津試劑公司；焦磷酸二氫二鈉（分析純，純度≥99.9%）：Sigma公司，美國(guó)；實(shí)驗(yàn)用水均為電阻率大于18.2 MΩ.cm的超純水：Millipore公司，美國(guó)。0.5%HCL溶液：吸取5.0mL38%的HCL加水定容至1000 mL。

1.2 方法

1.2.1 色譜條件

KOH淋洗液自動(dòng)發(fā)生裝置在線(xiàn)產(chǎn)生如表1所示的梯度淋洗液，抑制器電流為149 mA，淋洗液流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣體積100 μL。

1.2.2 樣品前處理

將餅干或蛋糕等烘焙樣品粉碎，混合均勻，于250 mL燒杯中稱(chēng)取2.00 g～5.00 g樣品，加入100 mL 0.5%的HCl溶液，攪拌均勻，于30℃～40℃的超聲波清洗機(jī)中萃取40 min。取出，靜置20 min，在6000 r/min的離心機(jī)中離心10 min，取上清液過(guò)0.45μm濾膜，過(guò)IC-RP柱和IC-Ag/H柱，除去大的有機(jī)分子和大量氯離子，濾液經(jīng)適當(dāng)稀釋后進(jìn)樣（稀釋倍率依樣品中磷酸鹽含量而定）。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取劑的選擇

磷酸二氫鉀和焦磷酸二氫二鈉均為易溶于水的鹽類(lèi)，但焦磷酸鹽在與面粉、油脂和糖混合，經(jīng)高溫焙烤后，會(huì)與其中的大分子結(jié)合，從而改變焦磷酸鹽的溶解度，進(jìn)而影響提取效果。本文選取了水、0.1%HCl、0.3%HCl、0.5%HCl和0.7%HCl溶液作提取劑，分別對(duì)樣品進(jìn)行提取，通過(guò)加標(biāo)回收率的檢測(cè)結(jié)果確定提取劑為0.5%HCl溶液。表1為5種提取劑對(duì)加標(biāo)回收率的檢測(cè)結(jié)果。

表 1 5種提取劑的回收率（n=2）Table 1 The recovery rate of five solvent(n=2)

2.2 色譜條件的選擇

2.2.1 淋洗液的選擇

選擇KOH作淋洗液，OH-是強(qiáng)親水性離子，容易進(jìn)入樹(shù)脂親水區(qū)，能夠同時(shí)分離與樹(shù)脂親和能力不同的陰離子，而且抑制產(chǎn)物是水，本底電導(dǎo)值比較低。色譜分離柱選用AS19，AS19為一款高容量、氫氧根體系的陰離子交換色譜柱，對(duì)水溶液中的陰離子具有很好的分離能力。

2.2.2 淋洗條件的選擇

準(zhǔn)確檢測(cè)的前提是將組分和共存離子有效的分離，而淋洗液是組分分析效果的直接決定因素之一。為了得到正磷酸鹽和焦磷酸鹽良好的分離圖，選擇30、40、50、60 mmol/L的KOH溶液進(jìn)行等度洗脫，發(fā)現(xiàn)淋洗液濃度越大，洗脫時(shí)間越短，但正磷酸鹽與焦磷酸鹽的分離效果越不理想。采用梯度洗脫，可適當(dāng)延長(zhǎng)磷酸鹽的出峰時(shí)間，使其與共存離子完全分離，且使磷酸鹽的峰型完美。經(jīng)綜合比較，最終選定表2的梯度進(jìn)行淋洗。正磷酸鹽與焦磷酸鹽的分離效果見(jiàn)圖1。

表 2 梯度淋洗程序Table 2 Gradient elution program of KOH solvent

2.3 方法的線(xiàn)性和檢出限

在給定的色譜條件下，對(duì)不同濃度梯度的2種添加劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行線(xiàn)性關(guān)系和檢測(cè)限的測(cè)定。它們的線(xiàn)性關(guān)系回歸方程、線(xiàn)性范圍和檢測(cè)限的數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表 3 2種添加劑的線(xiàn)性范圍和檢出限Table 3 Linear range and detection limit of phosphate and pyrophosphate by IC

結(jié)果表明，在一定的濃度范圍內(nèi)2種添加劑都有較好的線(xiàn)性相關(guān)性和較低的檢測(cè)限。

2.4 精密度

取10 mg/L的正磷酸鹽和焦磷酸鹽的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照優(yōu)化后的色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次，做精密度測(cè)試，結(jié)果得到正磷酸鹽的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.45%，焦磷酸鹽的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.69%。

2.5 實(shí)際樣品分析

2.5.1 對(duì)面粉原料的分析

面粉作為烘焙食品的主要原料，當(dāng)采用GB/T 5009.87-2003的方法檢測(cè)面粉磷酸鹽時(shí)，能得到0.26%～0.36%之間的結(jié)果，而此結(jié)果已接近國(guó)標(biāo)對(duì)烘焙食品中磷酸鹽的添加限量值。為進(jìn)一步驗(yàn)證面粉中的磷形態(tài)，我們與面粉加工企業(yè)合作，采集不同品種小麥，自行磨制成濕筋含量不同的小麥粉，在確保絕對(duì)不添加任何添加劑的情況下，分別采用國(guó)標(biāo)法檢測(cè)總磷酸鹽、本文的離子色譜法檢測(cè)磷酸鹽和焦磷酸鹽。通過(guò)數(shù)據(jù)的對(duì)比，進(jìn)一步證實(shí)了現(xiàn)有國(guó)標(biāo)法的檢測(cè)結(jié)果基本為假陽(yáng)性，需在烘焙食品檢測(cè)時(shí)作為空白值扣除。而離子色譜法的檢測(cè)結(jié)果能真實(shí)地反映面粉中磷酸鹽含量。2種檢測(cè)方法的結(jié)果比對(duì)見(jiàn)表4。

表 4 2種檢測(cè)方法的磷酸鹽含量比對(duì)Table 4 Comparison of phosphate content for GB and IC

2.5.2 對(duì)市售烘焙產(chǎn)品的分析

對(duì)購(gòu)自超市的餅干和蛋糕類(lèi)烘焙產(chǎn)品采用離子色譜法進(jìn)行了正磷酸鹽和焦磷酸鹽的定性、定量檢測(cè)，數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

表 5 實(shí)際樣品分析數(shù)據(jù)Table 5 Sample determination data

3 結(jié)論

本文建立了離子色譜-電導(dǎo)抑制法同時(shí)測(cè)定烘焙食品中正磷酸鹽和焦磷酸鹽的分析方法。采用KOH作淋洗液對(duì)樣品進(jìn)行梯度洗脫，能很好地分離正磷酸鹽和焦磷酸鹽，對(duì)餅干、蛋糕類(lèi)烘焙產(chǎn)品的檢測(cè)結(jié)果表明，該方法準(zhǔn)確性好、靈敏度高、實(shí)用性強(qiáng)。

[1]李寶升,王修俊,邱樹(shù)毅,等.磷酸鹽及其在食品中的應(yīng)用[J].中國(guó)調(diào)味品,2009(7):38-41

[2]GB 2760-2007.食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008

[3]GB/T 5009.87-2003.食品中磷的測(cè)定[S].北京:光明日?qǐng)?bào)出版社,2004

[4]牟世芬,劉克納,丁曉靜.離子色譜方法及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2006：208-212

Simultaneous Determination of Phosphate and Pyrophosphate in Baked Foods by Ion Chromatography

WANG Jian-hong，ZHANG Yan，F(xiàn)AN Yan-hong，LIU Hong，LUO Zhi-gang*
（Center Research Institute of Ting Hsin Internatingal Group，Tianjin 300457，China）

A novel method for the determination of phosphate and pyrophosphate in baked foods by ion chromatograp hy（IC）was developed.The samples were extracted by 0.5%HCl solution at room temperature；and then Ag/H solid phase extraction （SPE）column was used to eliminate the interferences of Cl－.The separation was used KOH gradient elution coupled with a suppressor type conductivity detector.Under optimum conditions，the detection limits were 0.5 mg/L and 1.0 mg/L.The relative standard deviations were 0.45%and 0.69%.The method was applied to the determination of flours with the recoveries of 96.5%and 93.8%.The method offered high selectivity，sensitivity，and gave a satisfactory result for real sample analysis.

ion chromatography（IC）；phosphate；pyrophosphate

王建宏（1968—），女（漢），高級(jí)工程師，本科，從事食品理化檢驗(yàn)分析工作。

*通信作者：羅之綱，男，副教授，博士。

2011-03-14