离子色谱法检测食品中硼酸及硼酸盐

孙 振，张 鑫，赵岭乐

(1吉林省食品检验所，长春 130000;2 吉林省安信食品技术服务有限责任公司，长春 130000;3 吉林省农业科学院，长春 136100)

在食品生产过程中添加硼酸及硼酸盐可达到保鲜和防腐等作用［1］，但是大量的实验数据证明，硼酸及硼酸盐在人体内有蓄积现象产生，可导致人体的大部分脏器受损，并伴有恶心、呕吐等现象的发发生［2-10］。目前国内检测食品中硼酸及硼酸盐的标准方法是乙基已二醇一三氯甲烷萃取姜黄比色法、ICP-MS 法等。用乙基已二醇一三氯甲烷萃取姜黄比色法检测时由于食品中的成分复杂多样且不明确具体的组成，导致测定结果准确度不高，而ICP-MS 法测定的是游离硼，当硼元素不是以硼酸盐形式存在时，会使检测结果偏高。离子色谱法是一项新的液相色谱技术，具有灵敏度高、选择性好，前处理简单、试样用量少，可在高浓度基体浓度下检测低浓度成分，减少或免除样品的提纯、可同时测定多组分和分析不同化合价态、易实现自动化等优点。本文通过优化实验条件确定硼酸及硼酸盐最佳的检测方法。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

戴安离子色谱仪(型号为ICS-2000);离心机;硼酸、甲基磺酸、甘露醇、四甲基氢氧化铵、甲醇。

1.2 方法

称取样品若干，置于50mL 容量瓶中，加水溶解并定容至刻度。充分振荡混匀，超声提取数分钟，然后以5 000r/min 进行离心，离心后的样品取上清液过滤膜、经过活化柱后直接进样。

2 优化试验结果与分析

2.1 取样量的确定

准确称取0.5g (精确至0.001g)的样品10 组，置于50mL 容量瓶中，加水溶解并定容至刻度，发现10 组平行样测得的结果不平行，相对标准偏差高于15%。继而将称样量增加到1.0g，又取样10 组进行处理测定，发现10 组数据的相对标准偏差＜3%，所以本试验样品取样量定为1.0g (精确至0.001g)。

2.2 超声提取时间的确定

由表1 可知，超声时间为20min 时提取样品峰面积最大、效率最高。

表1 超声提取时间与测得样品峰面积的关系

2.3 滤膜的确定

本试验选取3 种规格的滤膜进行比较，分别为0.22、0.45、1.0μm，结果见表2。由于样品中的成分复杂，经0.45、1.0μm 滤膜处理后的样品依旧很浑浊，经0.22μm 滤膜处理后的样品澄清，所以本试验选取0.22μm 滤膜进行过滤。

表2 滤膜的规格及其作用

2.4 OnGuard RP 柱和Ag 柱的作用

OnGuard II RP 柱填料是具大孔结构的聚二乙烯基苯聚合物反相填料。这类树脂对疏水性化合物尤其是不饱和化合物和芳香化合物具有高的选择性，并可与色谱的有机溶剂相匹配，其可在整个pH 范围即pH 1～14 范围保持稳定。OnGuard II RP 柱主要被推荐来用于从样品基体中去除下列物质:芳香染料、碳氢化合物、表面活性剂及一些有机羧酸。OnGuard II RP 柱也可被用于某些微量组分的富集，在该技术中一些微量的物质首先被从样品基体分离并浓缩于OnGuard IIRP 柱上，然后在用最少量的合适溶剂将这些物质从柱上洗脱下来，在此过程中达到对微量物质进行分离和富集的目的。由于柱填料中不含阴、阳离子交换位点，其不会保留离子性物质，但可以保留疏水性物质，所以在进行离子交换分析以前，常常使用OnGuard II RP 柱从样品基体中除去疏水性污染物。OnGuard II Ag 柱的柱填料中包含有强酸型阳离子交换树脂的银盐Ag+形式。OnGuard II Ag 柱的作用是利用生成银盐沉淀的原理除去样品溶液中的Cl-、Br-、等离子(表3)。

表3 Cl-离子在1.0cc 规格的OnGuard II Ag 柱上的去除情况

2.5 分析柱的确定

由表4 和表5 对比可知，IonPac-borate 分析柱比国产色谱柱保留时间短、理论塔板数高、分离度好、校正因子高，所以本实验选择IonPac-borate 为分析柱。

表4 戴安IonPac-borate 分析柱对常见7 种阴离子各项数据

表5 国产色谱柱对常见7 种阴离子各项数据

2.6 淋洗液的确定

为了获得较好的峰型以及较高的灵敏度，本实验分析了淋洗液配比对硼酸盐分析的影响。首先，固定甲基磺酸的浓度，改变甘露醇浓度，结果发现，硼酸盐的保留时间没有明显变化，但是峰面积随着甘露醇的浓度增大而增大，当甘露醇浓度为60mmol/L 时，响应值达到最好，继续增加其浓度，响应值有所下降。然后固定甘露醇浓度，当改变甲基磺酸的浓度时，分别用0.5、1.0、2.0、3.0、5.0、7.0、10.0、20.0、30.0mmol/L 进行淋洗，发现淋洗液浓度大于10 mmol/L 时，标准品与杂质峰很难分开，而且随浓度的增加变化不大;从而进一步降低甲基磺酸的浓度，发现当浓度为3 mmol/L 时，色谱峰的分离度和峰型达到最好状态。故选用甲基磺酸作为淋洗液本实验用的淋洗液为甲基磺酸(3mmol/L)/甘露醇(60mmol/L)。

2.7 进样体积的确定

本试验应先配制0.1μg/mL 的硼酸盐标准溶液，分别以20、40、80、100、200、300、400μL 不同体积进行分析，得到以进样体积为横坐标、0.1μg/mL 的硼酸盐标准溶液的峰面积为纵坐标标准曲线。试验结果表明，在20～300μL 不同进样体积得到的峰面积与进样体积呈良好的线性关系，相关系数为0.999 5 (附图)。试验表明，当进样体积为300μL 时，灵敏度最高。

附图 不同进样体积对应峰面积关系

2.8 流速的确定

表6 测定结果表明，淋洗液流速对阴离子分离效果有非常重要的影响，通过改变流速可以提高分离效率，流速太快会导致分离度下降，如流速超过分析柱的最大允许限值，还会损伤分析柱，所以选择合适的淋洗液流速条件是提高分离效果和分析结果准确性的重要因素。

表6 不同流速对常见离子分离度的影响

3 结论

本研究通过一系列的实验和数据分析，确定了离子色谱法检测食品中硼酸及硼酸盐的最佳试验条件。离子色谱法具有灵敏度高、样品用量少、灵敏度高等优点，在医药、食品行业等领域具有广泛的应用前景。

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