面粉中微量溴酸钾的离子色谱检测方法.doc

面粉中微量溴酸钾的离子色谱检测方法摘要：本文建立了面粉中溴酸钾的离子色谱检测新方法，采用容量高、亲水性强的Dionex IonPac AS19阴离子分析柱为固定相， RFC30自动淋洗液发生器产生高纯度KOH为流动相。本方法的最低检测限为0.1mg/L。在01.0mg/L范围内具有良好的线性（r0.9997），加标回收率为95%左右，标准溶液相对标准偏差（RSD）为0.13。关键词：离子色谱，溴酸盐，AS19Abstract:A HPIC method was developed for the detection of bromate in flour.The BrO3- was separated on an IonPac AS19 column and detected by conductivity detector.The method is sensitive,selective and effective,and can be rapidly and easily performed.Keywords:HPIC,Bromate,AS191 引言溴酸钾（KBrO3,Potassium bromate），分子量167.01。危规分类：GB5.1类51510；原铁规：二级无机氧化剂,23019；UN No.1484；IMDG CODE 5.1类。白色结晶或颗粒，相对密度3.27（17.5），熔 点：370，可溶于水，微溶于乙醇，不溶于丙酮。溴酸钾在焙烤业被认为是最好的面团调节剂之一。溴酸钾在发酵、醒发及焙烤工艺过程中起到一种缓慢氧化剂的作用，显著影响了面团的结构及流变性能。溴酸盐与小麦蛋白的面筋组织发生反应，赋予成功焙烤酵母发酵制品所必需的面筋强度及弹性。1983年，日本的谷物研究学者们发现，溴酸钾在试验条件下对老鼠有致癌作用。国际癌证研究机构将该化合物列为致癌物质。自1990年4月1日开始，欧盟、加拿大、澳大利亚等很多国家禁止或限制了溴酸钾的使用。我国国家标准GB2760-1996中曾规定，面粉中溴酸钾使用量不得超过30mg/kg，最终食品中不得检出。 2005年6月21日，国家质检总局通知自2005年7月1日起停用溴酸钾作为面粉处理剂。因此，建立迅速准确的面粉中溴酸钾检测方法十分重要。溴酸钾这类卤素含氧酸盐检测方法主要有：化学分析方法（氧化还原滴定法）1，其操作过程冗长，步骤较繁琐，灵敏度较低；全谱直读等离子体光谱法2，溴的分析波长为154.065 nm，在远紫外区，使得方法的灵敏度低，且一般的仪器设备难以达到154.065 nm；柱后衍生离子色谱法（IC-PCR）3，操作较为复杂，回收率低；本文参照采用离子色谱检测水中痕量溴酸根离子的方法4，建立了面粉中溴酸钾的检验方法。2. 实验部分2.1 仪器与试剂 离子色谱仪：DX-600型（美国DIONEX公司），配有ED50型电导检测器，GP50梯度泵，RFC30在线淋洗液发生器，ATLAS阴离子抑制器，chromeleon工作站，100L定量管。色谱柱：IonPac AS19型阴离子分析柱4250mm（带IonPac AG19型阴离子保护柱450mm）。电子天平：感量0.1mg，AT250型（瑞士Mettler公司）。数控超声波清洗器：KQ-100DB型（昆山市超声仪器有限公司）。高速离心机：6000rpm，EBA2型（德国Hettich公司）。C18固相萃取柱粉碎机Cl标准溶液：1000mg/L（国家标物中心）。KBrO3：98（SIGMA公司）。所用水均为超纯水。2.2 色谱条件淋洗液：KOH淋洗液由RFC30在线淋洗液发生器自动产生；流速：1.00mL/min；进样体积：100L；抑制器电流：80mA。2.3 样品处理面粉及不含油脂的面制品：面粉样品取样0.5kg，1505烘干，混合均匀；面制品于1505烘干，粉碎后取0.5kg，混合均匀。称取试样2g（精确至0.0001g），置于100mL具塞锥形瓶中，准确加入50mL超纯水，室温下超声提取20min，6000rpm离心6min，取上层清液，C18固相萃取柱净化，过0.22m滤膜，待测。含油脂的面制品：将试样粉碎后，取0.5kg 混合均匀。称取2g（精确至0.0001g）。加入10mL石油醚洗涤除去油脂，弃去石油醚层，重复上述操作一次。抽滤，1505下烘干，加入50mL超纯水，室温超声提取30min，6000rpm下离心6min，取上层清液，C18固相萃取柱净化，过0.22m滤膜，待测。3 结果与讨论3.1前处理条件的选择3.1.1提取液的选择 溴酸钾溶于水，微溶于醇，不溶于丙酮，它在水中的溶解度为：3.1 (0); 4.8(10); 6.9(20); 9.5(30); 13.2(40); 22.7(60)。因此我们采用水作为提取剂。3.1.2提取方式的选择 振荡法，浸渍法，超声提取法等多种方法均可应用于食品基质中的样品提取。超声提取有以下几点优势：提取时间短，仅为常规提取法的几分之一；一般都在室温下提取，单位物料提取能耗较常规提取法降低50；由于提取温度低，可以最大限度的保持物料中原有的各种有效成分，尤其是热敏性成分。因此，选用来提取成分复杂的面粉基体中的溴酸钾，超声法十分适用，提取效率高。3.1.3提取时间的选择 依据面粉中溴酸钾的加标回收率来判断溴酸钾的提取时间是否充分。提取时间分别为5min，10min，15min，20min，25min，30min。由检测结果可以得到，提取20min后即可得到理想的回收率。3.2色谱柱的选择首先列举一些阴离子检测用色谱柱，分别叙述其主要用途和优缺点。面粉中常含有较高浓度的Cl，因此在分析面粉中的溴酸盐时，既需要选用柱容量较高的分析柱，同时需要方法对溴酸盐有较高的灵敏度、较低检测限。通常用来检测阴离子的色谱柱有AS9-HC，AS11，AS14，AS19等柱。AS9-HC柱是主要用于饮用水消毒副产品的阴离子交换柱，它的优势在于能够非常好的分离氯与硫酸根，是一种高容量柱（190eq/column）；AS11柱可快速进行有机酸和无机阴离子分析和样品剖析，具有疏水性，易分析高价阴离子（45eq/column）；AS14柱是较常规的阴离子交换柱，氟与水负峰分离较好，（65eq/column）；IonPac AS19阴离子交换柱是柱容量较高的分析柱（350eq/column），该柱的填料是由新型超多接枝阴离子交换缩聚物组成，同时用高容量树脂优化了分析柱对溴酸盐的选择性，本底电导低，噪音小，灵敏度高，梯度淋洗时基线稳定，无水负峰，可大体积进样，是专门检测溴酸根离子用的色谱柱。选用AS19柱做分析，可得到分离度好，检测限低的结果。选用IonPac AS11阴离子交换柱做分析，分离度为0.66，而用IonPac AS19阴离子交换柱做分析，分离度可达1.64。3.3 干扰的消除3.3.1 氯离子 由于AS19柱的高容量树脂优化了分析柱对溴酸盐的选择性，同时采用6.5mmol低浓度的KOH溶液淋洗，可提高Cl和BrO3-的分离度，因此即使在Cl-含量高达2000ppm的情况下，仍可使BrO3-与Cl-得到很好的分离。3.3.2蛋白质、氨基酸、淀粉面粉中含有很多蛋白质、氨基酸、脂肪、淀粉、添加剂及微量元素等物质，前处理采用C18固相萃取柱净化，可去除面粉中所含的大量有机物质，提高仪器灵敏度。3.3.3油脂含有油脂的面制品假如直接进样，带入大量有机物，会污染色谱柱，降低柱效，因此有必要事先用石油醚提取除去油脂，提高仪器灵敏度，避免产生干扰。3.3.4强保留物质每个样品检测完毕后，由在线淋洗液发生器产生高浓度KOH溶液梯度洗脱色谱柱中残留的强保留物质，避免色谱柱柱效降低影响检测结果。3.3.5碳酸根离子采用RFC30在线淋洗液发生器提供高纯KOH溶液，没有碳酸盐的污染，减小梯度漂移，可得到更好的保留时间重现性、较低的背景电导和检测限。3.3.6面粉基质中的干扰物质采用100L定量管，可以收集到足够浓度的BrO3-。尽管最低检测限比采用500L定量管高，但是造成的污染小，可以减少临近的峰的干扰，更有利于峰的分离。3.4 检测限、线性范围和精密度 在选定的色谱条件下考察了方法的最低检测限、精密度和线性范围。分别取0.05，0.50，1.00，10.00mg/L的溴酸盐标准溶液，连续6次进样,计算所得的RSD。数据如表1所示。表1 溴酸盐标准溶液的RSD溴酸盐标准溶液浓度（mg/L） RSD(以保留时间计) RSD(以峰面积计) 0.05 0.439 3.8120.5 0.125 1.1141.0 0.042 1.02510.0 0.157 0.831标样(以BrO3-计) 最低检测限可达0.0009mg/L，在样品中的最低检测限为0.1mg/kg。在01.0mg/L具有良好的线性关系，线性相关系数r0.9997，线性曲线为：y=3.3934x+0.0032。3.3 面粉样品分析及加标回收实验 分别做0.1 mg/kg、0.3 mg/kg、0.5 mg/kg三个浓度的加标回收率，数据如表2。表2 面粉中溴酸钾的加标回收率样品添加浓度（mg/kg） 平均回收率 0.1 970.3 94%0.5 94.9%3.4 样品的测定分别做面粉和面制品的检测，得到的溴酸钾含量数据如表3。溴酸钾谱图如图1。图1面粉中溴酸钾的检测谱图表3 一些面粉和面制品样品中溴酸钾的含量样品名称 产地 BrO3-含量（mg/kg） kBrO3含量（mg/kg）面粉 永城市正汉面粉有限公司 1.2 1.5面粉 浙江天台县白云面粉厂 4.2 5.4面粉 江苏南顺面粉有限公司 0.6 0.9高筋小麦粉 浙江杭州 0.1 0.1面粉 吉林 0.1 0.1散装天地面粉 浙江杭州天地农副产品有限公司 0.1 0.1刀切馒头 湖州天旺食品有限公司 0.1 0.1阳春面 上海京元食品有限公司 0.5 0.7爽滑鸡蛋面 北京巨能新技术产业有限公司 0.1 0.1康师傅红烧牛肉面 杭州顶益食品有限公司 0.1 0.1小咸切片 杭州国大食品有限公司 0.7 0.94 结论本文建立了以容量高、亲水性强的IonPac AS19作为分析柱，KOH为淋洗液，检测面粉中溴酸盐的离子色谱新方法。该方法具有操作简单，灵敏度高等优点，可应用于实际面粉样品中的BrO3-的分析测定。参考文献