食品样品中硼酸的测定方法

摘要：建立了离子排斥色谱柱分离、 电感耦合等离子体光谱仪检测食品中硼酸的方法。样品经纯水提取并经RP柱处理后直接进样， 样品基体与硼酸在专用离子排斥柱 IonPac ICE–Borate 上可有效分离， 6 min 内可完成一次样品测定。硼酸的质量浓度在 5～100 mg／L 范围内与色谱峰高线性良好， 线性方程为 y=15.347x–3.224 5， 相关系数为0.999 6。 硼酸的检出限为0.3 mg／L。 7次样品重复性测定结果的相对标准偏差为1.5%， 样品加标回收率在85%以上。

中图分类号： O657.7 文献标识码： A 文章编号： 1008–6145(2014)Z1–0055–03

Determination of Borate in Food Samples by IC Coupled with ICP–OES

Li Renyong， Wang Fei

（Thermo Fisher Scientific， Beijing100080， China）

AbstractA method was developed to determine borate in food by ion chromatography coupled with inductively coupled plasma–optical emission spectroscopy (ICP–OES). Samples were extracted with water， and inject into the IC system after the RP SPE column treatment. Borate could be separated well in 6 min with the matrix in the IonPac ICE–Borate column. Borate concerntration was linear with the chromatograph peak height between 5 mg／L and 100 mg／L. The linear equation was with the correlation coefficient of 0.999 6. The detection limit was 0.3 mg／L， RSD was 1.5%(n=7),and the recovery was above 85%.

Keywordsion chromatography; ICP–OES; IonPac ICE–Borate; food; borate

硼虽是非植物结构组分元素， 但是对植物体具有重要的生理功能［1］。植物的生理功能与其能和富含羟基具有相邻顺式二元醇构型的糖和糖醇等络合形成硼酯化合物有关， 这些化合物作为酶反应的作用物或生成物参与各种代谢活动［1］。硼同样也为人和动物所需要， 涉及多种生理过程， 但硼摄人量过高则会表现毒性［2］。一些不良商贩在食品中非法添加硼酸或硼砂， 以起到增筋、 保水、 改良口感和防腐等作用［3］。国家食品整治办于 2008 年将硼酸、 硼砂列为禁用添加剂第一批， 明令严格监查食品中硼违法添加等行为。

食品中硼的检测的方法主要有比色法［4–5］、ICP–OES 法［6］ 和 ICP–MS 法 ［7］ 等， 其中比色法操作非常繁琐［4–5］， 而 ICP–OES 法和 ICP–MS 是总硼测试的良好解决方案。外源性添加硼酸则主要以游离态存在， 因此游离态硼酸的准确测定则更有意义， 而目前尚未见到成熟的游离态硼的直接测定方法。离子色谱柱的分离机理使其容易保留游离态的硼［8］，因此在 ICP–OES 或 ICP–MS 前端增加分离单元可以测定准确样品中的游离硼。笔者主要研究了离子色谱与 ICP–OES 联用技术用于食品中游离硼检测的可能性。

1实验部分

1． 1主要仪器和试剂

离子色谱仪： Dionex ICS 900 型， 美国赛默飞世尔科技有限公司；

电感耦合等离子体光谱仪： iCAP 6300 型， 美国赛默飞世尔科技有限公司；

超纯水机： GenPure Pro 型， 美国赛默飞世尔科技有限公司；

微孔尼龙膜： 孔径为 0.22 μm， 天津富集公司；

固相萃取小柱： OnGuard Ⅱ RP 型， 美国赛默飞世尔科技有限公司；

硼酸标准贮备液： 1 000 mg／L ；

硝酸： Acros 试剂， 含量为 68%～70%， 美国赛默飞世尔科技有限公司；

甘露醇： Acros 试剂， 含量不低于 98%， 美国赛默飞世尔科技有限公司；

食品样品： 市售。

1． 2样品处理

准确称取1.000g粉碎后固体样品， 加入40 mL超纯水，50℃超声提取 20 min。油脂含量大的样品溶液需加入正己烷萃取， 然后取水相溶液，经6000r／min 离心10 min， 上清液过 0.22 µm 尼龙滤膜和OnGuard RP（1 mL）柱， 弃去初始流出液 3 mL 后收集液体进样。

1． 3测定条件

1.3.1色谱条件

色谱柱： IonPac ICE–Borate 柱 (250 mm×9mm) ；

柱温： 室温；

进样方式：手动进样；

定量环体积：50 μL ；

淋洗液： 3 mmol／L HNO 3 –60 mmol／L 甘露醇， 等度淋洗；

流量： 1 mL／min。

1.3.2ICP 检测条件

RF 功率： 1 250 kW ； 辅助气流量： 0.5 L／min ；雾化器流量： 0.5 L／min ； 观测方式： 垂直观测。

2结果与讨论

2． 1色谱条件的选择

硼酸可以选择两种分离方式： 离子交换和离子排斥。其中离子交换方式所用流动相为氢氧化钠溶液， 该分离方式下出峰时间较短， 但流动相盐分对于 ICP–OES 系统影响较大， 可能导致雾化器、 中心管堵塞， 中心管头和矩管也可能堆积熔融的盐分， 从而影响检测灵敏度； 而离子排斥方式使用硝酸和甘露醇为流动相， 分离效果和色谱峰形相对较好， 且与 ICP–OES 具有更好的兼容性。因此选择以硼酸盐专用离子排斥柱 ICE–Borate 作为分离单元。离子排斥法分离效果对于流动相浓度不敏感， 因此流动相选择最常用的 3 mmol／L HNO 3 和 60 mmol／L甘露醇混合溶液等度洗脱即可。图 1 为在最佳实验条件下加标腐竹样品的色谱图。由图 1 可知， 硼酸色谱峰与样品中其它成分分离良好。

2． 2标准曲线和方法检出限

硼酸在 5～100 mg／L 范围内与色谱峰高线性良好， 线性方程为 y=15.347x–3.224 5， 相关系数为0.999 6。根据 3 倍信噪比 （S／N=3）可估算出硼酸的检出限为 0.3 mg／L。

2． 3方法精密度

使用 10 mg／L 硼酸标准溶液连续7次进样，峰高测定数据见表１。由表１可知，７次测量结果的相对标准偏差为1.5％， 表明本法重现性良好。

2.4样品测试

以选定条件测试了 5 种典型食品样品 （面条、薯粉、 腐竹、 沙琪玛和肉丸） ， 其中面条、 薯粉和腐竹中检测到 20～70 mg／kg 的硼酸存在， 而沙琪玛和肉丸中则未检测到硼酸。选择其中 5 个样品， 均加标 10 mg／L， 测得加标回收率在 85%～98% 之间 （参见表 2） ， 表明常见食品基体组分对硼酸的测定不存在明显影响。 肉丸和腐竹样品的回收率相对要略低，其样品基体和前处理都会相对更复杂一些。

3结语

采用 IonPac ICE–Borate 离子排斥色谱柱， 等度淋洗条件下即可良好保留游离态硼酸， 而络合态硼酸不干扰测定。利用电感耦合等离子光谱仪作为检测手段则可大大增强检测的选择性， 排除了食品中常见有机酸对于硼酸的干扰。由于离子色谱流动相的稀释效应， 检出灵敏度会有一定损失。

参 考 文 献

［1］ 张晓博 . 硼对植物生理功能影响的研究进展 ［M］ . 现代农村科技， 2010， 14: 55–56.

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［3］ 傅武胜， 陆秋艳， 吕华东， 等， 食品中硼及其化合物的风险评估［J］ . 海峡预防医学杂志， 2011， 17(4): 16–18.57李仁勇， 等： 离子色谱 – 电感耦合等离子体光谱联用检测食品样品中硼砂

［4］ 樊宏， 朱匡纪， 曹丽军， 等 . 冷冻食品中硼酸及硼砂的直接比色测定方法探讨 ［J］ . 中国卫生检验杂志， 2009， 19(9): 1 994–1 995.

［5］ 黄子伟， 王世平， 汤大鹏， 等 . 食品中硼砂 ( 硼酸 ) 光谱分析的研究进展 ［J］ . 食品工程， 2010(2): 12–15.

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［8］ 邵宏宏， 周向阳， 周秀锦， 等 . 离子色谱法测定食品中的硼酸盐［J］ . 现代科学仪器， 2011(4): 50–52.

作者：李仁勇， 王飞

［赛默飞世尔科技 （中国） 有限公司， 北京100080］

摘自：《化学分析计量》