离子色谱法测定三聚磷酸盐的方法

2010-09-12徐莉黄惠玲王玉健陈文慧纪少凡

食品研究与开发 2010年11期

关键词：三聚海产品磷酸钠

徐莉，黄惠玲，王玉健，陈文慧，纪少凡

（海南省出入境检验检疫局技术中心，海南海口570311）

离子色谱法测定三聚磷酸盐的方法

徐莉，黄惠玲，王玉健，陈文慧，纪少凡

（海南省出入境检验检疫局技术中心，海南海口570311）

建立KOH梯度淋洗，抑制型电导离子色谱法测定海产品中三聚磷酸盐。样品前处理采用80℃去离子水萃取，然后直接用millipore过滤装置净化提取液。在1 mg/L～100 mg/L的范围内具有良好的线性关系，检出限均小于2 mg/kg,相对标准偏差均小于9%，回收率88.1%～110%。该方法与其他方法比较具有简便，快速、准确以及灵敏高的优点。

离子色谱；三聚磷酸盐；millipore过滤装置

Abstract:The present paper developed a new method to determinate polyphosphates in seafood products by KOH gradient eluents and suppressed conductivity ion chromatography.The sample extract and purify analytes from seafood products by DI water and followed by millipore centrifugal filter unit directly.This method has good relation between 1 mg/L-100 mg/L,detection limit all below 5 mg/kg,relatively standard deviation being smaller than9%,recoverybetween88.1%-110%.Thismethodhavemanyexcellencesforexamplesimplyfastdetermine、accurately and highly sensitive comparing with other method.

Key words：ion chromatography；polyphosphates；millipore centrifugal filter

食品添加剂三聚磷酸盐是一类重要的品质改良剂，是用量较大的食品添加剂门类之一。基于其具有持水、螯合蛋白和膨松、抗结块的作用以及聚阴离子效应和延长食品货架期的特性，而作为重要的食品配料和功能添加剂广泛应用于肉制品、禽肉制品、海产品等食品的加工过程中。2006年以来，有一些不法的商贩利用三聚磷酸盐可以加大肉类或海产品的持水性这一特点，人为的在商品中注水，以次充好，严重影响了消费者的利益。但欧盟等国家严格限制使用三聚磷酸盐作为品质改良剂，一般限量为5 g/kg。因此，食品中三聚磷酸盐的测定已越来越引起人们的关注[1]。

常规测定三聚磷酸盐含量的方法是将P3O105-、P2O74-等三聚磷酸盐转化为正磷酸盐，通过滴定过量的碱从而求得五氧化二磷的含量[1]。王玉新等研究的钼锑抗法是样品经处理后与还原剂抗坏血酸显色，然后用分光光度法测定总磷含量[3]。但是这两种方法均较为复杂且无法区分三聚磷酸盐的形态。王大凯等研究的离子色谱-铁-磺基水杨酸柱后衍生测定方法，获得了较高的灵敏度。但不足的是使用高盐度淋洗液的硝酸钙和硫酸镁混合溶液（15∶4）会破坏色谱仪的淋洗系统[2]。

离子色谱是一种很好的测定阴离子的方法，具有同时分离测定多种阴离子的特点[3]。采用高容量的AS11-HC色谱柱进行分离，抑制型电导检测器检测。通过对不同浓度的KOH梯度洗脱以及不同的前处理方法进行比较，从而确定最佳的KOH浓度和millipore过滤装置净化。该方法对3种三聚磷酸盐的检测限为0.75、1.0、1.5 mg/kg。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

带有淋洗液自动发生装置的ICS-1000离子色谱仪（美国戴安公司），Chromeleon 6.8中文版色谱工作站；所用焦磷酸钠、三聚磷酸钠和三偏磷酸钠均为化学纯；美国millipore离心过滤管；所用水均为电阻率18.3 MΩ·cm的去离子水。

标准储备液的配制：焦磷酸钠（1 mg/mL）：称取Na4P2O7（G.R.99%）0.2591 g，去离子水溶解并定容到100 mL；三聚磷酸钠（1 mg/mL）：取Na5P3O10（G.R.99%）0.2589 g，去离子水溶解并定容到100 mL；三偏磷酸钠（1 mg/mL）：取（NaPO3）3(G.R.99%)0.1290 g，去离子水溶解并定容到100 mL。

1.2 色谱条件

分离柱：Dionex IonPac AS11-HC(4 mm)和 IonPac AG11-HC(4 mm)保护柱，淋洗液自动发生装置在线产生如表1所示的梯度淋洗液。ASRS ULTRA II阴离子抑制器，抑制器电流为223 mA。淋洗液流速为1.0 mL/min，进样体积为 25 μL。

表1 梯度淋洗条件的选择Table 1 The condition of KOH gradient eluents

1.3 样品前处理

称取5 g样品匀浆置入50 mL聚乙烯离心管,加入25 mL 80℃去离子水超声萃取10 min，4000 r/min离心10 min,取出上清液5 mL置入millipore离心过滤装置进行处理，收集洗脱液直接或再稀释一定的倍数供离子色谱分析。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的选择

首先是柱子的选择。曾尝试采用实验室现有高容量柱AS11和AS19进行比较发现后者不如前者，3种化合物的分离度达不到要求。这可能与柱子的填料有关，AS11柱粒度更小，柱效更高。

其次是淋洗液洗脱浓度的选择。试验过程中发现等度洗脱并不能很好的分离三聚磷酸盐和三偏磷酸盐，并且还造成严重的峰拖尾现象。因此最终选择梯度洗脱。我们分别尝试设定最高浓度为70、80、90 mmol的KOH浓度，结果发现在前2个淋洗液浓度下三聚磷酸盐和三偏磷酸盐分离效果差，三聚磷酸盐峰型宽且稍拖尾。这可能是由于三聚磷酸盐是五价阴离子，在色谱柱上与5个交换位点同时结合被强保留，所以选择高浓度的淋洗液才能较好的洗脱下来[5]。在选定了90 mmolKOH浓度后，设定梯度洗脱的时间分别为7、8、9 min，结果同样发现KOH浓度由30 mmol变为90 mmol所需的最佳时间为7 min。这一结果就更加说明要使三聚磷酸盐和三偏磷酸盐较好分离且峰型窄、响应值高，需要高浓度的KOH淋洗液进行淋洗。

2.2 前处理条件的选择

考虑到萃取时间对三聚磷酸盐的影响，本试验分别选取5、10、20、30 min 4个时间段进行超声萃取。结果显示提取10 min后回收率并没有明显差别。因此，为了防止超声萃取温度升高对三聚磷酸盐的影响，最终选择80℃去离子水萃取10 min，既能保证三聚磷酸盐不被分解，且有较好的回收率。

另外一方面是沉淀剂的选用。由于海产品中的脂肪和蛋白质会严重污染柱子，萃取液需采用沉淀剂进行处理。有文献报道选用亚铁氰化钾和醋酸锌能够有效沉淀蛋白，但考虑残留的金属离子会污染分析柱，本试验同样在借鉴前人的基础上选用5 mL 20%三氯乙酸溶液处理蛋白质发现沉淀效果好但回收率很低[6]。这可能是由于三氯乙酸的共沉淀作用。为了解决这个问题试验尝试选用不同稍低浓度的三氯乙酸沉淀蛋白质，最终发现在10 mL提取液中加入1 mL 10%三氯乙酸虽然回收率稍有提高但仍达不到理想的数值，并且沉淀也未完全。

相关文献报道把沉淀后的提取液直接过RP柱，可结果发现洗脱液仍有些浑浊，无法直接稀释上机，若稀释倍数过大又影响检测的灵敏度。这可能是RP柱的过载问题。所以本试验采用millipore离心管能够很好的解决这一问题，处理过的样液非常澄清，无需过滤膜直接进行分析。

2.3 线性、灵敏度、回收率

分别用焦磷酸钠、三聚磷酸钠和三偏磷酸钠等标准溶液作出工作曲线，其浓度和峰面积在1 mg/L～100 mg/L范围内有很好的线性关系，标准曲线和相关系数分别为：y=0.1006x-0.0070,R2=0.9997；y=0.1799x-0.0111，R2=0.9998；y=0.1309x-0.0083，R2=0.9997。使用三氯乙酸对虾仁样品进行10次平行前处理操作，在选定的色谱条件下分析，3种三聚磷酸盐以峰面积定量，相对标准偏差RSD小于9%，同一个样连续近样8次RSD小于2.3%。检出限分别为0.75、1.0、1.5mg/kg。样品加标回收率为88.1%～110%，表2为样品中三聚磷酸盐的测定结果。图1为10 mg/kg三聚磷酸盐混合标准溶液谱图，图2虾空白谱图,图3虾加标谱图。

表2 样品中三聚磷酸盐的测定结果Table 2 The results of Tripolyphosphate in samples

3 结论

随着食品行业的进一步发展，添加剂三聚磷酸盐和复合型磷酸盐在我国的使用越来越普遍，其超标现象也越来越严重，2006年欧盟连续通报了9起中国出口海产品中多聚磷酸超标行为。本试验基于三聚磷酸盐可被萃取到水中，采用80℃去离子水先钝化基质中导致三聚磷酸盐降解的酶类物质，然后净化处理，直接选用KOH淋漓液、高容量AS11-HC分析柱以及电导检测器进行检测，能够准确测定海产品中三聚磷酸盐的含量，简便快速。