干法灰化/微波消解-分光光度法测定婴幼儿乳粉中磷含量的研究

张巧莹，王，石旭东，徐 瑶，韩群社

（陕西省产品质量监督检验研究院农副食品所，陕西西安 710048）

0 引言

磷普遍存在于人体所有细胞中，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应[1-2]。磷是使心脏有规律跳动、维持肾脏正常机能和传达神经刺激的重要物质[3-4]。当机体缺少磷时，烟酸不能被吸收，会影响机体的正常运行。因此，在婴幼儿的生长过程中，磷是重要的必需元素，磷具有重要的作用。乳粉中的磷主要有湿法消解、干法灰化和微波消解。参考GB 5009.87—2016食品中磷的测定第二法钒钼黄分光光度法，在此基础上分析了干法灰化和微波消解对婴幼儿乳粉进行前处理测其磷含量。干法灰化过程操作简单、使用仪器造价低，无酸雾的产生对环境友好，但周期长。微博消解使用的微博消解仪造价昂贵，使用大量的强酸会产生大量的酸雾，影响环境[5]。因此，建议普遍使用干法灰化处理乳粉。

1材料与方法

1.1 材料与试剂

硝酸、硫酸、盐酸、氢氧化钠、磷酸二氢钾（KH2PO4，CAS号7778-77-0：纯度＞99.99%），分析纯，国药集团化学试剂有限公司提供；钼酸铵，偏钒酸铵、硝酸二硝基酚，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司提供。

1.2 仪器与设备

BSA224S型分析天平，赛多利斯科学仪器北京公司产品；MARS6型微波消解仪，培安CEM微波化学（中国）技术中心产品；T9CS型双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司产品。

1.3 试验条件

1.3.1 样品预处理

（1）干法灰化。准确称取样品0.5 g（精确至0.001 g）于瓷坩埚中，置于电热板上，小火炭化，再于650℃下灰化，直至灰分呈白色为止，加10 mL盐酸溶液（1+1），在水浴上蒸干；再加2 mL盐酸溶液（1+1），用水分数次将残渣完全洗入100 mL容量瓶中，并用水稀释至刻度，摇匀；同时，做试剂空白试验。

（2）微波消解。准确称取0.5 g（精确至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过氧化氢，旋紧外盖，于微波消解仪中消解，升温程序为：15 min由室温升至190℃，在190℃保持15 min，冷却至室温。取出后在160℃，90 min条件下赶酸，冷却至室温取出，用超纯水定容至50 mL的容量瓶。同时，做试剂空白。

1.3.2 标准曲线及试验条件

取6个50 mL的比色管，分别加入磷标准溶液储备溶液（50.00 mg/L）0，2.50，5.00，7.50，10.0，15.0 mL，加入10 mL钒钼酸铵试剂，用水定容至刻度。在25～30℃下显色15 min。于波长440 nm处，用1 cm比色皿以零为参比测定吸光度。以磷含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

准确吸取试样溶液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，用高浓度氢氧化钠溶液调至黄色，再用硝酸调至无色，再用低浓度氢氧化钠调至微黄色，再加入10 mL钒钼酸铵试剂，用水定容至刻度。于波长440 nm处测其吸光度，与标准系列比较定量。

2 结果与分析

2.1 磷标准曲线的绘制

依照1.3.2中方法测定标准样品系列的吸光度，绘制校准曲线，得到线性回归方程：Y=0.034 1X-0.001 7，R2=0.999 7。磷的浓度与吸光度呈现良好的线性关系。

磷的标准曲线见图1。

图1 磷的标准曲线

2.2 样品灰化温度的影响

不同灰化温度对于样品处理磷测定见图2。

图2为在灰化时间在3 h下不同灰化温度对于样品处理磷测定结果的影响，分别研究了灰化温度为550，600，650，700，750℃时的灰化程度对磷含量的关系。结果表明，在灰化温度为650℃时磷含量时最大的，随着温度的增加磷含量保持不变。表明灰化温度太低灰化不完全，灰化温度到650℃以后，表明此时样品已灰化完全。

图2 不同灰化温度对于样品处理磷测定

2.3 样品灰化时间的影响

不同灰化时间对于样品处理磷测定见图3。

图3 不同灰化时间对于样品处理磷测定

图3为在灰化温度在650℃下不同灰化时间对于样品处理磷测定结果的影响，分别研究了灰化时间为2.0，2.5，3.0，3.5，4.0 h时的灰化程度对磷含量的关系。结果表明，在灰化时间为3 h时磷含量时最大，表明灰化时间太短灰化不完全，灰化时间太长会破坏乳粉中的磷，从而引起磷的含量减少。

2.4 2种处理方法的比较

干法灰化和微波消解2种方法样品中磷含量见表1。

表1 干法灰化和微波消解2种方法样品中磷含量

可以看出2种方法处理样品，结果干法灰化数值更大些但相差不大。

2.5 回收率的测定

加标回收率试验结果见表2。

表2 加标回收率试验结果

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

3 结论

灰化时，温度高乳粉中所含的有机物完全被破坏，磷以无机盐的形式存在，所以测得的磷含量较高，回收率为97.64%～104.43%，该过程未使用化学试剂不产生酸雾，对环境友好、简单易操作；微波消解使用强酸，产生大量的酸雾，对人体有害，对环境污染严重，造价昂贵，还有可能存在消解不完全，使得测试结果偏低，回收率为96.11%～101.85%。因此，建议使用干法灰化处理样品，且所测结果准确度高、易于操作，对环境友好。