離子色譜同時測定烘焙食品中兩種形態磷酸鹽

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）

離子色譜同時測定烘焙食品中兩種形態磷酸鹽

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抑制法同時測定食品中正磷酸鹽和焦磷酸鹽新的分析方法。樣品經0.5%HCl溶液溶解，固相萃取柱去除有機雜質，Ag/H柱去除大量的Cl-后，以KOH作淋洗液梯度洗脫，電導抑制法檢測。在優化的分離條件下2種添加劑的檢出限分別為0.5 mg/L和1.0 mg/L，標準混合溶液連續6次進樣，相對標準偏差為0.45%和0.69%，樣品測定的平均回收率為96.5%、93.8%。該方法可快速、準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，對改善烘焙食品的結構、口感、外觀等起到很重要的作用。但短時間內大量攝入可能會導致腹痛與腹瀉，長期超量攝入的影響主要在于導致機體的鈣磷比例失調，降低人體對鈣的吸收，造成缺鈣等代謝性骨病[1]。因此，我國的食品添加劑使用衛生標準GB2760-2007中，對磷酸二氫鈣和焦磷酸二氫二鈉的使用限量值分別規定為4 mg/kg和5 mg/kg[2]。

我國現有食品中磷酸鹽檢驗標準是依照GB/T 5009.87-2003《食品中磷的測定》其中的第三法《食品中磷酸鹽的檢測》，該方法的前處理過程是將食品中不同形態的含磷化合物（如磷酸鹽、植酸等）全部轉化成正磷酸鹽，用分光光度法測定總磷酸鹽含量[3]。但是該方法存在試劑用量大、環境污染大、方法繁瑣費時等問題，而且其主要目的系為表征復合磷酸鹽含量（以磷酸鹽計），故不能將正磷酸鹽、焦磷酸鹽等不同形態的磷酸鹽進行分離及同時測定。

離子色譜具有選擇性好、靈敏、快速、可同時測定多組分的突出優點，近年來已在食品、環境監測、電子工業等領域得到廣泛應用，尤其在食品安全領域已有多項檢測方法被納入國內外權威機構的標準方法[4]。

本文利用磷酸鹽具有水溶性，水溶液呈陰離子態的性質，建立了離子色譜抑制型電導檢測法，同時檢測烘焙食品中正磷酸鹽和焦磷酸鹽。該方法簡化了樣品的前處理過程，解決了烘焙食品中2種磷酸鹽的單獨定量檢測的問題。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

帶有淋洗液自動發生裝置的ICS-1500離子色譜儀：美國Dinoex公司；電導檢測器；DinoexASRS300－4mm抑制器；Dinoex Ionpac AG19保護柱；Dinoex Ionpac AS19色譜柱；超聲波清理器：美國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；實驗用水均為電阻率大于18.2 MΩ.cm的超純水：Millipore公司，美國。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淋洗液自動發生裝置在線產生如表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℃的超聲波清洗機中萃取40 min。取出，靜置20 min，在6000 r/min的離心機中離心10 min，取上清液過0.45μm濾膜，過IC-RP柱和IC-Ag/H柱，除去大的有機分子和大量氯離子，濾液經適當稀釋后進樣（稀釋倍率依樣品中磷酸鹽含量而定）。

2 結果與討論

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，但焦磷酸鹽在與面粉、油脂和糖混合，經高溫焙烤后，會與其中的大分子結合，從而改變焦磷酸鹽的溶解度，進而影響提取效果。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，分別對樣品進行提取，通過加標回收率的檢測結果確定提取劑為0.5%HCl溶液。表1為5種提取劑對加標回收率的檢測結果。

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-是強親水性離子，容易進入樹脂親水區，能夠同時分離與樹脂親和能力不同的陰離子，而且抑制產物是水，本底電導值比較低。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

準確檢測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溶液進行等度洗脫，發現淋洗液濃度越大，洗脫時間越短，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，可適當延長磷酸鹽的出峰時間，使其與共存離子完全分離，且使磷酸鹽的峰型完美。經綜合比較，最終選定表2的梯度進行淋洗。正磷酸鹽與焦磷酸鹽的分離效果見圖1。

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

2.3 方法的線性和檢出限

在給定的色譜條件下，對不同濃度梯度的2種添加劑混合標準溶液系列進行線性關系和檢測限的測定。它們的線性關系回歸方程、線性范圍和檢測限的數據見表3。

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

結果表明，在一定的濃度范圍內2種添加劑都有較好的線性相關性和較低的檢測限。

2.4 精密度

取10 mg/L的正磷酸鹽和焦磷酸鹽的混合標準溶液，按照優化后的色譜條件連續進樣6次，做精密度測試，結果得到正磷酸鹽的相對標準偏差為0.45%，焦磷酸鹽的相對標準偏差為0.69%。

2.5 實際樣品分析

2.5.1 對面粉原料的分析

面粉作為烘焙食品的主要原料，當采用GB/T 5009.87-2003的方法檢測面粉磷酸鹽時，能得到0.26%～0.36%之間的結果，而此結果已接近國標對烘焙食品中磷酸鹽的添加限量值。為進一步驗證面粉中的磷形態，我們與面粉加工企業合作，采集不同品種小麥，自行磨制成濕筋含量不同的小麥粉，在確保絕對不添加任何添加劑的情況下，分別采用國標法檢測總磷酸鹽、本文的離子色譜法檢測磷酸鹽和焦磷酸鹽。通過數據的對比，進一步證實了現有國標法的檢測結果基本為假陽性，需在烘焙食品檢測時作為空白值扣除。而離子色譜法的檢測結果能真實地反映面粉中磷酸鹽含量。2種檢測方法的結果比對見表4。

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

2.5.2 對市售烘焙產品的分析

對購自超市的餅干和蛋糕類烘焙產品采用離子色譜法進行了正磷酸鹽和焦磷酸鹽的定性、定量檢測，數據見表5。

表 5 實際樣品分析數據Table 5 Sample determination data

3 結論

本文建立了離子色譜-電導抑制法同時測定烘焙食品中正磷酸鹽和焦磷酸鹽的分析方法。采用KOH作淋洗液對樣品進行梯度洗脫，能很好地分離正磷酸鹽和焦磷酸鹽，對餅干、蛋糕類烘焙產品的檢測結果表明，該方法準確性好、靈敏度高、實用性強。

[1]李寶升,王修俊,邱樹毅,等.磷酸鹽及其在食品中的應用[J].中國調味品,2009(7):38-41

[2]GB 2760-2007.食品添加劑使用衛生標準[S].北京:中國標準出版社,2008

[3]GB/T 5009.87-2003.食品中磷的測定[S].北京:光明日報出版社,2004

[4]牟世芬,劉克納,丁曉靜.離子色譜方法及應用[M].化學工業出版社,2006：208-212

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

WANG Jian-hong，ZHANG Yan，FAN 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），高級工程師，本科，從事食品理化檢驗分析工作。

*通信作者：羅之綱，男，副教授，博士。

2011-03-14