離子色譜法檢測食品中硼酸及硼酸鹽

孫 振，張 鑫，趙嶺樂

(1吉林省食品檢驗所，長春 130000;2 吉林省安信食品技術服務有限責任公司，長春 130000;3 吉林省農業科學院，長春 136100)

在食品生產過程中添加硼酸及硼酸鹽可達到保鮮和防腐等作用［1］，但是大量的實驗數據證明，硼酸及硼酸鹽在人體內有蓄積現象產生，可導致人體的大部分臟器受損，并伴有惡心、嘔吐等現象的發發生［2-10］。目前國內檢測食品中硼酸及硼酸鹽的標準方法是乙基已二醇一三氯甲烷萃取姜黃比色法、ICP-MS 法等。用乙基已二醇一三氯甲烷萃取姜黃比色法檢測時由于食品中的成分復雜多樣且不明確具體的組成，導致測定結果準確度不高，而ICP-MS 法測定的是游離硼，當硼元素不是以硼酸鹽形式存在時，會使檢測結果偏高。離子色譜法是一項新的液相色譜技術，具有靈敏度高、選擇性好，前處理簡單、試樣用量少，可在高濃度基體濃度下檢測低濃度成分，減少或免除樣品的提純、可同時測定多組分和分析不同化合價態、易實現自動化等優點。本文通過優化實驗條件確定硼酸及硼酸鹽最佳的檢測方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

戴安離子色譜儀(型號為ICS-2000);離心機;硼酸、甲基磺酸、甘露醇、四甲基氫氧化銨、甲醇。

1.2 方法

稱取樣品若干，置于50mL 容量瓶中，加水溶解并定容至刻度。充分振蕩混勻，超聲提取數分鐘，然后以5 000r/min 進行離心，離心后的樣品取上清液過濾膜、經過活化柱后直接進樣。

2 優化試驗結果與分析

2.1 取樣量的確定

準確稱取0.5g (精確至0.001g)的樣品10 組，置于50mL 容量瓶中，加水溶解并定容至刻度，發現10 組平行樣測得的結果不平行，相對標準偏差高于15%。繼而將稱樣量增加到1.0g，又取樣10 組進行處理測定，發現10 組數據的相對標準偏差＜3%，所以本試驗樣品取樣量定為1.0g (精確至0.001g)。

2.2 超聲提取時間的確定

由表1 可知，超聲時間為20min 時提取樣品峰面積最大、效率最高。

表1 超聲提取時間與測得樣品峰面積的關系

2.3 濾膜的確定

本試驗選取3 種規格的濾膜進行比較，分別為0.22、0.45、1.0μm，結果見表2。由于樣品中的成分復雜，經0.45、1.0μm 濾膜處理后的樣品依舊很渾濁，經0.22μm 濾膜處理后的樣品澄清，所以本試驗選取0.22μm 濾膜進行過濾。

表2 濾膜的規格及其作用

2.4 OnGuard RP 柱和Ag 柱的作用

OnGuard II RP 柱填料是具大孔結構的聚二乙烯基苯聚合物反相填料。這類樹脂對疏水性化合物尤其是不飽和化合物和芳香化合物具有高的選擇性，并可與色譜的有機溶劑相匹配，其可在整個pH 范圍即pH 1～14 范圍保持穩定。OnGuard II RP 柱主要被推薦來用于從樣品基體中去除下列物質:芳香染料、碳氫化合物、表面活性劑及一些有機羧酸。OnGuard II RP 柱也可被用于某些微量組分的富集，在該技術中一些微量的物質首先被從樣品基體分離并濃縮于OnGuard IIRP 柱上，然后在用最少量的合適溶劑將這些物質從柱上洗脫下來，在此過程中達到對微量物質進行分離和富集的目的。由于柱填料中不含陰、陽離子交換位點，其不會保留離子性物質，但可以保留疏水性物質，所以在進行離子交換分析以前，常常使用OnGuard II RP 柱從樣品基體中除去疏水性污染物。OnGuard II Ag 柱的柱填料中包含有強酸型陽離子交換樹脂的銀鹽Ag+形式。OnGuard II Ag 柱的作用是利用生成銀鹽沉淀的原理除去樣品溶液中的Cl-、Br-、等離子(表3)。

表3 Cl-離子在1.0cc 規格的OnGuard II Ag 柱上的去除情況

2.5 分析柱的確定

由表4 和表5 對比可知，IonPac-borate 分析柱比國產色譜柱保留時間短、理論塔板數高、分離度好、校正因子高，所以本實驗選擇IonPac-borate 為分析柱。

表4 戴安IonPac-borate 分析柱對常見7 種陰離子各項數據

表5 國產色譜柱對常見7 種陰離子各項數據

2.6 淋洗液的確定

為了獲得較好的峰型以及較高的靈敏度，本實驗分析了淋洗液配比對硼酸鹽分析的影響。首先，固定甲基磺酸的濃度，改變甘露醇濃度，結果發現，硼酸鹽的保留時間沒有明顯變化，但是峰面積隨著甘露醇的濃度增大而增大，當甘露醇濃度為60mmol/L 時，響應值達到最好，繼續增加其濃度，響應值有所下降。然后固定甘露醇濃度，當改變甲基磺酸的濃度時，分別用0.5、1.0、2.0、3.0、5.0、7.0、10.0、20.0、30.0mmol/L 進行淋洗，發現淋洗液濃度大于10 mmol/L 時，標準品與雜質峰很難分開，而且隨濃度的增加變化不大;從而進一步降低甲基磺酸的濃度，發現當濃度為3 mmol/L 時，色譜峰的分離度和峰型達到最好狀態。故選用甲基磺酸作為淋洗液本實驗用的淋洗液為甲基磺酸(3mmol/L)/甘露醇(60mmol/L)。

2.7 進樣體積的確定

本試驗應先配制0.1μg/mL 的硼酸鹽標準溶液，分別以20、40、80、100、200、300、400μL 不同體積進行分析，得到以進樣體積為橫坐標、0.1μg/mL 的硼酸鹽標準溶液的峰面積為縱坐標標準曲線。試驗結果表明，在20～300μL 不同進樣體積得到的峰面積與進樣體積呈良好的線性關系，相關系數為0.999 5 (附圖)。試驗表明，當進樣體積為300μL 時，靈敏度最高。

附圖 不同進樣體積對應峰面積關系

2.8 流速的確定

表6 測定結果表明，淋洗液流速對陰離子分離效果有非常重要的影響，通過改變流速可以提高分離效率，流速太快會導致分離度下降，如流速超過分析柱的最大允許限值，還會損傷分析柱，所以選擇合適的淋洗液流速條件是提高分離效果和分析結果準確性的重要因素。

表6 不同流速對常見離子分離度的影響

3 結論

本研究通過一系列的實驗和數據分析，確定了離子色譜法檢測食品中硼酸及硼酸鹽的最佳試驗條件。離子色譜法具有靈敏度高、樣品用量少、靈敏度高等優點，在醫藥、食品行業等領域具有廣泛的應用前景。

［1］食品衛生檢驗方法(理化部分)注解.衛生部食品衛生監督檢驗所，1987:230.

［2］趙清志，安桂華.硼對人體的毒性作用［J］.國外醫學:醫學地理分冊，2000，21(1):29-30，49.

［3］Fail PA Chapin RE Price CJ，et al.General reproductive developmental and endocrine toxicity of boronated compounds［J］.Reproductive Toxicology，1998，12 (1):1-18.

［4］Hunt C D，Nielsen F H.Interaction between boron and cholecalciferol in the chick ［J］.Trace Element Metabolism in Man and Animals (TEMA-4)，1981:597-600.

［5］King N，Odom T W，Sampson H W，et al.The effect of in vivo boron supplementation on bone mineralization of the vitamin D-deficient chicken embryo ［J］.Biol.Trace Elem.Res，1991，31:223-233.

［6］Hunt C D，Herbel J L，Idso J P.Dietary boron modifies the effects of vitamin D3 nutrition on indices of energy substrate utilization and mineral metabolism in the chick ［J］.J.Bone Min.Res，1994，9:171-182.

［7］Bai Y，Hunt C D .Dietary boron affects plasma l，25-dihdroxyvitamin D (1，25 Vit D)concentrations and peak pancreatic insulin secretion in the chick ［J］.New Approaches，Endpoints，and Paradigms for RDAs of Mineral Elements Abstracts，1995，30.

［8］Bai Y，Hunt C D.Dietary boron (B)increases serum antibody concentrations in rats immunized with heat-killed mycobacterium tuberculosis (MT)［J］.FASEB J，1996b，10:A819.

［9］Bai Y，Hunt C D .Dietary boron alleviates adjuvant-induced arthritis (AIA)in rates ［J］.FASEB J，1995a，9:A576.

［10］Ruby I.Rowe，Collen Bouzan，Sam Nabili，et al.The Response of Trout and Zebrafish Embryos to Low and High Boron Concentrations Is U-Shaped ［J］.Biological Trace Element Research，1998，66:261-270.