干法灰化/微波消解-分光光度法測定嬰幼兒乳粉中磷含量的研究

張巧瑩，王，石旭東，徐 瑤，韓群社

（陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院農(nóng)副食品所，陜西西安 710048）

0 引言

磷普遍存在于人體所有細胞中，是維持骨骼和牙齒的必要物質(zhì)，幾乎參與所有生理上的化學(xué)反應(yīng)[1-2]。磷是使心臟有規(guī)律跳動、維持腎臟正常機能和傳達神經(jīng)刺激的重要物質(zhì)[3-4]。當(dāng)機體缺少磷時，煙酸不能被吸收，會影響機體的正常運行。因此，在嬰幼兒的生長過程中，磷是重要的必需元素，磷具有重要的作用。乳粉中的磷主要有濕法消解、干法灰化和微波消解。參考GB 5009.87—2016食品中磷的測定第二法釩鉬黃分光光度法，在此基礎(chǔ)上分析了干法灰化和微波消解對嬰幼兒乳粉進行前處理測其磷含量。干法灰化過程操作簡單、使用儀器造價低，無酸霧的產(chǎn)生對環(huán)境友好，但周期長。微博消解使用的微博消解儀造價昂貴，使用大量的強酸會產(chǎn)生大量的酸霧，影響環(huán)境[5]。因此，建議普遍使用干法灰化處理乳粉。

1材料與方法

1.1 材料與試劑

硝酸、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鉀（KH2PO4，CAS號7778-77-0：純度＞99.99%），分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司提供；鉬酸銨，偏釩酸銨、硝酸二硝基酚，分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

BSA224S型分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器北京公司產(chǎn)品；MARS6型微波消解儀，培安CEM微波化學(xué)（中國）技術(shù)中心產(chǎn)品；T9CS型雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗條件

1.3.1 樣品預(yù)處理

（1）干法灰化。準(zhǔn)確稱取樣品0.5 g（精確至0.001 g）于瓷坩堝中，置于電熱板上，小火炭化，再于650℃下灰化，直至灰分呈白色為止，加10 mL鹽酸溶液（1+1），在水浴上蒸干；再加2 mL鹽酸溶液（1+1），用水分?jǐn)?shù)次將殘渣完全洗入100 mL容量瓶中，并用水稀釋至刻度，搖勻；同時，做試劑空白試驗。

（2）微波消解。準(zhǔn)確稱取0.5 g（精確至0.000 1 g）于微波消解罐中，加入7 mL硝酸，放置4 h，再加入2 mL過氧化氫，旋緊外蓋，于微波消解儀中消解，升溫程序為：15 min由室溫升至190℃，在190℃保持15 min，冷卻至室溫。取出后在160℃，90 min條件下趕酸，冷卻至室溫取出，用超純水定容至50 mL的容量瓶。同時，做試劑空白。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線及試驗條件

取6個50 mL的比色管，分別加入磷標(biāo)準(zhǔn)溶液儲備溶液（50.00 mg/L）0，2.50，5.00，7.50，10.0，15.0 mL，加入10 mL釩鉬酸銨試劑，用水定容至刻度。在25～30℃下顯色15 min。于波長440 nm處，用1 cm比色皿以零為參比測定吸光度。以磷含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

準(zhǔn)確吸取試樣溶液10 mL及等量的空白溶液于50 mL的比色管中，加入少量的水后，加入2滴二硝基苯酚指示液，用高濃度氫氧化鈉溶液調(diào)至黃色，再用硝酸調(diào)至無色，再用低濃度氫氧化鈉調(diào)至微黃色，再加入10 mL釩鉬酸銨試劑，用水定容至刻度。于波長440 nm處測其吸光度，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

依照1.3.2中方法測定標(biāo)準(zhǔn)樣品系列的吸光度，繪制校準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程：Y=0.034 1X-0.001 7，R2=0.999 7。磷的濃度與吸光度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。

磷的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1。

圖1 磷的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 樣品灰化溫度的影響

不同灰化溫度對于樣品處理磷測定見圖2。

圖2為在灰化時間在3 h下不同灰化溫度對于樣品處理磷測定結(jié)果的影響，分別研究了灰化溫度為550，600，650，700，750℃時的灰化程度對磷含量的關(guān)系。結(jié)果表明，在灰化溫度為650℃時磷含量時最大的，隨著溫度的增加磷含量保持不變。表明灰化溫度太低灰化不完全，灰化溫度到650℃以后，表明此時樣品已灰化完全。

圖2 不同灰化溫度對于樣品處理磷測定

2.3 樣品灰化時間的影響

不同灰化時間對于樣品處理磷測定見圖3。

圖3 不同灰化時間對于樣品處理磷測定

圖3為在灰化溫度在650℃下不同灰化時間對于樣品處理磷測定結(jié)果的影響，分別研究了灰化時間為2.0，2.5，3.0，3.5，4.0 h時的灰化程度對磷含量的關(guān)系。結(jié)果表明，在灰化時間為3 h時磷含量時最大，表明灰化時間太短灰化不完全，灰化時間太長會破壞乳粉中的磷，從而引起磷的含量減少。

2.4 2種處理方法的比較

干法灰化和微波消解2種方法樣品中磷含量見表1。

表1 干法灰化和微波消解2種方法樣品中磷含量

可以看出2種方法處理樣品，結(jié)果干法灰化數(shù)值更大些但相差不大。

2.5 回收率的測定

加標(biāo)回收率試驗結(jié)果見表2。

表2 加標(biāo)回收率試驗結(jié)果

由表2可以看出，干法灰化的回收率為97.64%～104.43%，微波消解的回收率為96.11%～101.85%。

3 結(jié)論

灰化時，溫度高乳粉中所含的有機物完全被破壞，磷以無機鹽的形式存在，所以測得的磷含量較高，回收率為97.64%～104.43%，該過程未使用化學(xué)試劑不產(chǎn)生酸霧，對環(huán)境友好、簡單易操作；微波消解使用強酸，產(chǎn)生大量的酸霧，對人體有害，對環(huán)境污染嚴(yán)重，造價昂貴，還有可能存在消解不完全，使得測試結(jié)果偏低，回收率為96.11%～101.85%。因此，建議使用干法灰化處理樣品，且所測結(jié)果準(zhǔn)確度高、易于操作，對環(huán)境友好。