離子色譜法測(cè)定奶粉中多種磷酸鹽的研究

李仲超

離子色譜法測(cè)定奶粉中多種磷酸鹽的研究

李仲超

引言

世界各國(guó)都將磷酸鹽類(lèi)作為重要的食品配料和食品添加劑，廣泛應(yīng)用于肉制品、水產(chǎn)品、果蔬及制品、乳制品、焙烤制品、飲料及調(diào)味料等食品的加工過(guò)程中，可提高產(chǎn)品的保水性，抑制細(xì)菌，有助于減少營(yíng)養(yǎng)成分損失，改善其色、香、味、形,在食品中是很重要的品質(zhì)改良劑[1、2、3]。

磷酸鹽類(lèi)化合物檢測(cè)方法主要有鉬藍(lán)比色法、高效液相色譜法(HPLC)、核磁共振法(NMR)和離子色譜法[4、5]。離子色譜法較前幾種檢測(cè)方法,具有快速簡(jiǎn)便、能同時(shí)分析多種陽(yáng)離子或陰離子，靈敏度高、前處理簡(jiǎn)單、檢測(cè)線性良好、方法的精密度和重現(xiàn)性好等特點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)主要利用離子色譜測(cè)定水產(chǎn)品和肉制品中的多聚磷酸鹽[6、7、8]。近年，有報(bào)道以離子色譜法測(cè)定燕窩中的多聚磷酸鹽的研究[9]，但是，以離子色譜法測(cè)定奶粉與乳制品飲料中多聚磷酸鹽的研究未見(jiàn)有報(bào)道。我國(guó)已批準(zhǔn)使用的磷酸鈉鹽共8種,包括三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉及焦磷酸二氫二鈉等，依據(jù)離子色譜法的檢測(cè)原理，上述磷酸鹽類(lèi)化合物在堿性條件下，均以正磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽或六偏磷酸鹽四種鹽類(lèi)形式存在[10]。本研究注意到六偏磷酸鹽在使用過(guò)程中可能會(huì)分解為低聚磷酸鹽，如：正磷酸鹽、三聚磷酸鹽或三偏磷酸鹽等，因此在上述四種磷酸鹽的基礎(chǔ)上增加三偏磷酸鹽，即將正磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽、三偏磷酸鹽和六偏磷酸鹽共計(jì)五種磷酸鹽作為檢測(cè)研究對(duì)象，以建立奶粉中多種磷酸鹽離子色譜法檢測(cè)方法。

材料與方法

1.試劑和材料

磷酸鈉（Na3PO4）標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L)、焦磷酸鈉 （Na4P2O7）標(biāo)準(zhǔn)溶液 （100 mg/L)、三偏磷酸鈉[（NaPO3）3]標(biāo)準(zhǔn)溶液 （1000 mg/L),三聚磷酸鈉（Na5P3O10）標(biāo)準(zhǔn)溶液 （1000 mg/L)及六偏磷酸鈉[（NaPO3）6]標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 mg/L)，均以各磷酸根離子濃度計(jì)，氫氧化鈉溶液（50 mmol/L），所有試劑均為優(yōu)級(jí)純。

2.儀器和設(shè)備

ICS-3000離子色譜儀（Dionex USA），包括電導(dǎo)檢測(cè)器，自動(dòng)再生抑制器，氫氧化鈉在線淋洗液發(fā)生器，Dionex Ionpac AS11-HC 4 mm× 250 mm色譜柱 （帶Ionpac AG11-HC型保護(hù)柱4 mm×50 mm），自動(dòng)進(jìn)樣裝置，可控溫超聲波清洗器，天平（感量為 0.1 mg和1 mg），離心機(jī)（轉(zhuǎn)速≥8000 r/min，溫度可調(diào)到4℃），0.45μm水性濾膜針頭過(guò)濾器，凈化柱（OnGuardⅡ RP柱）。

3.前處理及提取方法

對(duì)奶粉樣品多種前處理溫度試驗(yàn)表明，80℃提取30min測(cè)定值與新配置的標(biāo)準(zhǔn)品測(cè)定值最接近，因此，選擇80℃提取30min作為前處理?xiàng)l件。

反復(fù)搖晃和顛倒容器使樣品均一化，精確稱(chēng)取2.5克樣品，以50 mmol/L氫氧化鈉溶液洗入50 mL比色管中，混勻定容至刻度，80℃超聲提取30min，每隔5min振蕩一次，確保固定相均勻分散。冷卻至室溫后，溶液經(jīng)濾紙過(guò)濾，取部分濾液于4℃下8000 r/min轉(zhuǎn)率離心10 min，取上清液2 mL稀釋至10 mL，取5 mL過(guò)0.45 μm水性濾膜及活化好的OnGuard RP柱，棄去前3 mL，接取后2 mL溶液供離子色譜測(cè)定。

4.離子色譜條件

色譜柱：Dionex Ionpac AS11-HC 4 mm× 250 mm（帶Ionpac AG11-HC型保護(hù)柱4 mm× 50 mm）。淋洗液：氫氧化鉀溶液，流速1.0 mL/min，梯度淋洗時(shí)間及氫氧化鉀濃度見(jiàn)表1。

表1 梯度淋洗條件的選擇

結(jié)果與分析

1.色譜柱、淋洗梯度和柱溫的選擇

分別對(duì)幾種色譜柱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，Dionex Ionpac AS11-HC色譜柱具有較高的柱容量，對(duì)OH-有著較高的選擇性，有利于多種磷酸根的分離。實(shí)驗(yàn)表明不適用等度淋洗，等度淋洗會(huì)出現(xiàn)比較明顯的托尾和三聚磷酸根與三偏磷酸根分離效果不佳等問(wèn)題。按表1程序連續(xù)改變淋洗液的配比和濃度，改變被分離組分的分離因素，可使分離效果提高。

對(duì)五種不同磷酸根在不同柱溫下的分離情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)柱溫對(duì)正磷酸根、焦磷酸根和六偏磷酸根峰面積和峰高影響不大，但對(duì)三偏磷酸根和三聚磷酸根峰面積和峰高以及分離度有明顯影響，當(dāng)選擇柱溫為30℃時(shí)，兩種磷酸根相應(yīng)信號(hào)最強(qiáng)且能夠完全分離，五種不同磷酸根色譜圖達(dá)到最佳。濃度為10.0 mg/L的五種不同磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液分離色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 五種不同磷酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液（10.0 mg/L）色譜圖

2.方法的線性方程、線性范圍及檢出限

分別配制五種不同磷酸根的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液系列，按照上述優(yōu)化色譜條件進(jìn)行測(cè)定，將各組分的峰面積（Y）對(duì)濃度（X）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍，以10倍信噪比（S/N）對(duì)應(yīng)的濃度作為檢出限結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 五種不同磷酸根的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍及檢出限

3.方法的回收率和精密度

對(duì)已知樣品分別添加不同濃度水平的磷酸根混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，6次試驗(yàn)平均回收率和精密度見(jiàn)表3。

表3 樣品中五種不同磷酸根添加回收率及精密度（n=6）

4.陰離子干擾試驗(yàn)

選擇硫酸根、氯離子、硝酸根、氟離子、溴酸根及亞硝酸根等幾種陰離子，溶液濃度分別為20 mg/L、20 mg/L、20 mg/L、0.5 mg/L、0.5 mg/L及0.5 mg/L,模擬實(shí)際樣品中的常見(jiàn)陰離子對(duì)五種多聚磷酸鹽的干擾進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)KOH液淋洗，上述陰離子在正磷酸根之前被洗脫，不干擾各多聚磷酸鹽的測(cè)定。模擬實(shí)際樣品中常見(jiàn)的食品添加劑如檸檬酸、苯甲酸或山梨酸對(duì)五種多聚磷酸鹽測(cè)定的干擾，添加量為10 mg/L,結(jié)果表明這些組分均未造成不干擾各多聚磷酸鹽的測(cè)定。

按本研究方法對(duì)市售奶粉進(jìn)行測(cè)定，只測(cè)出正磷酸鹽，其他多聚磷酸鹽未檢出。將本研究應(yīng)用于乳制品飲料和飲料類(lèi)中測(cè)定多種磷酸鹽，適用性強(qiáng)，同樣獲得令人滿(mǎn)意的檢測(cè)效果。

結(jié)論

本研究建立的奶粉中多種磷酸鹽離子色譜法測(cè)定方法，可同時(shí)測(cè)定五種多聚磷酸鹽，即正磷酸鹽、焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽、三偏磷酸鹽和六偏磷酸鹽，方法檢測(cè)限低準(zhǔn)確度高，具備快速分析特點(diǎn)，能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限量檢測(cè)要求。本方法亦可應(yīng)用于乳制品飲料或飲料類(lèi)中多種磷酸鹽的測(cè)定。

（作者單位：廈門(mén)市質(zhì)量技術(shù)評(píng)審服務(wù)中心）

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