王偉 曲霞 王海濤

（煙臺(tái)出入境檢驗(yàn)檢疫局 山東煙臺(tái) 264000）

水產(chǎn)品中總磷和多聚磷酸鹽檢測(cè)方法綜述

王偉 曲霞 王海濤

（煙臺(tái)出入境檢驗(yàn)檢疫局 山東煙臺(tái) 264000）

綜述了水產(chǎn)品中總磷、多聚磷酸鹽的檢測(cè)方法——分光光度法、離子色譜法和微波消解-電感耦合等離子發(fā)射光譜法，比較了3種檢測(cè)方法各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，并展望了其發(fā)展前景，為分析人員選擇合適的總磷和多聚磷酸鹽檢測(cè)方法提供幫助。

總磷；多聚磷酸鹽；水產(chǎn)品；檢測(cè)；進(jìn)展

1 前言

磷是人體含量較多的元素之一，占體重的1%左右，它是構(gòu)成骨骼和牙齒的重要成分，也作為酶的組成成分參與能量代謝，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)人體的酸堿平衡，故磷含量是反應(yīng)食品營養(yǎng)水平的重要指標(biāo)。另一方面，被統(tǒng)稱為多聚磷酸鹽的三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉等已被廣泛用于水產(chǎn)品加工過程中，它們能夠有效地防止或降低水產(chǎn)品在儲(chǔ)存以及烹制過程中肉質(zhì)因脫水而纖維性韌化，從而最大限度地保持水產(chǎn)品原有的天然營養(yǎng)成份，使肌肉組織有更佳的持水性。但人體攝入大量的多聚磷酸鹽會(huì)促使血液凝結(jié)，其降解產(chǎn)物磷酸鹽也可能增大攝入者心腦血管疾病發(fā)生的可能性，對(duì)此不同國家有不同的限量要求。國家標(biāo)準(zhǔn)GB2760-2014［1］允許18種磷酸鹽單獨(dú)或混合使用到規(guī)定的水產(chǎn)品中，最大使用量以磷酸根（PO43-）計(jì)，規(guī)定預(yù)制水產(chǎn)品（半成品）和水產(chǎn)品罐頭用量為1.0 g/kg，冷凍水產(chǎn)品、冷凍魚糜制品（包括魚丸等）為5.0 g/kg；聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織（FAO/WHO）公布了12種能夠用于食品的磷酸鹽，規(guī)定每日允許攝入量為0-70 mg/kg體重；歐盟［2］、美國、加拿大等要求水產(chǎn)品中多聚磷酸鹽的含量不得超過0.5 g/kg。因此，對(duì)水產(chǎn)品中磷的檢測(cè)有重要的衛(wèi)生學(xué)意義。

2 水產(chǎn)品中總磷和多聚磷酸鹽的檢測(cè)方法

目前，水產(chǎn)品中總磷和多聚磷酸鹽的檢測(cè)方法主要有分光光度法（SP）、離子色譜法（IC）和微波消解電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（MWD-ICP-AES）。本文對(duì)這3種檢測(cè)方法進(jìn)行綜述，以期為分析人員選擇合適的總磷、多聚磷酸鹽檢測(cè)方法提供幫助。

2.1SP法

這是目前檢測(cè)食品中總磷的主要方法，代表性方法有國家標(biāo)準(zhǔn)《食品中磷的測(cè)定》（GB/T5009.87-2003）［3］和《肉與肉制品總磷含量測(cè)定》（GB/T 9695.4-2009）［4］等。其原理是樣品經(jīng)濕法消化或干法灰化后制成稀酸溶液，磷酸根與鉬酸銨、偏釩酸銨等反應(yīng)生成藍(lán)色或黃色化合物，然后用分光光度計(jì)在特定波長下測(cè)定吸光度，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算磷含量從而達(dá)到定性和定量目的。該方法應(yīng)用時(shí)間很長，是一種比較成熟的方法，優(yōu)點(diǎn)是儀器設(shè)備簡單，適合于一般實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)；但缺點(diǎn)是影響因素眾多，對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)和熟練程度要求比較高，普通操作者難以準(zhǔn)確把握。多年來有眾多研究對(duì)其存在的問題不斷進(jìn)行改進(jìn)，以GB/T5009.87-2003為例，在樣品消解方面，常規(guī)凱氏瓶濕法消解不僅費(fèi)時(shí)，而且有時(shí)消解不完全，所用酸的種類和數(shù)量能對(duì)后續(xù)顯色反應(yīng)有影響；干法灰化消解磷有損失。對(duì)此陳志娟等［5］提出在消化時(shí)直接用高氯酸硝酸（1+4）消化；王海蓉等［6］則采用微波消解的辦法來解決常規(guī)消解過程中存在的不足。在顯色環(huán)節(jié)，所用酸的濃度和種類、顯色劑用量、顯色時(shí)間、顯色溫度等都對(duì)結(jié)果有影響，條件控制不好時(shí)甚至不顯色。羅江琳［7］提出了鉬酸銨失效導(dǎo)致的顯色失敗問題；王竹天［8］則將標(biāo)準(zhǔn)中鉬酸銨用量增加了10倍，成倍地提高了檢測(cè)靈敏度；陳志娟等［5］用60℃水浴10 min來使顯色更加完全；任小英［9］用抗壞血酸作為還原劑替代了原標(biāo)準(zhǔn)中劇毒物質(zhì)對(duì)苯二酚，避免了試驗(yàn)人員的健康損害，改善了原標(biāo)準(zhǔn)中酸度適用范圍窄，所用試劑不夠穩(wěn)定，方法不夠靈敏等不足。在檢測(cè)對(duì)象問題上，因?yàn)榉磻?yīng)機(jī)理是磷酸根與顯色劑反應(yīng)，因此該方法只能檢測(cè)正磷酸鹽［10］。而對(duì)于人為添加的多聚磷酸鹽在標(biāo)準(zhǔn)給定的消解條件下不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)檎姿猁}，因此造成檢測(cè)不準(zhǔn)確。另外標(biāo)準(zhǔn)中方法三用灼燒法測(cè)定復(fù)合磷酸鹽也是一個(gè)需要澄清的概念，因?yàn)槭称分杏袡C(jī)磷經(jīng)過灼燒后能夠轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿猁}，因此測(cè)定的結(jié)果并不等同于外加的多聚磷酸鹽含量。

2.2IC法

IC法是以低交換容量的離子交換樹脂為固定相對(duì)離子性物質(zhì)進(jìn)行分離，用電導(dǎo)檢測(cè)器連續(xù)檢測(cè)流出物電導(dǎo)變化的一種色譜方法。為了解決食品中外加多聚磷酸鹽種類和含量問題，近年來用IC法檢測(cè)多聚磷酸鹽的研究逐漸增多。IC法可以測(cè)定經(jīng)過消解處理后食品中的總磷含量［11］，也能夠在不到半小時(shí)的時(shí)間里完成各種形態(tài)的多聚磷酸鹽快速測(cè)定，以此鑒別水產(chǎn)品中是否使用了多聚磷酸鹽添加劑，也為研究多聚磷酸鹽在水產(chǎn)品中的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律提供了分析手段。IC法優(yōu)點(diǎn)是前處理簡單，因?yàn)槎嗑哿姿猁}在水中為可溶性，不需要用酸等消解樣品，可直接用水超聲提取樣品中多聚磷酸鹽，去除蛋白等干擾因素后，直接上離子色譜儀測(cè)定，因此這種方法被研究者命名為免試劑IC法［12］。在提取液凈化處理上，沈濤等［13］對(duì)蛋白質(zhì)沉淀劑的種類做了選擇，最終認(rèn)為選用三氯甲烷能取得最佳效果。林立［14］采用OnGuard RP小柱去除其他蛋白和由于三氯甲烷與水的互溶性而帶入的有機(jī)物，從而進(jìn)一步凈化提取液。

由于水產(chǎn)品中存在生物酶，在酶的作用下，多聚磷酸鹽被逐步轉(zhuǎn)化分解［15］，熱處理可以使生物酶失活，從而終止多磷酸鹽的分解轉(zhuǎn)化過程。Kaufmann［16］將樣品分成兩組，一組是未經(jīng)加熱處理的魚、蝦，另一組是于沸水中煮沸5 min的虎蝦。浸泡三聚磷酸鈉溶液后，于4℃貯存，測(cè)定魚、蝦肉中三聚磷酸鹽含量，每隔一天測(cè)一次。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)熱處理的魚、蝦中的三聚磷酸鹽初始含量為1500 mg/kg，鱈魚2 d、虎蝦4 d后則無磷酸鹽的檢出；而熱處理后的蝦肉中，三聚磷酸鹽的含量未發(fā)生變化。魷魚在加工過程中多數(shù)情況下會(huì)使用多聚磷酸鹽，雖然檢測(cè)不到其殘留，但卻不能以此得出魷魚制品加工中未使用多聚磷酸鹽的結(jié)論［17］。

前期的研究都是直接測(cè)定多聚磷酸鹽，而在發(fā)現(xiàn)酶解轉(zhuǎn)化影響后，離子色譜的前處理研究轉(zhuǎn)向如何中斷酶解過程。陳曉梅等多人［18-21］先后提出采用沸水提取、低溫提取、堿液提取等辦法來阻斷酶對(duì)多聚磷酸鹽的分解轉(zhuǎn)化過程，取得了良好效果。吳軼［22］等提出多聚磷酸鹽在加熱或酸性增強(qiáng)條件下會(huì)發(fā)生分解，生成正磷酸鹽或更短鏈的多聚磷酸鹽形式，吳軼［22］等提出多聚磷酸鹽在加熱或酸性增強(qiáng)條件下會(huì)發(fā)生分解，生成正磷酸鹽或更短鏈的多聚磷酸鹽，酶、酵素、絡(luò)合陽離子都可能加快其水解速度，而人體的皮膚中也會(huì)存在多聚磷酸鹽和酶，因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)避免污染樣品，標(biāo)準(zhǔn)液應(yīng)盡量現(xiàn)配現(xiàn)用，樣液中可以加入氫氧化鈉溶液，使pH＞8，可以避免多聚磷酸鹽的解聚變化。

陳笑梅等［18］認(rèn)為，水產(chǎn)品中存在活性物質(zhì)能迅速分解多聚磷酸鹽，因此目前尚無法準(zhǔn)確測(cè)定水產(chǎn)品中聚磷酸鹽的添加量，只能測(cè)定其中殘存的多聚磷酸鹽的量。以當(dāng)前文獻(xiàn)綜合來看，IC法只能檢測(cè)能夠被水溶出的多聚磷酸鹽，無法檢測(cè)被轉(zhuǎn)化并牢固締合到肌肉組織中的多聚磷酸鹽，因此該方法應(yīng)理解為“水產(chǎn)品中可溶性多聚磷酸鹽殘留量的離子色譜測(cè)定方法”。

2.3MWD-ICP-AES法

微波消解法與傳統(tǒng)的樣品消解技術(shù)（干法灰化法、濕法消化法）相比，具有耗用試劑少、制樣速度快、操作安全簡便、結(jié)果重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前發(fā)展迅速的消解方法［23-24］。常用試劑硝酸不僅是分解基體的反應(yīng)物，也是良好的微波吸收體，過氧化氫可充分去除樣品中的有機(jī)物。使用硝酸和過氧化氫作為消解試劑，既避免了對(duì)樣品的污染，也減少了對(duì)環(huán)境的污染。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）是近幾年來發(fā)展迅速的分析方法，它具有分析速度快、靈敏度高、干擾小、分析結(jié)果準(zhǔn)確、線性范圍寬、可一次測(cè)定多種元素等特點(diǎn)，在現(xiàn)代分析檢測(cè)中具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)［25］。ICP-AES法的原理是當(dāng)樣品溶液由進(jìn)樣器引入霧化器，并被氬載氣帶入高溫等離子體炬焰時(shí)，試樣中組分被原子化、電離、激發(fā)，以光的形式發(fā)射出能量。不同元素的原子在激發(fā)或電離時(shí)，發(fā)射不同波長的特征光譜，故根據(jù)特征光的波長可進(jìn)行定性分析；元素含量不同時(shí)，發(fā)射特征光的強(qiáng)弱也不同，據(jù)此可進(jìn)行定量分析。

以CID、CCD等固體檢測(cè)器為檢測(cè)器的全譜等離子體發(fā)射光譜儀對(duì)譜線的選擇非常靈活，在165-800 nm波長范圍內(nèi)，可根據(jù)元素含量選擇靈敏度不同的多條譜線進(jìn)行常量、微量元素的同時(shí)測(cè)定，并可最大限度避開干擾及合理地扣除光譜背景。由于水產(chǎn)品中總磷的測(cè)定屬于常量分析，并不追求很低的檢出限，因此選擇波長的原則是干擾少、線性范圍寬、線性關(guān)系好。若波長選擇在180 nm以下時(shí)，為避免空氣對(duì)紫外波長的吸收，光路系統(tǒng)要進(jìn)行抽真空或惰性氣體吹掃；若選擇大于180 nm的波長可以避免這些麻煩。等離子炬焰有“趨膚效應(yīng)”，渦電流在表面處密度大，使表面溫度高于軸心溫度，中心通道進(jìn)樣對(duì)等離子體的穩(wěn)定性影響小，有效地消除了自吸現(xiàn)象，使得線性范圍很寬。衛(wèi)曉紅等［26］實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磷的測(cè)定波長為213.618 nm時(shí)，其線性范圍上限達(dá)500 μg/mL，RSD=1.44%。

因?yàn)殡姼旭詈系入x子體炬焰溫度最高可達(dá)10 000 K，激發(fā)能量高，任何形態(tài)的磷酸鹽最終都被解離成磷原子或離子，因此是真正意義的總磷檢測(cè)。文獻(xiàn)［27］中ICP-AES法測(cè)定結(jié)果高于SP法測(cè)定結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。與SP法相比較，ICP-AES法具有更寬的線性范圍，正好適合于水產(chǎn)品中磷含量時(shí)低時(shí)高（例如人為添加多聚磷酸鹽）的情況。

微波消解前處理與ICP-AES法兩者結(jié)合［28-32］使得方法檢出限、線性范圍、精密度、回收率等各方面指標(biāo)都非常好。

3 結(jié)語

SP法、IC法和MWD-ICP-AES法這三種檢測(cè)方法各有自身特點(diǎn)。IC法能夠測(cè)定水產(chǎn)品中可溶性多聚磷酸鹽殘留量，可以此判定水產(chǎn)品中是否使用了多聚磷酸鹽添加劑，也可利用該法進(jìn)行水產(chǎn)品中多聚磷酸鹽的轉(zhuǎn)化機(jī)理研究。SP法和ICP-AES法測(cè)定的是水產(chǎn)品中的總磷量，為食品營養(yǎng)學(xué)研究提供數(shù)據(jù)，另外也可以通過比較原料和產(chǎn)品中總磷量來判斷多聚磷酸鹽的添加使用情況。目前MWDICP-AES法檢測(cè)食品中的總磷量研究較多，但其在水產(chǎn)品上的應(yīng)用很少。鑒于該法具有線性范圍寬、精密度好、自動(dòng)化程度高、能真正測(cè)定總磷等眾多優(yōu)點(diǎn)，建議開展詳細(xì)研究，促使其成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，從而加快這一準(zhǔn)確、先進(jìn)檢測(cè)方法的推廣應(yīng)用進(jìn)程。

［1］GB2760-2014食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］EUROPA-Food Safety-Rapid Alert System for Food and Feed（RASFF）［S］.

［3］GB/T5009.87-2003食品中磷的測(cè)定［S］.

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Comparison of Methods for Phosphorus and Polyphosphates Detection in Marine Products

Wang Wei，Qu Xia，Wang Haitao
（Yantai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Yantai，Shandong，264000）

In order to help analysts to choose suitable detection method for phosphorus and polyphosphates in marine products，analysis methods such as Spectrophotometry，Ion Chromatography and ICP-AES were carefully reviewed，the advantages and disadvantages of each methods were compared and the development trends in the detection of phosphorus and polyphosphates were prospected.

Phosphorus；Polyphosphates；Marine Products；Detection；Progress

O657.3

E-mai：wwsdyt@sohu.com

2015-05-30