溴酸鉀因能顯著改善面粉筋力品質(zhì)而廣泛應(yīng)用近

1、陰離子交換色譜法測(cè)定小麥粉中澳酸鉀含量標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、項(xiàng)目意義漠酸鉀是一種用作烘焙面包的添加劑，在面團(tuán)發(fā)酵、醒發(fā)、烘培過程中起著一種慢性氧化劑的作用影響面團(tuán)的結(jié)構(gòu)和流變性，與小麥蛋白的面筋組織發(fā)生反應(yīng)，增加面筋的強(qiáng)度和彈性，形成好的 面筋網(wǎng)絡(luò)，從而顯著改善面粉的烘焙效果。從1941年始至今，漠酸鉀獲得廣泛應(yīng)用，人們一直將其作為安全、有效的面粉增筋劑使用，人們對(duì)其的全部認(rèn)識(shí)是，只要添加條件和烘焙條件正確，漠酸鉀將轉(zhuǎn)化成惰性、無害的漠化物。但在1992年世界衛(wèi)生組織發(fā)表對(duì)漠酸鉀使用安全的審查報(bào)告中，確認(rèn)漠酸根是一種氧化性致癌物，主要導(dǎo)致動(dòng)物的腎和膀胱組織發(fā)生癌變。又隨著色譜檢測(cè)能力的增強(qiáng)，檢測(cè)出在

2、烘制后的面 包中仍殘留著0.05-0.3 mg/kg漠酸根。由此認(rèn)識(shí)到漠酸鉀在面食制作中并非完全無害，而是有一定的致癌 性。近十年中一些發(fā)達(dá)國(guó)家先后頒布了禁用漠酸鉀作為面粉改良劑的行政性指令，歐盟、澳大利亞、新西 蘭甚至一些中小國(guó)家及我國(guó)的臺(tái)灣及香港也已禁用，美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)也已大幅度減少漠酸鉀的使 用量。中國(guó)食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2760-1992規(guī)定，品質(zhì)改良劑漠酸鉀可用于面包、餅干，最大允許量為50 mg/kg, GB2760-1996版修訂為：面粉處理劑漠酸鉀用于小麥粉，最大使用量為 30 mg/kg ,并 在備注中規(guī)定“最終食品中不得檢出”。但是，我國(guó)至今未頒布相應(yīng)的漠酸鉀

3、殘留量的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法，企業(yè)、商業(yè)、政府監(jiān)督部門沒有任何有效行為來控制漠酸鉀問題，由于欠缺監(jiān)控手段，有法難循，漠酸鉀的衛(wèi)生 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上形同虛設(shè)。我國(guó)的面粉、面包、餅干生產(chǎn)企業(yè)大多生產(chǎn)和管理相對(duì)落后，面粉中濫用添加劑的 現(xiàn)象非常普遍，無論是精粉還是專用粉像餃子粉、面包粉、高筋粉、拉面粉、甚至是未成熟的小麥粉、潮 濕變質(zhì)的小麥粉，都普遍使用漠酸鉀來作為品質(zhì)改良劑。據(jù)我們對(duì)大連市內(nèi)零售的包括山東、河南、黑龍江等地生產(chǎn)的60份面粉（高筋粉、餃子粉、面包粉、拉面粉）的普查情況看，多于70%勺小麥粉中使用漠酸鉀，在面包粉中使用量極高，一些超出了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的允許限。由于殘留級(jí)的漠酸鉀在測(cè)定技術(shù)上存在困 難，目前

4、還未見到我國(guó)面粉中使用漠酸鉀的監(jiān)測(cè)情況報(bào)告。止匕外，近年發(fā)展起來的面包改良劑品種很多， 大都是含漠酸鉀的復(fù)合型面包添加劑。這樣，在面包制作過程中會(huì)導(dǎo)致面包粉和面包改良劑雙重加入漠酸 鉀，往往在面包成品中會(huì)檢出殘留量。這可能導(dǎo)致我國(guó)目前的面食中藏有隱患。近幾年，漠酸鉀的安全性 問題也已引起國(guó)內(nèi)的關(guān)注，中國(guó)食品添加劑協(xié)會(huì)三次組織有關(guān)研討，專家指出：為了保證面粉安全性，禁 用漠酸鉀作為改良劑是我國(guó)食品安全重要舉措，目前應(yīng)盡快組織完善我國(guó)在此問題上的法律法規(guī)及管理方 面的具體措施，建立面粉、面包等主要面食品中漠酸鉀殘留量的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法是當(dāng)務(wù)之急。并依此調(diào)查國(guó) 內(nèi)市場(chǎng)面粉、面包等主要面食品中漠酸鉀殘留量

5、的情況，同時(shí)摸清國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀，以保證這種添加劑的規(guī)范使 用或禁用，為政府制定食品安全法律法規(guī)提供技術(shù)支持。二、制標(biāo)原則本標(biāo)準(zhǔn)是按 GB/T1.1-2000標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則和GB/T2000 1.4-2001標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則 第4部分：化學(xué)分析方法的要求編寫的。三、標(biāo)準(zhǔn)化過程 本標(biāo)準(zhǔn)起草人參考 AOAC的標(biāo)準(zhǔn)方法1,查閱了相關(guān)最新資料和文獻(xiàn)2-4,結(jié)合我國(guó)國(guó)情 和國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)，研制了一種新的檢測(cè)方法一離子交換色譜法測(cè)定小麥粉中漠酸鉀含量，同時(shí)對(duì)確定 的檢測(cè)方法進(jìn)行檢出限、回收率、精密度等試驗(yàn)，建立了一個(gè)靈敏度高、選擇性好、樣品適用范圍寬、能 為我國(guó)大多數(shù)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)所使用的

6、方法。使用本方法對(duì)市場(chǎng)上銷售的小麥粉、高筋粉、面包粉、面食成品、 以及面粉改良劑等食品添加劑等共80個(gè)樣品進(jìn)行了檢測(cè)，證實(shí)其適應(yīng)性好、結(jié)果準(zhǔn)確、滿足要求。四、研究背景由于面食品中漠酸鉀殘留量的檢測(cè)在技術(shù)上有一定困難，目前國(guó)內(nèi)外尚無成型方法可循，美國(guó)公職化學(xué)家學(xué)會(huì) AOACt出的官方分析法 956.03規(guī)定了白面粉和全麥粉中漠酸鹽和碘酸鹽的測(cè)定法-亞硫酸鹽滴定法已從1956-2003年間應(yīng)用了近50年，該法是一種常規(guī)化學(xué)分析法，采用亞硫酸鹽還原性來測(cè)定漠酸鹽的弱氧化性，方法經(jīng)典，但應(yīng)用繁雜，準(zhǔn)確度差，檢出不靈敏（最低定性檢出限為1mg/kg,定量檢出限為10mg/kg）o 1997年，美國(guó)環(huán)境保

7、護(hù)監(jiān)督管理局（EPA）針對(duì)飲用水中使用臭氧消毒的副產(chǎn)物漠 酸鹽的檢測(cè)出臺(tái)了與標(biāo)準(zhǔn)限量相適應(yīng)的自來水、礦泉水等飲用水中漠酸鹽的檢測(cè)方法一高效液相色譜法， 采用陰離子色譜柱分離、柱后 O-聯(lián)茴香胺藍(lán)衍生、紫外檢測(cè)，這是目前漠酸鹽檢測(cè)研究中最好的方法，靈 敏度高。近幾年里，用此法檢測(cè)面粉和面包中的漠酸鹽的添加量和殘留量有一些報(bào)道，檢出限可達(dá)到5ug/kg ,符合殘留檢測(cè)的要求。該法在國(guó)內(nèi)使用時(shí)有兩個(gè)缺點(diǎn)無法克服，一是采用柱后O-聯(lián)茴香胺藍(lán)衍生法還原漠酸根為有可見光吸收的產(chǎn)物，在配置儀器上有一定困難，配置液相色譜柱后泵往往適用范圍小而花費(fèi)高，難以為基層單位接受；二是柱分離的流動(dòng)相采用離子對(duì)試劑，這使得

8、分析費(fèi)用提高而條件難以控制。對(duì)于一種無機(jī)鹽， 最好的分析手段應(yīng)首推離子色譜法， 但是由于沒有大容量分離柱的限制和檢測(cè)靈敏度的限制，加之面制品中大量的無機(jī)氯離子的干擾，檢測(cè)面制品中溴酸鹽添加劑及其面成品中溴酸鹽殘留量的離子色譜法一直沒有得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。 近幾年離子色譜快速發(fā)展， 尤其是 2004.7 由美國(guó)戴安公司推出的新型大容量陰離子交換柱 AS19可以不經(jīng)預(yù)處理情況下將飲用水中的溟酸鹽檢出限降為ug/L的水平，目前正在制訂中的我國(guó)關(guān)于飲用水中溴酸鹽檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法中將采用陰離子交換- 電化學(xué)檢測(cè)法。 解決了飲用水中痕量溴酸鹽的測(cè)定，為解決面食品中的微量溴酸鹽殘留的測(cè)定提供了一個(gè)很好的研究基礎(chǔ)。

9、因此我國(guó)當(dāng)前實(shí)在有必要針對(duì)面包及面粉中使用溴酸鉀的問題研究出一套適用于我國(guó)國(guó)情并與國(guó)際接軌的優(yōu)勢(shì)檢測(cè)方法，盡快在我國(guó)普及面制食品中的溴酸鉀檢測(cè)能力。本項(xiàng)目從科學(xué)并適用的角度對(duì)面粉及面制成品中溴酸鹽殘留檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，遵循簡(jiǎn)單、通用、省錢、準(zhǔn)確的原則，盡量囊括小麥粉、面包粉及多種面食形式，增加方法的實(shí)用性。我們將小麥粉、全麥粉、面包粉以及面制食品中的溴酸鹽殘留量用水提取，過濾后，經(jīng)反向 C18 固相萃取和自制的 Cl 離子去除柱凈化除去蛋白質(zhì)、脂肪、和大量干擾成分和污染，尤其是來自 Cl離子的干擾，樣品溶液直接經(jīng)陰離子交換-電導(dǎo)檢測(cè)器和 AS11分離柱測(cè)定，外標(biāo)法定量，可準(zhǔn)確的完成面粉改良劑中

10、的高含量及面制食品中殘留量的溴酸鉀檢測(cè)， 其方法回收率、最低檢出限等技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于AOAC勺標(biāo)準(zhǔn)方法，適用范圍也大于AOAC勺標(biāo)準(zhǔn)方法。其方法檢出限為1ug/kg ,回收率為90-110%五 、 本標(biāo)準(zhǔn)分析條件的選擇和優(yōu)化 我們的工作包括： （1）研究從小麥粉、面包粉、面包及面制成品中有效提取溴酸鹽的辦法，針對(duì)高蛋白、高脂肪樣品，將分析成分不丟失的從樣品中提取出是保證試驗(yàn)成功的先決條件， 篩選合適的提取液和合理的提取手段， 力爭(zhēng)提高提取率使達(dá)到 90% 以上， 滿足殘留分析的要求。（ 2 ）研究純化步驟，對(duì)于復(fù)雜的面粉及面制成品的提取液，采用多種純化手段，去除干擾成分和污染分離柱的成分，制備性

11、能良好并穩(wěn)定的固相萃取柱脫除食品中的大量氯離子，以保證隨后進(jìn)行的色譜分離過程的譜峰分辨率和色譜柱的壽命。 （ 3） 尋找出分辨率好、靈敏度高、再現(xiàn)性好、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的離子色譜分析條件。 （ 4 ） 通過加標(biāo)回收試驗(yàn)，確定方法回收率，方法最小檢出限、方法穩(wěn)定性、靈敏度、校準(zhǔn)曲線線性范圍等方法技術(shù)指標(biāo)。（ 5）使建立的方法滿足我國(guó)頒布的食品添加劑GB2760-1996 關(guān)于面食品中溴酸鉀的使用限量范圍和殘留限量要求。 （ 6）總結(jié)盡可能多、范圍盡可能寬的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提供作為我國(guó)面粉改良劑使用的數(shù)據(jù)資料，為政府和相關(guān)部門制定法規(guī)法律提供依據(jù)。 （ 7 ）以實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，制定關(guān)于小麥粉、面包粉及面

12、食品中溴酸鹽殘留檢測(cè)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。我們采用的技術(shù)路線如下：樣品均勻性制備石油酸洗脫油脂高純水提取溟酸鉀反向C18固相萃取去除蛋白自制 Ag柱去除干擾CL離子自制H柱凈化流出液離子色譜測(cè)定溟酸根5.1 實(shí)驗(yàn)條件5.1.1 試劑和材料5.1.1.1 強(qiáng)酸型陰離子交換樹脂（H型）柱：強(qiáng)酸型陰離子交換樹脂（粒度 100”，交換當(dāng)量）4.5毫克當(dāng)量/ 克干樹脂） ，用去離子水、甲醇、高純水洗凈，以樹脂： 5% H2SO4 =1 ： 2（v/v ）攪拌 1 小時(shí)，使樹脂轉(zhuǎn)為H型，先用去離子水洗，然后用高純水洗至清洗水的PH約為6,盛入廣口瓶中覆蓋以高純水備用。臨用時(shí)濕法裝入 5ml 塑料注射器管中 2m

13、l ，5.1.1.2 強(qiáng)酸型陰離子交換樹脂（Ag型）柱：按1.1.1項(xiàng)制備H型陰離子交換樹脂，再以樹脂：5%AgNO=1:2（ v/v ）攪拌 1 小時(shí) , 使樹脂轉(zhuǎn)成Ag 型，先用去離子水洗，然后用高純水清洗樹脂，用 HCl 檢驗(yàn)清洗水無白色渾濁時(shí)止，盛入廣口瓶中覆蓋以高純水備用。臨用時(shí)濕法裝入 5ml 塑料注射器管中 2ml，5.1.1.3 C18 固相萃取柱6ml ：使用前用 10ml 甲醇、 20ml 高純水依次通過使活化后備用。5.1.1.4 溴酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：儲(chǔ)備液為 1mg/ml 的溴酸鉀水溶液，于棕色瓶中4下儲(chǔ)存30 天，臨用時(shí)根據(jù)需要用高純水配成所需的濃度。5.1.1.5 除另

14、有說明外，所用其余試劑為分析純，所用水為18.2 MQ/cm的高純水。5.1.2 儀器及條件5.1.2.1 離子色譜儀- 電導(dǎo)檢測(cè)器色譜柱： DIONEX IonPac? AS11-HC 4mmx250mm （帶 IonPac? AG11-HC 4mmx50mm 保護(hù)柱）流動(dòng)相： DIONEX EG50 Eluent Generator KOH 罐梯度如下時(shí)間（ min）流速（ ml/min ）KOH 濃度（ mmol ）梯度曲線（ curve）013521351011051513052513052613530135抑制器： DIONEXASRS 4mm 陰離子抑制器；自身抑制模式；抑制電流8

15、7mA ；檢測(cè)器：電導(dǎo)檢測(cè)器；檢測(cè)池溫度檢測(cè)池溫度301.2.2 固相萃取裝置：塑料注射器（ 5ml ）5.1.3 樣品處理5.1.3.1 小麥粉、全麥粉、面包粉分出 0.5kg 作為試樣，混合均勻后稱取 5g 左右于具塞三角瓶中，加入 20ml 高純水，于振蕩器上振蕩0.5h 后將大部轉(zhuǎn)入離心管中，于3000rpm 下離心 10min ，移出上清液。5.1.3.2 含油脂較多的熟食制品取0.5 kg粉碎后作為試樣，稱取 5g左右于100ml燒杯中，加入20m1*2次石油酸洗去油脂，抽濾后的面品經(jīng)室溫干燥后按1.3.1條中“加入20ml高純水移出上清夜”操作。5.1.3.3 凈化步驟 1 取

16、5.1.3.1 或 5.1.3.2 項(xiàng)中的上清液10ml 通過活化的 C18 固相萃取小柱，棄去前1ml ，收集后 9ml ，做下一步凈化。5.1.3.4 凈化步驟2用1.2.2項(xiàng)中5ml塑料注射器管底部填入少許脫脂棉并壓緊，濕法裝入1.5gH型樹脂，稱做H型樹脂柱，另取一只注射器管濕法裝入 1.5g Ag型樹脂，稱做Ag型樹脂柱，將Ag型樹脂柱在上、 H 型樹脂柱在下的順序?qū)芍е谝黄鸸潭ê茫^程始終保持柱中有水層不干，將柱固定好之后，用吸球吹出柱中液體，立即將5.1.3.3 項(xiàng)中準(zhǔn)備好的樣品溶液從柱中流下，棄去前 1ml 流出液，收集后2ml 溶液用作離子色譜分析。 5.2 條件的優(yōu)

17、化5.2.1 樣品空白 對(duì)于離子色譜測(cè)定面粉中溴酸鉀來說，困難之處在于樣品中共存的高濃度陰離子和有機(jī)酸的干擾，尤其是專用小麥粉和食品成品中大量使用的食鹽，其CL 離子對(duì)溴酸根的測(cè)定構(gòu)成主要干擾。作為同族化合物， CL 離子在陰離子交換色譜柱上緊隨著溴酸根出峰，試驗(yàn)表明： 可能對(duì) 1ug/kg 的溴酸根產(chǎn)生干擾的 CL 離子濃度為 ug/L ，因此考慮應(yīng)在色譜檢測(cè)之前使用合適的手段除去提取液中的干擾CL離子。美國(guó)戴安公司生產(chǎn)了成品的 CL 離子去除柱，但因價(jià)格問題，很難在我國(guó)推廣使用。我們參考該柱原理，自制 CL 離子去除柱，實(shí)際價(jià)格僅有0.3元/支，可成功的用于溶液中 CL 離子去除，同時(shí)對(duì)所

18、分析的溴酸根不產(chǎn)生損失。表1 給出了使用自制的氯離子去除柱和美國(guó)戴安公司的成品柱去除溶液中氯離子的效果和損失溴酸根的結(jié)果比較。經(jīng)用上法處理后的小麥粉和面包成品中， CL 離子濃度可達(dá)到 ug/L ， 可滿足離子色譜分析溴酸根的要求。因此，在給定的面粉處理量下，即使是添加了食鹽量為 ug/L 的成品食品，也不會(huì)由于CL 離子的干擾而影響溴酸鉀測(cè)定。小麥粉、高筋粉、面包粉、掛面、面包等樣品空白的離子色譜圖 如圖 1 、圖 2 、圖 3 所示。圖 5 給出了 比較高筋粉檢測(cè)溴酸根時(shí)去除 CL 離子前后的色譜圖。1 號(hào) nilehD EC石ss需口言BLSU茸DU5bWDlidEdi圖1 一些面粉中存

19、在的陰離子和有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)譜圖I1'1 II1 I8IIM U.fl ItB 13.« 3U 2211表1我所自制柱和戴安公司柱的性價(jià)比1ml2ml3ml1ml2ml3ml柱填料樹脂Ag樹脂Ag樹脂Ag樹脂Ag樹脂Ag樹脂Ag柱前氯離子濃度0.010.11.0過柱溶液體積123123>柱前漠酸根濃度0.010.11.0過柱溶液體積123柱后漠酸根濃度0.010.11.0漠酸根損失率<價(jià)格0.3元/支30元/支圖2 含mg/kg澳酸鉀的面包粉離子色譜圖5.2.2 方法線性范圍為了確定本方法適用的線性區(qū)間，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法線性范圍。取含食鹽量較大的高筋粉的空白粉10份，每

20、份稱取5.0g,加入漠酸鉀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10ml,配成含漠酸鉀為 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mg/g 的 標(biāo)準(zhǔn)粉，依 5.1.3 法進(jìn)行處 理，測(cè)得離子色譜圖。用漠酸根的峰面積一相應(yīng)濃度作圖，曲線呈線性，見圖 4;其線性方程和相關(guān)系數(shù)；可以看出，該測(cè)定在給定范圍呈線性，跨越 x個(gè)數(shù)量級(jí)，該線性范圍滿足面粉中漠酸鹽測(cè)定實(shí)際情況。5.2.3 最小檢出限為了確定本方法的最小檢出限，設(shè)計(jì)如下試驗(yàn)：取含食鹽量最大的高筋粉的空白粉10份，稱取5g左右，加入漠酸鉀標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1、0.1、0.01、0.001ml,配成