离子色谱同时测定烘焙食品中两种形态磷酸盐

王建宏，张艳，范艳红，刘宏，罗之纲

（康师傅控股中央研究所，天津 300457）

离子色谱同时测定烘焙食品中两种形态磷酸盐

王建宏，张艳，范艳红，刘宏，罗之纲*

（康师傅控股中央研究所，天津 300457）

建立一种离子色谱电导抑制法同时测定食品中正磷酸盐和焦磷酸盐新的分析方法。样品经0.5%HCl溶液溶解，固相萃取柱去除有机杂质，Ag/H柱去除大量的Cl-后，以KOH作淋洗液梯度洗脱，电导抑制法检测。在优化的分离条件下2种添加剂的检出限分别为0.5 mg/L和1.0 mg/L，标准混合溶液连续6次进样，相对标准偏差为0.45%和0.69%，样品测定的平均回收率为96.5%、93.8%。该方法可快速、准确地分析烘焙食品中正磷酸盐和焦磷酸盐。

离子色谱；正磷酸盐；焦磷酸盐

磷酸盐是烘焙食品广泛使用的一类食品添加剂。其中磷酸二氢钙和焦磷酸二氢二钠作为水分保持剂和膨松剂，对改善烘焙食品的结构、口感、外观等起到很重要的作用。但短时间内大量摄入可能会导致腹痛与腹泻，长期超量摄入的影响主要在于导致机体的钙磷比例失调，降低人体对钙的吸收，造成缺钙等代谢性骨病[1]。因此，我国的食品添加剂使用卫生标准GB2760-2007中，对磷酸二氢钙和焦磷酸二氢二钠的使用限量值分别规定为4 mg/kg和5 mg/kg[2]。

我国现有食品中磷酸盐检验标准是依照GB/T 5009.87-2003《食品中磷的测定》其中的第三法《食品中磷酸盐的检测》，该方法的前处理过程是将食品中不同形态的含磷化合物（如磷酸盐、植酸等）全部转化成正磷酸盐，用分光光度法测定总磷酸盐含量[3]。但是该方法存在试剂用量大、环境污染大、方法繁琐费时等问题，而且其主要目的系为表征复合磷酸盐含量（以磷酸盐计），故不能将正磷酸盐、焦磷酸盐等不同形态的磷酸盐进行分离及同时测定。

离子色谱具有选择性好、灵敏、快速、可同时测定多组分的突出优点，近年来已在食品、环境监测、电子工业等领域得到广泛应用，尤其在食品安全领域已有多项检测方法被纳入国内外权威机构的标准方法[4]。

本文利用磷酸盐具有水溶性，水溶液呈阴离子态的性质，建立了离子色谱抑制型电导检测法，同时检测烘焙食品中正磷酸盐和焦磷酸盐。该方法简化了样品的前处理过程，解决了烘焙食品中2种磷酸盐的单独定量检测的问题。

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂

带有淋洗液自动发生装置的ICS-1500离子色谱仪：美国Dinoex公司；电导检测器；DinoexASRS300－4mm抑制器；Dinoex Ionpac AG19保护柱；Dinoex Ionpac AS19色谱柱；超声波清理器：美国Branson；IC-RP柱、IC-Ag/H柱：天津博纳艾杰尔科技有限公司；0.45μm尼龙过滤膜。

磷酸二氢钾（分析纯，纯度≥99.0%）：天津试剂公司；焦磷酸二氢二钠（分析纯，纯度≥99.9%）：Sigma公司，美国；实验用水均为电阻率大于18.2 MΩ.cm的超纯水：Millipore公司，美国。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 色谱条件

KOH淋洗液自动发生装置在线产生如表1所示的梯度淋洗液，抑制器电流为149 mA，淋洗液流速为1.0 mL/min，进样体积100 μL。

1.2.2 样品前处理

将饼干或蛋糕等烘焙样品粉碎，混合均匀，于250 mL烧杯中称取2.00 g～5.00 g样品，加入100 mL 0.5%的HCl溶液，搅拌均匀，于30℃～40℃的超声波清洗机中萃取40 min。取出，静置20 min，在6000 r/min的离心机中离心10 min，取上清液过0.45μm滤膜，过IC-RP柱和IC-Ag/H柱，除去大的有机分子和大量氯离子，滤液经适当稀释后进样（稀释倍率依样品中磷酸盐含量而定）。

2 结果与讨论

2.1 提取剂的选择

磷酸二氢钾和焦磷酸二氢二钠均为易溶于水的盐类，但焦磷酸盐在与面粉、油脂和糖混合，经高温焙烤后，会与其中的大分子结合，从而改变焦磷酸盐的溶解度，进而影响提取效果。本文选取了水、0.1%HCl、0.3%HCl、0.5%HCl和0.7%HCl溶液作提取剂，分别对样品进行提取，通过加标回收率的检测结果确定提取剂为0.5%HCl溶液。表1为5种提取剂对加标回收率的检测结果。

表 1 5种提取剂的回收率（n=2）Table 1 The recovery rate of five solvent(n=2)

2.2 色谱条件的选择

2.2.1 淋洗液的选择

选择KOH作淋洗液，OH-是强亲水性离子，容易进入树脂亲水区，能够同时分离与树脂亲和能力不同的阴离子，而且抑制产物是水，本底电导值比较低。色谱分离柱选用AS19，AS19为一款高容量、氢氧根体系的阴离子交换色谱柱，对水溶液中的阴离子具有很好的分离能力。

2.2.2 淋洗条件的选择

准确检测的前提是将组分和共存离子有效的分离，而淋洗液是组分分析效果的直接决定因素之一。为了得到正磷酸盐和焦磷酸盐良好的分离图，选择30、40、50、60 mmol/L的KOH溶液进行等度洗脱，发现淋洗液浓度越大，洗脱时间越短，但正磷酸盐与焦磷酸盐的分离效果越不理想。采用梯度洗脱，可适当延长磷酸盐的出峰时间，使其与共存离子完全分离，且使磷酸盐的峰型完美。经综合比较，最终选定表2的梯度进行淋洗。正磷酸盐与焦磷酸盐的分离效果见图1。

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

2.3 方法的线性和检出限

在给定的色谱条件下，对不同浓度梯度的2种添加剂混合标准溶液系列进行线性关系和检测限的测定。它们的线性关系回归方程、线性范围和检测限的数据见表3。

表 3 2种添加剂的线性范围和检出限Table 3 Linear range and detection limit of phosphate and pyrophosphate by IC

结果表明，在一定的浓度范围内2种添加剂都有较好的线性相关性和较低的检测限。

2.4 精密度

取10 mg/L的正磷酸盐和焦磷酸盐的混合标准溶液，按照优化后的色谱条件连续进样6次，做精密度测试，结果得到正磷酸盐的相对标准偏差为0.45%，焦磷酸盐的相对标准偏差为0.69%。

2.5 实际样品分析

2.5.1 对面粉原料的分析

面粉作为烘焙食品的主要原料，当采用GB/T 5009.87-2003的方法检测面粉磷酸盐时，能得到0.26%～0.36%之间的结果，而此结果已接近国标对烘焙食品中磷酸盐的添加限量值。为进一步验证面粉中的磷形态，我们与面粉加工企业合作，采集不同品种小麦，自行磨制成湿筋含量不同的小麦粉，在确保绝对不添加任何添加剂的情况下，分别采用国标法检测总磷酸盐、本文的离子色谱法检测磷酸盐和焦磷酸盐。通过数据的对比，进一步证实了现有国标法的检测结果基本为假阳性，需在烘焙食品检测时作为空白值扣除。而离子色谱法的检测结果能真实地反映面粉中磷酸盐含量。2种检测方法的结果比对见表4。

表 4 2种检测方法的磷酸盐含量比对Table 4 Comparison of phosphate content for GB and IC

2.5.2 对市售烘焙产品的分析

对购自超市的饼干和蛋糕类烘焙产品采用离子色谱法进行了正磷酸盐和焦磷酸盐的定性、定量检测，数据见表5。

表 5 实际样品分析数据Table 5 Sample determination data

3 结论

本文建立了离子色谱-电导抑制法同时测定烘焙食品中正磷酸盐和焦磷酸盐的分析方法。采用KOH作淋洗液对样品进行梯度洗脱，能很好地分离正磷酸盐和焦磷酸盐，对饼干、蛋糕类烘焙产品的检测结果表明，该方法准确性好、灵敏度高、实用性强。

[1]李宝升,王修俊,邱树毅,等.磷酸盐及其在食品中的应用[J].中国调味品,2009(7):38-41

[2]GB 2760-2007.食品添加剂使用卫生标准[S].北京:中国标准出版社,2008

[3]GB/T 5009.87-2003.食品中磷的测定[S].北京:光明日报出版社,2004

[4]牟世芬,刘克纳,丁晓静.离子色谱方法及应用[M].化学工业出版社,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（汉），高级工程师，本科，从事食品理化检验分析工作。

*通信作者：罗之纲，男，副教授，博士。

2011-03-14