全自動電位滴定法測定嬰幼兒配方奶粉中的乳糖

王亞飛

（福建省產品質量檢驗研究院，福建 福州 350002）

乳糖是奶粉和牛奶等乳制品中所特有的成分，在乳制品的原料驗收、成品檢驗以及監督抽檢中乳糖都是重要的檢驗項目。嬰幼兒配方奶粉與普通奶粉的不同之處在于為了更適用于嬰幼兒的消化吸收，它調整了蛋白質、脂肪和乳糖的比例[1]。食品安全國家標準對嬰幼兒奶粉中的乳糖含量有強制要求，體現在乳糖占碳水化合物的比例上，嬰兒配方奶粉應不低于90%，幼兒配方食品（無乳糖和低乳糖產品除外）應不低于50%[2,3]，可見乳糖含量對嬰幼兒奶粉質量控制的重要性。

國家標準GB 5413.5—2010《食品安全國家標準嬰幼兒食品和乳品中乳糖、蔗糖的測定》規定了嬰幼兒奶粉配方奶粉中乳糖的測定方法，其中萊茵-埃農氏法（即手工滴定法）是很多企業和檢測機構常用的方法。該方法雖較為準確，但是由于是手工滴定，存在耗時較長，操作繁瑣的缺點，而且常因檢驗人員的熟練程度、判斷終點變色的經驗等主觀因素引入實驗誤差[4]。

近年來，電位滴定法被廣泛地應用于食品酸價、過氧化值、二氧化硫等成分的檢測，由于它采用儀器自動滴定、機器判斷終點的方式，可以最大程度地減少人為因素的影響，具備良好的精密度和準確性，而且可以批量測定[5]。有學者也將電位滴定儀應用于黃酒、醋、醬油以及飲料等中還原糖的測定和固態食品中總糖的測定[6-9]，這些研究表明電位滴定法可以取代手工滴定，成為還原糖和總糖測定的一種新的、可靠的方法。萊茵-埃農氏法測定乳糖和測定食品中還原糖及總糖的原理相似，但是用電位滴定法滴定奶粉中的乳糖還鮮見報道。

本文采用全自動電位滴定法測定嬰幼兒配方奶粉中的乳糖，通過重復性試驗和加標回收實驗對其進行了系統性的研究，并與國標手工滴定的測定結果進行比較，結果表明該方法操作簡便、準確度和精確度高，可實現樣品的大批量檢測，為嬰幼兒奶粉乳糖含量方面的監管提供更可靠的技術支持。

1 材料與設備

1.1 材料與試劑

嬰幼兒配方奶粉（1—3段）：圣元營養食品有限公司；乳糖標準品（純度99.74%，DR福州永樂生物科技有限公司）；所用試劑均為分析純；水為實驗室用三級水。

1.2 儀器與設備

全自動電位滴定儀（配備氧化還原電極）905型：瑞士萬通（中國）有限公司；電子天平BSA224S-CW：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；恒溫磁力攪拌器C-MAG HS 4：德國IKA公司；蠕動泵LabM3：保定申辰泵業有限公司。

2 實驗方法

2.1 樣品前處理

稱取2.00g混合均勻的樣品于250 mL容量瓶加水溶解，加入5 mL乙酸鉛溶液、5 mL草酸鉀-磷酸氫二鈉溶液，振蕩，加水定容至刻度。靜置，過濾，濾液備用。

2.2 全自動電位滴定法測定乳糖含量

⑴ 費林試劑標定

①預滴定：將恒溫磁力攪拌器的加熱檔調至最大，由操作軟件控制，在放有磁力攪拌子的滴定杯中，加入費林試劑（甲液、乙液各5 mL），再加20 mL三級水，2 min內沸騰，保持沸騰下磁力攪拌，滴定模式選擇動態電位滴定，加液增加量設為最小遞增160 μL，最大遞增320 μL，達到最大等電點時，得到預標定體積；②正式滴定：除預加乳糖標準溶液的體積設置為比預滴樣品溶液少1 mL，沸騰后保溫2 min，滴定模式選擇等體積等當點滴定，加液體積增加量設為0.02 mL/s，其他操作同預滴定，達到最大等電點時，得到最終滴定體積。

⑵ 樣品溶液乳糖含量測定

將上述⑴中乳糖標準溶液換成樣品溶液進行預滴定和正式滴定，記錄消耗滴定液體積。

⑶ 樣品乳糖含量的計算遵照GB 5413.5—2010《嬰幼兒食品和乳品中乳糖、蔗糖的測定》的規定。

2.3 國標手工滴定法測定乳糖含量

樣品處理、費林試劑標定、樣品預滴定和正式滴定、計算均執行GB 5413.5—2010《嬰幼兒食品和乳品中乳糖、蔗糖的測定》的規定。

2.4 滴定反應線性關系的建立

稱取乳糖標準品0.375、0.500、0.625、0.750、0.875、1.00、1.10、1.20 g加水溶解并定容至250 mL，得濃度為1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.4、4.8 mg/mL的乳糖標準溶液，用全自動電位滴定法測定乳糖含量，以乳糖標準溶液含量為橫坐標，測定結果為縱坐標進行線性回歸分析，繪制曲線。

2.5 精密度及準確度實驗

以3種不同階段的嬰幼兒配方奶粉為樣品，準確稱取2.00 g，按2.1進行樣品前處理，分別用全自動電位滴定法和國標手工滴定法測定樣品中乳糖含量，計算相對標準偏差（RSD），并將兩種方法的結果做誤差及相關性分析。

2.6 加標回收實驗

以3種已知含量的嬰幼兒配方奶粉樣品為基底選用3水平3平行進行加標回收試驗。稱取2.00 g奶粉樣品分別加入0.20、0.40、0.60 g乳糖標準品，按2.1進行樣品前處理，必要時做適當稀釋，用全自動電位滴定法測定乳糖含量，并計算其加標回收率。

3 結果與討論

3.1 費林氏液標定

以3.5 mg/mL的乳糖標準溶液為例，用全自動電位滴定法標定費林氏液，滴定曲線如圖1所示，可以看出滴定終點的電極突躍點較為明顯，可較為準確地得出滴定體積。全自動電位滴定法和國標手工滴定法標定費林氏液結果如表1所示，可以看出全自動電位滴定法比國標手工滴定法消耗的乳糖溶液多約0.10 mL，可能是因為兩種測定方法終點判定方式不同所導致的，國標手工滴定法根據顏色判定終點，而全自動電位滴定法是根據達到最大等當點指示終點。

表1 乳糖標準溶液標定費林氏液

3.2 滴定反應的性關系

以乳糖標準溶液濃度的理論值為橫坐標，以全自動電位滴定儀測定結果為縱坐標，做線性回歸方程見圖2。回歸方程為y=0.9977x+0.0287，R2=0.9997。可見乳糖含量在1.5～4.8 mg/mL之間時，用電位滴定儀測定的結果線性關系良好，可以滿足測定的要求。

圖2 乳糖標準溶液測定曲線

3.3 全自動電位滴定法的重復性

3 種奶粉樣品采用全自動電位滴定法和國標手工滴定法進行乳糖測定，測定結果見表2。結果表明，國標手工滴定法的相對標準偏差在0.41%～1.01%之間，全自動電位滴定法的相對標準偏差在0.17%～0.36%之間。可見，兩種方法的測定結果均滿足相對標準偏差≤1.5%的要求[10]，但是相比較，全自動電位滴定法的重現性較好，這可能是因為全自動電位滴定法的滴定速度由儀器精確控制，所以穩定性更好。

表2 全自動電位滴定法及國標手工滴定法測定結果

3.4 全自動電位滴定法與國標手工滴定法測定結果的一致性

全自動電位滴定法與國標手工滴定法測定結果的誤差分析見表3。由測定結果可看出，全自動電位滴定法測定結果和國標手工滴定法測定結果相比，其相對誤差在-0.60%～0.73%之間。將兩種方法的測定結果做相關性分析，R2為0.9957，表示二者無顯著性差異。由此可見，采用全自動電位滴定儀測定奶粉中的乳糖是可行的。

表3 全自動電位滴定法與國標手工滴定法測定結果誤差分析

3.5 加標回收率實驗

全自動電位滴定法的加標回收實驗結果見表4。可以看出全自動電位滴定法對3種奶粉樣品的加標回收率在96.9%～100.5%之間，表明該方法能準確、有效地檢測出嬰幼兒奶粉中的乳糖含量。

表4 3種嬰幼兒配方奶粉樣品加標實驗結果

4 結論

本研究參照國標GB 5413.5—2010《嬰幼兒食品和乳品中乳糖、蔗糖的測定》第二法萊茵-埃農氏法，采用全自動電位滴定法測定3種適用于不同年齡階段的嬰幼兒配方奶粉中的乳糖含量，測試結果相對標準偏差在0.17%～0.36%之間，加標回收率在96.9%～100.5%之間，該方法測定結果與國標手工滴定法結果基本一致。全自動電位滴定法測定嬰幼兒配方奶粉中的乳糖，操作安全、簡便、快速且準確度高，可以排除手工滴定過程中滴定終點誤判、體積讀數等誤差。