干法灰化/微波消解-分光光度法測定嬰幼兒乳粉中磷含量的研究

張巧瑩，王，石旭東，徐 瑤，韓群社

（陜西省產品質量監督檢驗研究院農副食品所，陜西西安 710048）

0 引言

磷普遍存在于人體所有細胞中，是維持骨骼和牙齒的必要物質，幾乎參與所有生理上的化學反應[1-2]。磷是使心臟有規律跳動、維持腎臟正常機能和傳達神經刺激的重要物質[3-4]。當機體缺少磷時，煙酸不能被吸收，會影響機體的正常運行。因此，在嬰幼兒的生長過程中，磷是重要的必需元素，磷具有重要的作用。乳粉中的磷主要有濕法消解、干法灰化和微波消解。參考GB 5009.87—2016食品中磷的測定第二法釩鉬黃分光光度法，在此基礎上分析了干法灰化和微波消解對嬰幼兒乳粉進行前處理測其磷含量。干法灰化過程操作簡單、使用儀器造價低，無酸霧的產生對環境友好，但周期長。微博消解使用的微博消解儀造價昂貴，使用大量的強酸會產生大量的酸霧，影響環境[5]。因此，建議普遍使用干法灰化處理乳粉。

1材料與方法

1.1 材料與試劑

硝酸、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鉀（KH2PO4，CAS號7778-77-0：純度＞99.99%），分析純，國藥集團化學試劑有限公司提供；鉬酸銨，偏釩酸銨、硝酸二硝基酚，分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司提供。

1.2 儀器與設備

BSA224S型分析天平，賽多利斯科學儀器北京公司產品；MARS6型微波消解儀，培安CEM微波化學（中國）技術中心產品；T9CS型雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司產品。

1.3 試驗條件

1.3.1 樣品預處理

（1）干法灰化。準確稱取樣品0.5 g（精確至0.001 g）于瓷坩堝中，置于電熱板上，小火炭化，再于650℃下灰化，直至灰分呈白色為止，加10 mL鹽酸溶液（1+1），在水浴上蒸干；再加2 mL鹽酸溶液（1+1），用水分數次將殘渣完全洗入100 mL容量瓶中，并用水稀釋至刻度，搖勻；同時，做試劑空白試驗。

（2）微波消解。準確稱取0.5 g（精確至0.000 1 g）于微波消解罐中，加入7 mL硝酸，放置4 h，再加入2 mL過氧化氫，旋緊外蓋，于微波消解儀中消解，升溫程序為：15 min由室溫升至190℃，在190℃保持15 min，冷卻至室溫。取出后在160℃，90 min條件下趕酸，冷卻至室溫取出，用超純水定容至50 mL的容量瓶。同時，做試劑空白。

1.3.2 標準曲線及試驗條件

取6個50 mL的比色管，分別加入磷標準溶液儲備溶液（50.00 mg/L）0，2.50，5.00，7.50，10.0，15.0 mL，加入10 mL釩鉬酸銨試劑，用水定容至刻度。在25～30℃下顯色15 min。于波長440 nm處，用1 cm比色皿以零為參比測定吸光度。以磷含量為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。

準確吸取試樣溶液10 mL及等量的空白溶液于50 mL的比色管中，加入少量的水后，加入2滴二硝基苯酚指示液，用高濃度氫氧化鈉溶液調至黃色，再用硝酸調至無色，再用低濃度氫氧化鈉調至微黃色，再加入10 mL釩鉬酸銨試劑，用水定容至刻度。于波長440 nm處測其吸光度，與標準系列比較定量。

2 結果與分析

2.1 磷標準曲線的繪制

依照1.3.2中方法測定標準樣品系列的吸光度，繪制校準曲線，得到線性回歸方程：Y=0.034 1X-0.001 7，R2=0.999 7。磷的濃度與吸光度呈現良好的線性關系。

磷的標準曲線見圖1。

圖1 磷的標準曲線

2.2 樣品灰化溫度的影響

不同灰化溫度對于樣品處理磷測定見圖2。

圖2為在灰化時間在3 h下不同灰化溫度對于樣品處理磷測定結果的影響，分別研究了灰化溫度為550，600，650，700，750℃時的灰化程度對磷含量的關系。結果表明，在灰化溫度為650℃時磷含量時最大的，隨著溫度的增加磷含量保持不變。表明灰化溫度太低灰化不完全，灰化溫度到650℃以后，表明此時樣品已灰化完全。

圖2 不同灰化溫度對于樣品處理磷測定

2.3 樣品灰化時間的影響

不同灰化時間對于樣品處理磷測定見圖3。

圖3 不同灰化時間對于樣品處理磷測定

圖3為在灰化溫度在650℃下不同灰化時間對于樣品處理磷測定結果的影響，分別研究了灰化時間為2.0，2.5，3.0，3.5，4.0 h時的灰化程度對磷含量的關系。結果表明，在灰化時間為3 h時磷含量時最大，表明灰化時間太短灰化不完全，灰化時間太長會破壞乳粉中的磷，從而引起磷的含量減少。

2.4 2種處理方法的比較

干法灰化和微波消解2種方法樣品中磷含量見表1。

表1 干法灰化和微波消解2種方法樣品中磷含量

可以看出2種方法處理樣品，結果干法灰化數值更大些但相差不大。

2.5 回收率的測定

加標回收率試驗結果見表2。

表2 加標回收率試驗結果

由表2可以看出，干法灰化的回收率為97.64%～104.43%，微波消解的回收率為96.11%～101.85%。

3 結論

灰化時，溫度高乳粉中所含的有機物完全被破壞，磷以無機鹽的形式存在，所以測得的磷含量較高，回收率為97.64%～104.43%，該過程未使用化學試劑不產生酸霧，對環境友好、簡單易操作；微波消解使用強酸，產生大量的酸霧，對人體有害，對環境污染嚴重，造價昂貴，還有可能存在消解不完全，使得測試結果偏低，回收率為96.11%～101.85%。因此，建議使用干法灰化處理樣品，且所測結果準確度高、易于操作，對環境友好。