食品中的磷酸盐检验方法研究

2022-12-20

一、引言

磷是人类生存需要的重要矿物质元素之一, 人体主要的磷摄入源是天然食物, 或着为人工食品中所包含的磷酸盐添加剂, 磷酸盐是几乎所有食物的天然成分之一。常用的食品级磷酸盐的品种有三十多种。磷酸盐作为食品添加剂在世界各国应用十分广泛, 对食品品质的改良起着重要的作用, 目前我国批准使用的磷酸盐有很多种, 包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠等, 磷作为食品添加剂使用, 可以在一定程度上改善食品外观, 并能保持食品的新鲜程度和质量, 因此被广泛应用在食品生产中。

磷酸盐用作食品添加剂, 由此而产生的食品安全性变得日益突出。我国的国家标准中有对其相关的限量要求, 新实施的GB2760-2011对各种食品使用磷酸盐做了相关的规定。目前测磷多采用分光光度法, GB5009.87-2003中第一法、第二法适用于各类食品中总磷的测定, 第三法适用于西式蒸煮、烟熏火腿中复合磷酸盐 (以磷酸盐计) 的测定。本文将对第三法进行探讨。

二、检验方法原理及改进

在仪器分析实验中, 常用标准曲线法进行定量分析, 用作绘制标准曲线的标准物质, 它的含量范围应包括试样中预测物的含量, 从不确定度原理计算所用样本的不确定度时, 有两点很重要:

1、在所使用的标准曲线的重心点附近, 所查测的样品不确定度应为最小;2、标准的采样点数越多, 所查测样品的不确定度就越小。

因此, 标准曲线的典型用法:在样品浓度附近尽量的多采样标准点。点的多少与分布, 会影响标准曲线所查测出的样品理化属性的不确定度。

现有方法的标准曲线适用于较宽的浓度范围, 在较宽的浓度跨度以及有限标准点情况下, 要获得更好的效果, 需要使浓度点均匀分布, 依次, 在标准曲线覆盖的浓度范围内, 对于各类浓度所提供的信息量都是基本相同的。

对于分光光度计, 如果供试液浓度相差甚远, 则由于溶液浓度对光折射率影响, 溶质之间相互作用, 导致物质的吸收系数改变, 甚至对吸收曲线的形状都有影响。为了得到准确的测定结果, 宜在供试液浓度符合Beer定律和在仪器的线性范围内测定, 为了减少检流计读数引起的误差, 一般供试液浓度应控制在吸光度为0.18~0.65 (相当于百分透光率为65%~20%) 之间, 在实际工作中, 按照上述方法我们发现标准中标准曲线的各点吸光度不在最适宜的范围, 因此本文作出一定的改进。

1.改进方法及分析原理

(1) 改进方法

所测试样中, 磷酸盐与酸性钼酸铵发生反应, 会生成磷钼酸盐 (淡黄色) , 此盐经还原会呈现蓝色, 所以称之为钼蓝。蓝色的深浅程度与磷酸盐含量成正比。

(2) 仪器试剂及配置

分光光度计;

稀盐酸 (1+1) ;钼酸铵溶液 (50g/L) ;

制备方法:称取25g钼酸铵溶于300m L水中, 再加75% (按体积) 硫酸溶液 (100m L) , 配成500m L;

对氢醌 (对苯二酚) 溶液 (5g/L) :制备方法:称取0.5g对氢醌, 溶解于100m L水中, 加硫酸一滴使氧化作用减慢;

亚硫酸钠溶液 (200g/L) :制备方法, 称取20g亚硫酸钠溶解于100m L蒸馏水中;磷酸盐标准溶液:制备方法:精确称取0.7165g磷酸二氢钾溶于水中, 移入1000m L容量瓶中, 加水稀释至刻度。吸取10.0m L此溶液, 置于500m L容量瓶中, 加水至刻度, 此溶液每毫升相当于10μg磷酸盐, 备用。

(3) 分析过程

a.标准曲线的绘制:吸取磷酸盐标准溶液 (前述制备溶液) 0m L、0.2 m L、0.4 m L、0.6 m L、0.8 m L、1.0m L, 分别将溶液置于25m L比色管中, 再依次加入2.0m L钼酸铵溶液, 1m L亚硫酸钠溶液, 1m L对氢醌溶液, 并加蒸馏水稀释至刻度, 摇匀并静止30min, 以零管溶液为空白基准, 使用分光光度计在660nm处进行比色操作, 测定各标准溶液的吸光度, 并进行曲线绘制。

b.数据测定:准确称取试样2~5g, 在火上灼烧直至成炭分, 再置于高温炉中550℃下加热成灰分, 直至灰分成白色为止, 加稀盐酸 (1+1) 10m L及硝酸2滴, 并在水浴上蒸干, 再加稀盐酸 (1+1) 2m L, 用水将残渣完全洗入100m L容量瓶中, 并加水稀释至刻度, 摇匀, 过滤备用。取滤液0.5m L (依据试样多少而定) , 置于25m L比色管中, 加入2m L钼酸铵溶液。根据测得的吸光度, 对应标准曲线, 可求得相对应的磷含量。

X——试样中磷酸盐含量 (g/kg)

C——从标准曲线中查出的相当于磷酸盐的含量 (mg)

m——试样的质量 (g)

2.1.4改进

见表1、表2、图1、图2

可以看出, 改进前的曲线各标准点数的吸光度偏低, 都小于0.020, 如前所述, 在此范围内的读数仪器的读样数误差很大;此外样品浓度点不在曲线范围内;改进后一元回归分析采用的相关系数r的绝对值更接近1 (r的绝对值越接近1时, 散点就较靠近回归直线, 线性关系越好, 实验误差越小, 等于1时, 实验误差等于0) 。

综上所述, 对曲线的绘制进行相应的改进, 更有助于食品检验中的测定及判定样品的结果是否超标或符合限值。

2. 检验方法中需关注部分

首先, 比色皿是光度室的关键部分, 在分析时一般同时利用分别盛有参比溶液和被测溶液的比色皿, 对他们进行分别测试, 比较测试的吸光度, 为了建立准确比较的基础, 对使用的比色皿大小、形状、比色皿的两块透光面的平行度、光路长度、光谱特性等都应该匹配。比色皿几何尺寸的误差会给测试工作的结果带来很大误差, 因此, 在测量过程中, 比色前一定要先进行比色皿配对。

其次, 亚硫酸钠溶液 (200g/L) 的使用, 可根据每次试验的需求, 取用合适数量的亚硫酸钠固体, 溶解在适量的蒸馏水中备用。此溶液应在每次实验前即时配制, 否则可能会使钼蓝溶液发生混浊。