食品中微量溴酸鉀的離子色譜偏離標準檢測方法

摘 要：本文建立了食品中溴酸鉀的離子色譜檢測新方法，采用容量高、親水性強的Dionex IonPac AS19陰離子分析柱為固定相， RFC30自動淋洗液發生器產生高純度KOH為流動相。本方法的最低檢測限為0.1mg/L。在0～1.0mg/L范圍內具有良好的線性（r=0.9997），加標回收率為95%左右，標準溶液相對標準偏差（RSD）為0.13%。

關鍵詞：離子色譜；AS19；溴酸鹽

一、引言

溴酸鉀（KBrO3，Potassium bromate），分子量167.01。危規分類：GB5.1類51510；原鐵規：二級無機氧化劑，23019；UN No.1484；IMDG CODE 5.1類。白色結晶或顆粒，相對密度3.27（17.5℃），熔 點：370℃，可溶于水，微溶于乙醇，不溶于丙酮。溴酸鉀在焙烤業被認為是最好的面團調節劑之一。溴酸鉀在發酵、醒發及焙烤工藝過程中起到一種緩慢氧化劑的作用，顯著影響了面團的結構及流變性能。溴酸鹽與小麥蛋白的面筋組織發生反應，賦予成功焙烤酵母發酵制品所必需的面筋強度及彈性。1983年，日本的谷物研究學者們發現，溴酸鉀在試驗條件下對老鼠有致癌作用。國際癌證研究機構將該化合物列為致癌物質。自1990年4月1日開始，歐盟、加拿大、澳大利亞等很多國家禁止或限制了溴酸鉀的使用。我國國家標準GB2760-1996中曾規定，面粉中溴酸鉀使用量不得超過30mg/kg，最終食品中不得檢出。 2005年6月21日，國家質檢總局通知自2005年7月1日起停用溴酸鉀作為面粉處理劑。因此，建立快速準確的面粉中溴酸鉀檢測方法十分重要。

二、實驗部分

（一）儀器與試劑

離子色譜儀：DX-600型（美國DIONEX公司），配有ED50型電導檢測器，GP50梯度泵，RFC30在線淋洗液發生器，ATLAS陰離子抑制器，chromeleon工作站，100μL定量管。

色譜柱：IonPac AS19型陰離子分析柱4×250mm（帶IonPac AG19型陰離子保護柱4×50mm）。

電子天平：感量0.1mg，AT250型（瑞士Mettler公司）。

超聲波清洗器：KQ-100DB型（昆山市超聲儀器有限公司）。

高速離心機：6000rpm，EBA2型（德國Hettich公司）。

C18固相萃取柱

粉碎機

Cl-標準溶液：1000mg/L（國家標物中心）。

KBrO3：98%（SIGMA公司）。

所用水均為超純水。

（二）色譜條件

淋洗液：KOH淋洗液由RFC30在線淋洗液發生器自動產生；

流速：1.00mL/min；

進樣體積：100μL；

抑制器電流：80mA。

（三）樣品處理

面粉及不含油脂的面制品：面粉樣品取樣0.5kg，150℃±5℃烘干，混合均勻；面制品于150℃±5℃烘干，粉碎后取0.5kg，混合均勻。稱取試樣2g（精確至0.0001g），置于100mL具塞錐形瓶中，準確加入50mL超純水，室溫下超聲提取20min，6000rpm離心6min，取上層清液，C18固相萃取柱凈化，過0.22μm濾膜，待測。

含油脂的面制品：將試樣粉碎后，取0.5kg 混合均勻。稱取2g（精確至0.0001g）。加入10mL石油醚洗滌除去油脂，棄去石油醚層，重復上述操作一次。抽濾，150℃±5℃下烘干，加入50mL超純水，室溫超聲提取30min，6000rpm下離心6min，取上層清液，C18固相萃取柱凈化，過0.22μm濾膜，待測。

三、結果與討論

（一）前處理條件的選擇

1、提取液的選擇

溴酸鉀溶于水，微溶于醇，不溶于丙酮，它在水中的溶解度為：3.1 （0℃）； 4.8（10℃）； 6.9（20℃）； 9.5（30℃）； 13.2（40℃）； 22.7（60℃）。因此我們采用水作為提取劑。

2、提取方式的選擇

振蕩法，浸漬法，超聲提取法等多種方法均可應用于食品基質中的樣品提取。超聲提取有以下幾點優勢：①提取時間短，僅為常規提取法的幾分之一；②一般都在室溫下提取，單位物料提取能耗較常規提取法降低50%；③由于提取溫度低，可以最大限度的保持物料中原有的各種有效成分，尤其是熱敏性成分。因此，選用來提取成分復雜的面粉基體中的溴酸鉀，超聲法十分適用，提取效率高。

3、提取時間的選擇

依據面粉中溴酸鉀的加標回收率來判斷溴酸鉀的提取時間是否充分。提取時間分別為5min，10min，15min，20min，25min，30min。由檢測結果可以得到，提取20min后即可得到理想的回收率。

（二）色譜柱的選擇

首先列舉一些陰離子檢測用色譜柱，分別敘述其主要用途和優缺點。

面粉中常含有較高濃度的Cl-，因此在分析面粉中的溴酸鹽時，既需要選用柱容量較高的分析柱，同時需要方法對溴酸鹽有較高的靈敏度、較低檢測限。通常用來檢測陰離子的色譜柱有AS9-HC，AS11，AS14，AS19等柱。AS9-HC柱是主要用于飲用水消毒副產品的陰離子交換柱，它的優勢在于能夠非常好的分離氯與硫酸根，是一種高容量柱（190μeq/column）；AS11柱可快速進行有機酸和無機陰離子分析和樣品剖析，具有疏水性，易分析高價陰離子（45μeq/column）；AS14柱是較常規的陰離子交換柱，氟與水負峰分離較好（65μeq/column）；IonPac AS19陰離子交換柱是柱容量較高的分析柱（350μeq/column），該柱的填料是由新型超多接枝陰離子交換縮聚物組成，同時用高容量樹脂優化了分析柱對溴酸鹽的選擇性，本底電導低，噪音小，靈敏度高，梯度淋洗時基線穩定，無水負峰，可大體積進樣，是專門檢測溴酸根離子用的色譜柱。選用AS19柱做分析，可得到分離度好，檢測限低的結果。選用IonPac AS11陰離子交換柱做分析，分離度為0.66，而用IonPac AS19陰離子交換柱做分析，分離度可達1.64。

（三）干擾的消除

1、氯離子。由于AS19柱的高容量樹脂優化了分析柱對溴酸鹽的選擇性，同時采用6.5mmol低濃度的KOH溶液淋洗，可提高Cl-和BrO3-的分離度，因此即使在Cl-含量高達2000ppm的情況下，仍可使BrO3-與Cl-得到很好的分離。

2、蛋白質、氨基酸、淀粉。面粉中含有很多蛋白質、氨基酸、脂肪、淀粉、添加劑及微量元素等物質，前處理采用C18固相萃取柱凈化，可去除面粉中所含的大量有機物質，提高儀器靈敏度。

3、油脂。含有油脂的面制品假如直接進樣，帶入大量有機物，會污染色譜柱，降低柱效，因此有必要事先用石油醚提取除去油脂，提高儀器靈敏度，避免產生干擾。

4、強保留物質。每個樣品檢測完畢后，由在線淋洗液發生器產生高濃度KOH溶液梯度洗脫色譜柱中殘留的強保留物質，避免色譜柱柱效降低影響檢測結果。

5、碳酸根離子。采用RFC30在線淋洗液發生器提供高純KOH溶液，沒有碳酸鹽的污染，減小梯度漂移，可得到更好的保留時間重現性、較低的背景電導和檢測限。

6、面粉基質中的干擾物質。采用100μL定量管，可以收集到足夠濃度的BrO3-。盡管最低檢測限比采用500μL定量管高，但是造成的污染小，可以減少臨近的峰的干擾，更有利于峰的分離。

（四）檢測限、線性范圍和精密度

在選定的色譜條件下考察了方法的最低檢測限、精密度和線性范圍。

分別取0.05，0.50，1.00，10.00mg/L的溴酸鹽標準溶液，連續6次進樣，計算所得的RSD。標樣（以BrO3-計） 最低檢測限可達0.0009mg/L，在樣品中的最低檢測限為0.1mg/kg。在0～1.0mg/L具有良好的線性關系，線性相關系數r=0.9997，線性曲線為：y=3.3934x+0.0032。

四、結論

本文建立了以容量高、親水性強的IonPac AS19作為分析柱，KOH為淋洗液，檢測面粉中溴酸鹽的離子色譜新方法。該方法具有操作簡單，靈敏度高等優點，可應用于實際各類面制品食品樣品中的BrO3-的分析測定。