面粉中过氧化苯甲酰检测方法研究进展

鲍小娟，李方实

（南京工业大学理学院，江苏 南京 210009）

面粉中过氧化苯甲酰检测方法研究进展

鲍小娟，李方实*

（南京工业大学理学院，江苏 南京 210009）

对面粉中过氧化苯甲酰（BPO）的样品前处理及检测的新方法进行综述，包括同时测定面粉中过氧化苯甲酰和苯甲酸的高效液相色谱法、液相色谱-质谱联用法、气相色谱-质谱联用法、毛细管电泳法、化学发光法、电化学分析法、化学发光微流动注射芯片检测法。

面粉；过氧化苯甲酰；前处理；检测

过氧化苯甲酰（benzoyl peroxide，简称BPO或BP）作为增白剂已经被广泛应用于面粉的漂白，其作用原理是与面粉中的水分在空气和酶的作用下释放出活性氧，从而氧化和打断产生黄色的胡萝卜素、叶黄素等色素的共轭双键，使面粉中不饱和脂溶性色素变性，从而失去颜色，使面粉变白，而BPO本身则还原成苯甲酸（BA）[1]。苯甲酸随食品进入人体内，对于肝功能衰弱的人和肝功能损伤的患者，其生物转化机能减弱，解毒能力降低，导致肝脏病变，易引发多种疾病[2]。所以各国都规定了使用标准，例如：美国最多允许添加0.045 g/kg，英国是0.05 g/kg，加拿大、菲律宾为0.15 g/kg，我国禁止在面粉中添加BPO。

针对我国禁止在面粉生产中添加BPO这一问题，面粉中BPO的检测已成为面粉安全领域的一个重要内容。由于面粉中BPO的含量较低，所以急需发展简单、快速、有效的样品前处理技术以及具有高灵敏度和选择性的检测方法。郝金枝[3]对2003年之前我国检测面粉中BPO的碘量法、气相色谱法、液相色谱法做过综述，本文就2003年之后国内外面粉增白剂中过氧化苯甲酰前处理及检测新技术进行综述。为质检部门工作人员在检测面粉中BPO时提供可靠的参考。

1 样品前处理新技术

样品的前处理是样品测定结果的准确程度的关键，样品的前处理通常包括BPO的提取、还原、净化、浓缩。分析方法的检出限、回收率和准确度都与提取、净化、分离效果紧密相关。提取是用适当的溶剂将BPO和样品基质从固相样品中转移到易于净化和分析的液态；净化是指将BPO与提取液中的干扰基质分离。由于面粉中BPO的含量、极性都很少，所以有效的提取BPO对于检测至关重要。特别是提取剂、还原剂的选择对后续的检测至关重要。近几年人们也在致力于新的提取剂和还原剂的选择。

1.1 提取剂的选择

提取剂就是用于萃取的溶剂，两种液体互不相溶，需要萃取的物质在两液体中溶解度差别很大的时候可以进行萃取。选用的提取剂的原则：①和原溶液中的溶剂互不相溶；②对溶质的溶解度要远大于原溶剂；③要不易于挥发；④提取剂不能与原溶液的溶剂反应。2003年之前常用的萃取溶剂有乙醇[4-6]、乙醚[7]、丙酮[8]。近几年来人们寻找出新的萃取剂，如石油醚[9]、甲醇[10]、石油醚和丙酮混合溶剂[11]等。管健[12]实验石油醚为提取剂时，BPO加标回收率很好，浓缩定容方便，高速离心去杂质效果好，进样测定柱子不容易堵，故选石油醚为提取剂。张鹏[10]在实验中表明，过氧化苯甲酰微溶于水，可溶于甲醇，易溶于乙醚、苯等有机溶剂。但乙醚对人的刺激性较大，且提取后要挥醚、定容，操作时间长，方法繁琐。苯对操作人员身体健康危害较大。因此，选用甲醇作提取剂，不需挥干、定容步骤。提取剂的选择是既要对BPO溶出效果好，又要不影响后续测定，同时还要操作简便、速度快，刘晓庚[11]采用的石油醚和丙酮混合溶剂为提取剂能达到这一目的。

1.2 还原剂的选择

BPO是一种强氧化剂，极不稳定，所以在分析前，人们常把BPO还原为BA，然后再检测。选择好的还原剂对BPO的测定也是至关重要的，2003年之前常用的还原剂有碘化钾[13-14]、抗坏血酸[8]、氢氧化钾[15]等。近几年人们也努力研究新的还原剂，如：还原铁粉[4]、冰乙酸[9]、盐酸羟胺[5，16]。选择还原剂原则上既要还原剂的还原效果好、不影响测定，还要保证操作简便、快速。王晓滨[4]等发现铁粉被氧化后的Fe2+和多余的未被氧化的铁粉皆不溶于乙醚，在乙醚萃取时即被除去，不干扰测定结果，故选用还原铁粉作还原剂。任清[17]通过大量实验选择3%冰乙酸的酸性混合溶剂（乙醚－石油醚）在磁力搅拌器上搅拌萃取2 h后，不仅能将小麦粉样品中过氧化苯甲酰比较彻底地还原成苯甲酸，而且能将苯甲酸更加有效的提取。所以选择冰乙酸作还原剂。马纪伟[5]在选择还原剂时分析了碘化钾和盐酸羟胺，他认为样品中加入碘化钾溶液作还原剂不易分层，样品难以过滤，处理较繁琐。采用盐酸羟胺作还原剂，与样品溶液充分混合，不需要分层，混浊和乳化现象不明显，易于过滤处理。故选择盐酸羟胺作还原剂。同时荷碧英[16]也论证这一点。

2 检测新技术

从1984年到2003年，面粉中BPO分析方法有高效液相色谱法[7，18-19]、薄层色谱法[20]、离子色谱法[21]、填充柱气相色谱法[8]、毛细管气相色谱法[6]、碘量法[22]、紫外分光光度法[23-24]，最近几年来，同时测定面粉中BPO和BA的高效液相色谱法[25]、液相色谱-质谱联用法[26]、气相色谱-质谱联用法[27]、化学发光法[28]、电化学分析法[29-30]、化学发光微流动注射芯片检测法[31]、毛细管电泳法[32]等新方法也相继起步。

2.1 同时测定面粉中BPO和BA的高校液相色谱法（HPLC）

HPLC法有高压、高效、高灵敏度、分析速度快等特点，也是目前应用于检测BPO比较广泛的测定方法之一。最近几年人们建立了HPLC法同时测定面粉中BPO和BA。即不需要把BPO还原为BA，直接用HPLC同时测定BPO和BA的含量，而传统的HPLC法在测定面粉中BPO含量时都要把BPO还原为BA后再测定，前处理比较麻烦、费时，也很难保证样品前处理时BPO的全部还原，往往造成测量误差，且不能反映面粉中BPO真实含量，奚星林[25]采用梯度洗脱HPLC法同时测定面粉中BPO和BA的含量，结果使溶剂、BPO和BA的基线分离良好，线性范围：BPO和BA均为0.1 mg/L～2.0 mg/L；相对标准偏差：BPO为2.16%、BA为8.05%；回收率：BPO为85.00%～90.40%、BA为85.60%～104.67%。

2.2 高效液相色谱-质谱联用法（HPLC－MS）

质谱检测器采用高速电子来撞击气态分子或原子，将电离后的正离子加速导入质量分析器中，然后按质荷比（m/z）的大小顺序进行收集和记录，即得到质谱图。近几年许多国家检测面粉中BPO的含量应用HPLC-MS法，该法与HPLC相比主要区别在它的检测器是MS，它的特点是灵敏度高、样品用样量少、分析速度快等。Yukiko[26]HPLC-MS法中，采用C18柱子同时检测面粉中BPO和BA，该方法非常准确，回收率96.0%～99.3%，检出限0.7μg/g。

2.3 气相色谱－质谱联用（GC－MS）

气质联用法是将气相色谱仪的分离系统与质谱仪的检测系统联接起来，GC-MS系统既发挥了色谱法的高分离能力又发挥了质谱法的高鉴别能力，同时达到定性定量的检测目的。我国国家标准GB/T18415-2001《小麦粉中过氧化苯甲酰的测定方法》中规定气相色谱法是检测小麦粉中BPO的标准方法，但此方法操作复杂、时间长。GC-MS较其它方法简单了很多，而且能够通过质谱图直接判断BPO的存在，比气相色谱法更为直观。加之质谱检测器可以选择离子扫描检测，避开样品中的基质干扰，这是气相色谱所无法比拟的。GC-MS与传统的气相色谱方法相比最大的不同之处在于它的检测器是质谱（MS）检测器。质谱检测器具有灵敏度高、专属性好等特点。该法处理方法简单，结果准确，灵敏度高。周敏[27]利用此方法检测面粉中BPO，结果最低检出限为0.5μg/mL，回收率为95.8%～102.5%之间，采用这一方法，信噪比显著提高，杂质干扰大幅度减少，稳定性和重复性好。但由于此方法仪器昂贵，目前在国内尚未广泛应用于面粉中BPO的检测工作。

2.4 化学发光法

化学发光（chemiluminescence）是由化学反应激发物质所产生的光辐射。化学发光分析具有灵敏度极高；仪器设备简单，不需要光源及单色器等；没有散射光及杂散光等引起的背景值；线性范围宽；分析速度快等优点。本法的局限性是可供发光用的试剂目前尚有限；发光机理有待进一步研究。

Yang[28]采用化学发光法测定面粉中BPO。实验结果表明：线性范围、检出限分别是5×10-10g/mL～1×10-6g/mL、1.4×10-10g/mL。用该方法检测面粉中BPO高的灵敏度、简单、快速。Masson[33]根据过氧化苯甲酰在中性或弱酸性的条件下，对亚硫酸盐-邻苯二甲醛-铵盐荧光体系生成的荧光物质1-黄酸基-异吲哚具有抑制作用，建立了化学发光法检测BPO，效果良好。

2.5 电化学分析法

电化学分析法是仪器分析的一个重要组成部分。它是根据溶液或其它介质中物质的电化学性质及其变化规律来进行分析的一种方法，以电导、电位、电流、电量等电化学参数与被测物质的某些量之间的关系作为计量的基础。目前用于面粉中BPO检测的电化学分析方法是生物传感器技术和伏安法。

生物传感器是利用生物活性物质，如酶、抗原、抗体、细胞、组织等作为传感器的识别元件，与样品中的待测物质发生特异性反应，通过适当的换能器将这些反应（形成复合物、发光、发色等）转换成可以输出检测的信号，通过分析信号对待测物进行定性和定量检测。这两年生物传感器技术在面粉中BPO的分析逐渐发展起来，与其它分析检测方法相比，分析器件具有体积小、成本低、响应快等优点。李榕生[29]基于肌红蛋白-硅酸铝（Mb－AlSiO4）凝胶膜修饰电极，制备了一种非媒介体型的BPO生物传感器，用于小麦粉中BPO的直接快速检测，该方法灵敏、稳定。但BPO生物传感器制备麻烦。

伏安分析法是一种特殊形式的电解方法。它以小面积的工作电极与参比电极组成电解池，电解被分析物质的稀溶液，根据所得到的电流－电压曲线（伏安图）来进行分析。Wang[30]利用该方法检测BPO，线性范围：2.5×10-6mol/L～1.0×10-4mol/L；检出限：2.5×10-7mol/L；回收率：94.8%～106.0%。

2.6 化学发光微流动注射芯片检测法

微流动注射芯片检测法是把整个分析系统微型化，其优点是实现了化学分析系统从试样处理到检测的整体微型化、自动化、集成化与便携化。用于制作微流动注射芯片的材料有单晶硅、玻璃、石英、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等。微流动注射芯片极大地降低了样品与试剂的使用量及器件的尺寸，它结合化学发光检测方法，具有操作方便、灵敏度高、线性范围宽、分析速度快等优点，能实现真正意义上的微型化，也是化学发光微流动注射芯片检测法巨大生命力所在。Wei[31]采用该方法测定面粉中BPO含量，线性范围：8×10-7g/mL～1×10-4g/mL；检出限：4×10-7g/mL；RSD：3.06%。

2.7 毛细管电泳法（Capillary Electrophoresis，CE）

毛细管电泳，也称为高效毛细管电泳，是近年来发展起来的一类以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离分析方法，是现代分析化学研究的前沿领域之一。是利用液体介质中的带电粒子在电场作用下迁移速度不同而进行分离的方法。该方法具有高灵敏度、高分离度、分析速度快和样品用量少等特点。王全[32]检测面粉中BPO含量时采用该方法，结果BPO的线性范围为0.002 g/L～0.012 g/L（r＝0.9998），最低检测限为2 mg/L。

3 结论

不同的前处理技术有各自的优缺点，在实际应用时，要根据检测仪器、样品基质等条件选择合适的方法。未来的前处理技术应向快速、高度自动化同时尽可能避免样品损失方向发展。

目前检测面粉中BPO含量的方法有多种，其中气相色谱法和液相色谱法检测结果准确，检测限低，但是前处理费时，不易操作，且所用仪器昂贵，成本高，不易在基层质检部门推广使用；分光光度法测定方法简便、快速，但只适用于新鲜面粉中BPO含量的测定；电化学分析法虽然有体积小、成本低、响应快等优点但操作麻烦。化学发光法虽然灵敏度高、仪器设备简单，但可供发光用的试剂较少。化学发光微流动注射芯片检测法和毛细管电泳法不易普及。

面粉质量的监测对保障人们身体健康具有十分重要的意义，建立快速的分离方法和高灵敏度且成本较低的检测系统成为面粉中BPO分析的一个重要研究方向。

[1]侯彩云，石文贞，王启辉.小麦粉中过氧化苯甲酰含量定性检测方法的研究[J].粮油食品科技，2008，16(1)：53-54

[2]彭健.过量使用小麦粉增白剂的危害[J].粮油食品科技，2002(5)：4

[3]郝金枝.面粉中过氧化苯甲酰检测方法的比较[J].职业与健康，2005，21(2)：219-220

[4]王晓滨，郝林华，张辉珍.高效液相色谱法测定面粉中的过氧化苯甲酰[J].中国食品学报，2006，6(4)：133-136

[5]马纪伟，闫冬良.HPLC法测定面粉中过氧化苯甲酰的含量[J].安徽农业科学，2008，36(21)：8887-8888

[6]Ogawa S，Suzuki H，Toyoda M，et al.Determination of residual benzoylperoxide in wheat flour and wheat products[J].Nippon shok uhin kogyo gakkaishi，1984，31(5)：35-69

[7]Saiz A I，Manrique G D，Fritz R.Determination of benzoyl peroxide and benzoic acid levels by HPLC during wheat flour bleaching process[J].J Agric Food Chem，2001，49(1)：98-102

[8]任海林，胡忠平.面粉中过氧化苯甲酰测定方法初探[J].中国公共卫生，2003，19(2)：212

[9]应兴华，徐霞，朱智伟，等.离心沉淀气相色谱法测定面粉中过氧化苯甲酰含量的研究[J].分析科学学报，2009，25(3)：305-308

[10]张鹏，郑卫东，马骏勇，等.高效液相色谱法同时测定面粉中的过氧化苯甲酰和苯甲酸[J].现代预防医学，2005，32(8)：975-976

[11]刘晓庚.倍数光度滴定法测定过氧化苯甲酰的研究[J].中国粮油学报，2006，21(6)：168-172

[12]管健，葛淼华.面粉中过氧化苯甲酰高效液相色谱法测定方法探讨[J].中国卫生检验杂志，2005，15(6)：717-718

[13]王勤，张存玲，徐文杰.高效液相色谱法测定面粉中过氧化苯甲酰[J].理化检验：化学分册，2002，38(7)：361-362

[14]杨新玲，李漫男，王爱月.面粉中过氧化苯甲酰的光度法测定[J].郑州粮食学院学报，1998，19(4)：44-46

[15]李金昶，路明昕，李力，等.高效液相色谱法分离和测定面粉中增白剂过氧化苯甲酰[J].分析化学研究简报，2002，30(7)：833-835

[16]荷碧英，柳洁，孙俊红.面粉中过氧化苯甲酰的高效液相色谱测定法[J].职业与健康，2005，21(5)：693-694

[17]任清，黄建立.小麦粉中过氧化苯甲酰与苯甲酸总量的毛细管气相色谱法测定[J].分析化学，2004，32(2)：221-224

[18]Clasadonte M T，Zerbo A，Ciraolo L.Benzoyl peroxide in food:analysis and health aspects[J].Riv Merceol，1994，33(2)：155-64

[19]Wada M，Inoue K，Ihara A，et al.Determination of organic peroxides by liquid chromatography with on-line post-column ultraviolet irradiation and peroxyoxalate chemiluminescence detection[J].J Chromatogr A，2003，987(1/2)：189-195

[20]王凯雄，臧荣春，何增耀.反相薄层色谱法分析有机过氧化物的研究[J].分析化学，1992，20(1)：19-22

[21]CHEN Qingchuan，MOU Shifen，HOU Xiaoping，et al.Determination of benzoyl peroxide in wheat flour by ion chromatography with precolumn derivatization[J].J Liq Chromatogr Relat Technol，1998，21(5)：705-716

[22]王永勤，许桂萍.碘量法测定面粉中过氧化苯甲酰[J].中国公共卫生，2002，18(2)：170

[23]Pharr D Y，Tomsyck J A.Flow injection analysis of benzoyl peroxide using N,N,N,N-tetramethyl-p-phenylenediamine（TMPDA）and surfactants[J].Anal Lett，2009，42(5)：821-832

[24]Mori I，Fujmoto T，Fujita Y，et al.Selective and sensitive spectrophotometric determination of copper （II） and benzoylperoxide with N-ethyl-2-naphthylamine[J].Talanta，1995，42(1)：77-81

[25]奚星林，李宪华，陈毓芳，等.梯度洗脱HPLC法同时测定小麦粉中过氧化苯甲酰和苯甲酸[J].中国卫生检验杂志，2007，17(3)：411-412

[26]Yukiko A，Yomota C，Sugimoto N，et al.Determination of benzoyl peroxide and benzoic acid in wheat flour by high-performance liquid chromatography and its identification by high-performance liquid chromatography-mass spectrometry[J].J Chromatogr A，2004，1040(2)：209-14

[27]周敏，柯春辉，郭柏坤.气相色谱-质谱法快速测定面粉中过氧化苯甲酰[J].中国卫生检验杂志，2008，18(12)：2563-2564

[28]YANG Weiping，ZHANG Zhujun，XU Hun.A novel capillary microliter droplet sample injection-chemiluminescence detector and its application to the determination of benzoyl peroxide in wheat flour[J].Talanta，2004，62(4)：661-666

[29]李榕生，王峰，干宁.小麦粉中过氧化苯甲酰现场测定的肌红蛋白凝胶膜生物传感器研究[J].2009，24(6)：157-160

[30]WANG Chengyin，HU Xiaoya.Determination of benzoyl peroxide levels in wheat flour and pharmaceutical preparations by differential pulse voltammetry in nonaqueous media[J].Anal Lett,2005,38(13):2175-2187

[31]WEI Liu，ZHANG Zhujun，LIU Yang.Chemiluminescence microfluidic chip fabricated in PMMA for determination of benzoyl per oxide in flour[J].Food Chem，2005，95(4)：693-698

[32]王全，杨更亮，张骊.胶束毛细管电泳在线吹扫富集技术测定面粉中的增白剂过氧化苯甲酰[J].色谱，2007，25(3)：341-343

[33]Masson M，Uwe S.Sensitive and selective flow injection analysis of hydrogen sulfite/sulfur dioxide by fluorescence detection with and without membrane separation by gas diffusion[J].Anal Chem，2001，73(13)：3187

Recent Advance in Determination Methods of Benzoyl Peroxide in Flour

BAO Xiao－juan，LI Fang－shi*
（College of Science，Nanjing University of Technology，Nanjing 210009，Jiangsu，China）

This article reviewed the new methods of pre－treatment and determination of benzoyl peroxide（BPO）in flour.They are HPLC for simultaneous determination of BPO and benzoic acid，HPLC－MS，GC－MS，capillary electrophoresis，chemiluminescence，electrochemical analysis，and chemiluminescence micro－flowinjection analysis on a chip.

flour；benzoyl peroxide；pre－treatment；determination

鲍小娟（1985—），女（汉），硕士研究生，研究方向：分析化学。

*通信作者

2011-06-18