水产品中总磷和多聚磷酸盐检测方法综述

王伟 曲霞 王海涛

（烟台出入境检验检疫局 山东烟台 264000）

水产品中总磷和多聚磷酸盐检测方法综述

王伟 曲霞 王海涛

（烟台出入境检验检疫局 山东烟台 264000）

综述了水产品中总磷、多聚磷酸盐的检测方法——分光光度法、离子色谱法和微波消解-电感耦合等离子发射光谱法，比较了3种检测方法各自的优点和不足，并展望了其发展前景，为分析人员选择合适的总磷和多聚磷酸盐检测方法提供帮助。

总磷；多聚磷酸盐；水产品；检测；进展

1 前言

磷是人体含量较多的元素之一，占体重的1%左右，它是构成骨骼和牙齿的重要成分，也作为酶的组成成分参与能量代谢，负责调节人体的酸碱平衡，故磷含量是反应食品营养水平的重要指标。另一方面，被统称为多聚磷酸盐的三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠等已被广泛用于水产品加工过程中，它们能够有效地防止或降低水产品在储存以及烹制过程中肉质因脱水而纤维性韧化，从而最大限度地保持水产品原有的天然营养成份，使肌肉组织有更佳的持水性。但人体摄入大量的多聚磷酸盐会促使血液凝结，其降解产物磷酸盐也可能增大摄入者心脑血管疾病发生的可能性，对此不同国家有不同的限量要求。国家标准GB2760-2014［1］允许18种磷酸盐单独或混合使用到规定的水产品中，最大使用量以磷酸根（PO43-）计，规定预制水产品（半成品）和水产品罐头用量为1.0 g/kg，冷冻水产品、冷冻鱼糜制品（包括鱼丸等）为5.0 g/kg；联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）公布了12种能够用于食品的磷酸盐，规定每日允许摄入量为0-70 mg/kg体重；欧盟［2］、美国、加拿大等要求水产品中多聚磷酸盐的含量不得超过0.5 g/kg。因此，对水产品中磷的检测有重要的卫生学意义。

2 水产品中总磷和多聚磷酸盐的检测方法

目前，水产品中总磷和多聚磷酸盐的检测方法主要有分光光度法（SP）、离子色谱法（IC）和微波消解电感耦合等离子体发射光谱法（MWD-ICP-AES）。本文对这3种检测方法进行综述，以期为分析人员选择合适的总磷、多聚磷酸盐检测方法提供帮助。

2.1SP法

这是目前检测食品中总磷的主要方法，代表性方法有国家标准《食品中磷的测定》（GB/T5009.87-2003）［3］和《肉与肉制品总磷含量测定》（GB/T 9695.4-2009）［4］等。其原理是样品经湿法消化或干法灰化后制成稀酸溶液，磷酸根与钼酸铵、偏钒酸铵等反应生成蓝色或黄色化合物，然后用分光光度计在特定波长下测定吸光度，以标准曲线法计算磷含量从而达到定性和定量目的。该方法应用时间很长，是一种比较成熟的方法，优点是仪器设备简单，适合于一般实验室检测；但缺点是影响因素众多，对操作者的经验和熟练程度要求比较高，普通操作者难以准确把握。多年来有众多研究对其存在的问题不断进行改进，以GB/T5009.87-2003为例，在样品消解方面，常规凯氏瓶湿法消解不仅费时，而且有时消解不完全，所用酸的种类和数量能对后续显色反应有影响；干法灰化消解磷有损失。对此陈志娟等［5］提出在消化时直接用高氯酸硝酸（1+4）消化；王海蓉等［6］则采用微波消解的办法来解决常规消解过程中存在的不足。在显色环节，所用酸的浓度和种类、显色剂用量、显色时间、显色温度等都对结果有影响，条件控制不好时甚至不显色。罗江琳［7］提出了钼酸铵失效导致的显色失败问题；王竹天［8］则将标准中钼酸铵用量增加了10倍，成倍地提高了检测灵敏度；陈志娟等［5］用60℃水浴10 min来使显色更加完全；任小英［9］用抗坏血酸作为还原剂替代了原标准中剧毒物质对苯二酚，避免了试验人员的健康损害，改善了原标准中酸度适用范围窄，所用试剂不够稳定，方法不够灵敏等不足。在检测对象问题上，因为反应机理是磷酸根与显色剂反应，因此该方法只能检测正磷酸盐［10］。而对于人为添加的多聚磷酸盐在标准给定的消解条件下不能完全转变为正磷酸盐，因此造成检测不准确。另外标准中方法三用灼烧法测定复合磷酸盐也是一个需要澄清的概念，因为食品中有机磷经过灼烧后能够转变为磷酸盐，因此测定的结果并不等同于外加的多聚磷酸盐含量。

2.2IC法

IC法是以低交换容量的离子交换树脂为固定相对离子性物质进行分离，用电导检测器连续检测流出物电导变化的一种色谱方法。为了解决食品中外加多聚磷酸盐种类和含量问题，近年来用IC法检测多聚磷酸盐的研究逐渐增多。IC法可以测定经过消解处理后食品中的总磷含量［11］，也能够在不到半小时的时间里完成各种形态的多聚磷酸盐快速测定，以此鉴别水产品中是否使用了多聚磷酸盐添加剂，也为研究多聚磷酸盐在水产品中的动态转化规律提供了分析手段。IC法优点是前处理简单，因为多聚磷酸盐在水中为可溶性，不需要用酸等消解样品，可直接用水超声提取样品中多聚磷酸盐，去除蛋白等干扰因素后，直接上离子色谱仪测定，因此这种方法被研究者命名为免试剂IC法［12］。在提取液净化处理上，沈涛等［13］对蛋白质沉淀剂的种类做了选择，最终认为选用三氯甲烷能取得最佳效果。林立［14］采用OnGuard RP小柱去除其他蛋白和由于三氯甲烷与水的互溶性而带入的有机物，从而进一步净化提取液。

由于水产品中存在生物酶，在酶的作用下，多聚磷酸盐被逐步转化分解［15］，热处理可以使生物酶失活，从而终止多磷酸盐的分解转化过程。Kaufmann［16］将样品分成两组，一组是未经加热处理的鱼、虾，另一组是于沸水中煮沸5 min的虎虾。浸泡三聚磷酸钠溶液后，于4℃贮存，测定鱼、虾肉中三聚磷酸盐含量，每隔一天测一次。结果发现，未经热处理的鱼、虾中的三聚磷酸盐初始含量为1500 mg/kg，鳕鱼2 d、虎虾4 d后则无磷酸盐的检出；而热处理后的虾肉中，三聚磷酸盐的含量未发生变化。鱿鱼在加工过程中多数情况下会使用多聚磷酸盐，虽然检测不到其残留，但却不能以此得出鱿鱼制品加工中未使用多聚磷酸盐的结论［17］。

前期的研究都是直接测定多聚磷酸盐，而在发现酶解转化影响后，离子色谱的前处理研究转向如何中断酶解过程。陈晓梅等多人［18-21］先后提出采用沸水提取、低温提取、碱液提取等办法来阻断酶对多聚磷酸盐的分解转化过程，取得了良好效果。吴轶［22］等提出多聚磷酸盐在加热或酸性增强条件下会发生分解，生成正磷酸盐或更短链的多聚磷酸盐形式，吴轶［22］等提出多聚磷酸盐在加热或酸性增强条件下会发生分解，生成正磷酸盐或更短链的多聚磷酸盐，酶、酵素、络合阳离子都可能加快其水解速度，而人体的皮肤中也会存在多聚磷酸盐和酶，因此实验中应避免污染样品，标准液应尽量现配现用，样液中可以加入氢氧化钠溶液，使pH＞8，可以避免多聚磷酸盐的解聚变化。

陈笑梅等［18］认为，水产品中存在活性物质能迅速分解多聚磷酸盐，因此目前尚无法准确测定水产品中聚磷酸盐的添加量，只能测定其中残存的多聚磷酸盐的量。以当前文献综合来看，IC法只能检测能够被水溶出的多聚磷酸盐，无法检测被转化并牢固缔合到肌肉组织中的多聚磷酸盐，因此该方法应理解为“水产品中可溶性多聚磷酸盐残留量的离子色谱测定方法”。

2.3MWD-ICP-AES法

微波消解法与传统的样品消解技术（干法灰化法、湿法消化法）相比，具有耗用试剂少、制样速度快、操作安全简便、结果重现性好等优点，已成为当前发展迅速的消解方法［23-24］。常用试剂硝酸不仅是分解基体的反应物，也是良好的微波吸收体，过氧化氢可充分去除样品中的有机物。使用硝酸和过氧化氢作为消解试剂，既避免了对样品的污染，也减少了对环境的污染。

电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）是近几年来发展迅速的分析方法，它具有分析速度快、灵敏度高、干扰小、分析结果准确、线性范围宽、可一次测定多种元素等特点，在现代分析检测中具有不可比拟的优势［25］。ICP-AES法的原理是当样品溶液由进样器引入雾化器，并被氩载气带入高温等离子体炬焰时，试样中组分被原子化、电离、激发，以光的形式发射出能量。不同元素的原子在激发或电离时，发射不同波长的特征光谱，故根据特征光的波长可进行定性分析；元素含量不同时，发射特征光的强弱也不同，据此可进行定量分析。

以CID、CCD等固体检测器为检测器的全谱等离子体发射光谱仪对谱线的选择非常灵活，在165-800 nm波长范围内，可根据元素含量选择灵敏度不同的多条谱线进行常量、微量元素的同时测定，并可最大限度避开干扰及合理地扣除光谱背景。由于水产品中总磷的测定属于常量分析，并不追求很低的检出限，因此选择波长的原则是干扰少、线性范围宽、线性关系好。若波长选择在180 nm以下时，为避免空气对紫外波长的吸收，光路系统要进行抽真空或惰性气体吹扫；若选择大于180 nm的波长可以避免这些麻烦。等离子炬焰有“趋肤效应”，涡电流在表面处密度大，使表面温度高于轴心温度，中心通道进样对等离子体的稳定性影响小，有效地消除了自吸现象，使得线性范围很宽。卫晓红等［26］实验表明，当磷的测定波长为213.618 nm时，其线性范围上限达500 μg/mL，RSD=1.44%。

因为电感耦合等离子体炬焰温度最高可达10 000 K，激发能量高，任何形态的磷酸盐最终都被解离成磷原子或离子，因此是真正意义的总磷检测。文献［27］中ICP-AES法测定结果高于SP法测定结果也证明了这一点。与SP法相比较，ICP-AES法具有更宽的线性范围，正好适合于水产品中磷含量时低时高（例如人为添加多聚磷酸盐）的情况。

微波消解前处理与ICP-AES法两者结合［28-32］使得方法检出限、线性范围、精密度、回收率等各方面指标都非常好。

3 结语

SP法、IC法和MWD-ICP-AES法这三种检测方法各有自身特点。IC法能够测定水产品中可溶性多聚磷酸盐残留量，可以此判定水产品中是否使用了多聚磷酸盐添加剂，也可利用该法进行水产品中多聚磷酸盐的转化机理研究。SP法和ICP-AES法测定的是水产品中的总磷量，为食品营养学研究提供数据，另外也可以通过比较原料和产品中总磷量来判断多聚磷酸盐的添加使用情况。目前MWDICP-AES法检测食品中的总磷量研究较多，但其在水产品上的应用很少。鉴于该法具有线性范围宽、精密度好、自动化程度高、能真正测定总磷等众多优点，建议开展详细研究，促使其成为行业标准或国家标准，从而加快这一准确、先进检测方法的推广应用进程。

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Comparison of Methods for Phosphorus and Polyphosphates Detection in Marine Products

Wang Wei，Qu Xia，Wang Haitao
（Yantai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Yantai，Shandong，264000）

In order to help analysts to choose suitable detection method for phosphorus and polyphosphates in marine products，analysis methods such as Spectrophotometry，Ion Chromatography and ICP-AES were carefully reviewed，the advantages and disadvantages of each methods were compared and the development trends in the detection of phosphorus and polyphosphates were prospected.

Phosphorus；Polyphosphates；Marine Products；Detection；Progress

O657.3

E-mai：wwsdyt@sohu.com

2015-05-30