范衛(wèi)平

(北京虹木生物技術(shù)有限公司，北京 102218)

鈣和鎂是人體必需元素。鈣對人機體十分重要，除密切關(guān)乎骨骼健康外，還參與神經(jīng)、肌肉活動及激素分泌、血液凝固等[1]，每日保證攝入一定量的鈣可預(yù)防骨質(zhì)疏松癥[2]；鎂參與人體內(nèi)數(shù)百種酶的新陳代謝[3]，與人體健康密切相關(guān)[4]。因地域及飲食差異，不同人之間的鈣、鎂日攝入量不盡相同。為保證每日攝入量滿足人體所需[5]，服用鈣鎂保健食品成為大多數(shù)人的選擇之一，其中以鈣鎂片居多。鈣鎂片的主要成分為碳酸鈣和碳酸鎂，以白砂糖、微晶纖維素、硬脂酸鎂、香精等輔料為賦形劑。測定保健食品中鈣、鎂含量的相關(guān)標準有GB 5009.92－2016《食品安全國家標準 食品中鈣的測定》、GB 5009.241－2017《食品安全國家標準 食品中鎂的測定》，但這些方法的前處理過程繁瑣，不適用于鈣鎂片。乙二胺四乙酸(EDTA)滴定法作為化學(xué)分析常用的定量方法，已廣泛應(yīng)用于食品、藥品、礦石、冶金、水質(zhì)等領(lǐng)域[6-12]，但EDTA 滴定法同時測定保健食品中鈣、鎂含量尚未見報道。因此，本工作提出了EDTA滴定法測定保健食品中鈣、鎂含量的方法。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

MSA224S-1CE-D1 型電子天平(精度為0.000 1 g)；S220K 型酸度計。

EDTA 滴定液：0.050 7 mol·L－1。

0.1mol·L－1鹽酸溶液：取鹽酸0.9 mL，加水稀釋至100 mL。同法制備1.0，2.6 mol·L－1鹽酸溶液。

10%(質(zhì)量分數(shù)，下同)氫氧化鉀溶液：稱取氫氧化鉀10 g，加水溶解，配制成10%氫氧化鉀溶液。

氨試液：取氨水40 mL，加水稀釋至100 mL。

氨-氯化銨緩沖液(pH10.0)：稱取氯化銨5.4 g，加水20 mL和氨水35 mL，再加水稀釋至100 mL。

鈣紫紅素指示劑：稱取鈣紫紅素0.1 g和無水硫酸鈉10 g，研磨均勻。

鈣黃綠素指示劑：稱取鈣黃綠素0.1 g和氯化鈉10 g，研磨均勻。

鈣黃綠素-茜素指示劑：稱取鈣黃綠素0.1 g、茜素0.1 g和氯化鈉10 g，研磨均勻。

鈣黃綠素-酚酞指示劑：稱取鈣黃綠素0.1 g、酚酞0.1 g和氯化鈉10 g，研磨均勻。

鉻黑T 指示劑：稱取鉻黑T 0.1 g 和氯化鈉10 g，研磨均勻。

酸性鉻藍K-萘酚綠B指示劑：稱取酸性鉻藍K 0.1 g、萘酚綠B 0.2 g和氯化鈉10 g，研磨均勻。

鄰甲酚鈦指示劑：稱取鄰甲酚鈦0.1 g和氯化鈉10 g，研磨均勻。

鹽酸、氫氧化鉀、氨水、氯化銨、無水硫酸鈉、氯化鈉、鈣紫紅素、鈣黃綠素、茜素、酚酞、鉻黑T、酸性鉻藍K、萘酚綠B、鄰甲酚鈦均為分析純；試驗用水為去離子水。

5個不同品牌的鈣鎂片樣品，樣品A 規(guī)格為鈣270 mg、鎂135 mg，樣品B 規(guī)格為鈣220 mg、鎂125 mg，樣品C規(guī)格為鈣125 mg、鎂45.5 mg，樣品D 規(guī)格為鈣220 mg、鎂70 mg，樣品E 規(guī)格為 鈣300 mg、鎂55.75 mg。

1.2 試驗方法

取1片樣品，研磨后置于200 mL容量瓶中，加少許水潤濕，加入2.6 mol·L－1鹽酸溶液15 mL使樣品全部溶解，再用水稀釋至刻度，搖勻，過濾，取續(xù)濾液為供試品溶液，平行制備2份。

準確量取續(xù)濾液30 mL，置于錐形瓶中，加入水15 mL和10%氫氧化鉀溶液5 mL，使溶液酸度至pH大于12，加入鈣紫紅素指示劑0.1 g，用EDTA滴定液滴定，溶液由紫紅色變?yōu)榧兯{色即為滴定終點，記錄消耗的滴定液體積V1，按照公式(1)計算鈣含量。每消耗1 mL 0.05 mol·L－1EDTA 滴定液相當(dāng)于2.004 mg的鈣。

準確量取續(xù)濾液30 mL，置于錐形瓶中，加入水10 mL，用氨試液調(diào)節(jié)溶液酸度至pH7，再加入氨-氯化銨緩沖液(pH10.0)6 mL 和鉻黑T 指示劑0.1 g，用EDTA 滴定液滴定，溶液由紅色變?yōu)榧兯{色即為滴定終點，記錄消耗的滴定液體積V2，按照公式(2)計算鎂含量。每消耗1 mL 0.05 mol·L－1EDTA 滴定液相當(dāng)于1.215 mg的鎂。

2 結(jié)果與討論

2.1 鹽酸溶液濃度的選擇

試驗考察了鹽酸溶液濃度分別為0.1，1.0，2.6 mol·L－1時溶解樣品的效果。結(jié)果表明：當(dāng)使用0.1 mol·L－1鹽酸溶液時，需加入150 mL 且振搖15 min 才能使樣品粉末全部溶解；當(dāng)使用1.0 mol·L－1鹽酸溶液時，需加入50 mL 且振搖5 min能使樣品粉末全部溶解；當(dāng)使用2.6 mol·L－1鹽酸溶液時，加入10 mL 且振搖1 min便可使樣品粉末迅速溶解。因此，試驗選用2.6 mol·L－1鹽酸溶液溶解樣品。考慮到不同品牌鈣鎂片中鈣和鎂的含量略有差異，最終選擇的2.6 mol·L－1鹽酸溶液用量為15 mL。

2.2 續(xù)濾液用量的選擇

試驗考察了不同用量(20，30，40 mL)的續(xù)濾液對滴定結(jié)果的影響。結(jié)果顯示：當(dāng)續(xù)濾液量取體積為20 mL 時，樣品C 的鈣消耗的滴定液體積約為6.2 mL，鎂消耗的滴定液體積約為10.1 mL，對于50 mL滴定管，滴定液用量小于20 mL時會對結(jié)果造成較大誤差；當(dāng)續(xù)濾液量取體積為40 mL 時，樣品A 的鎂消耗的滴定液體積約為48.0 mL，即將用盡滴定液；當(dāng)量取體積為30 mL 時，滴定液用量合適，滴定終點顏色變化明顯。因此，試驗選擇的續(xù)濾液用量為30 mL。

2.3 10%氫氧化鉀溶液用量的選擇

樣品溶液中同時存在Ca2＋和Mg2＋，均會與EDTA 發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，但Mg(OH)2的溶度積常數(shù)(Ksp為1.8×10－11)遠小于Ca(OH)2的溶度積常數(shù)(Ksp為5.5×10－6)，可以通過調(diào)節(jié)溶液酸度使Mg2＋完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀后，再用EDTA絡(luò)合溶液中游離的Ca2＋，因此溶液酸度對鈣的測定結(jié)果非常重要。經(jīng)過計算，當(dāng)溶液中的Mg2＋完全沉淀時(即Mg2＋在溶液中的濃度不超過10－5mol·L－1)，溶液所需的酸度為pH11.13；當(dāng)溶液中的Ca2＋開始沉淀時，溶液所需酸度為pH12.35。試驗分別加入2，3，4，5，6，7，8 mL 的10%氫氧化鉀溶液，溶液酸度依次為pH7.92，9.23，10.84，12.01，12.53，12.91，13.29，可知當(dāng)加入10%氫氧化鉀溶液5 mL時，溶液酸度可滿足條件。因此，試驗選擇的10%氫氧化鉀溶液用量為5 mL。

2.4 氨-氯化銨緩沖液(pH10.0)用量的選擇

試驗分別加入2，4，6，8，10 mL 的氨-氯化銨緩沖液(pH10.0)，以滿足鉻黑T 指示劑所需pH8～11的弱堿條件。結(jié)果顯示：上述加入量對應(yīng)的溶液酸度依次為pH8.93，9.32，10.09，10.18，10.21；當(dāng) 加入氨-氯化銨緩沖液(pH10.0)6 mL 時，溶液酸度便可滿足條件，滴定終點現(xiàn)象明顯；繼續(xù)增大氨-氯化銨緩沖液(pH10.0)的體積，溶液酸度及滴定終點沒有明顯改善。因此，試驗選擇的氨-氯化銨緩沖液(pH10.0)用量為6 mL。

2.5 指示劑的選擇

2.5.1 鈣指示劑

試驗考察了鈣紫紅素、鈣黃綠素、鈣黃綠素-茜素、鈣黃綠素-酚酞等4 種常用的鈣指示劑[13]對滴定終點的影響。結(jié)果顯示：以鈣紫紅素為鈣指示劑時，溶液由紅色變?yōu)樗{色，顏色變化明顯；以鈣黃綠素為鈣指示劑時，溶液由黃色變?yōu)槌壬兩F(xiàn)象較好；以鈣黃綠素-茜素為鈣指示劑時，溶液由熒光綠變至酒紅色，顏色變化量程較大；以鈣黃綠素-酚酞為鈣指示劑時，溶液顏色變化不明顯。因此，試驗選擇的鈣指示劑為鈣紫紅素。

2.5.2 鎂指示劑

試驗考察了鉻黑T、酸性鉻藍K-萘酚綠B、鄰甲酚鈦等3種常用的鎂指示劑[13]對滴定終點的影響。結(jié)果顯示：以鉻黑T 和酸性鉻藍K-萘酚綠B為鎂指示劑時，溶液均由紅色變?yōu)樗{色，但鉻黑T指示劑的溶液顏色變化更明顯；以鄰甲酚鈦為鎂指示劑時，溶液由紅色變?yōu)榱涟咨?，顏色變化量程較大。因此，試驗選擇的鎂指示劑為鉻黑T。

2.6 精密度試驗

按照試驗方法對樣品A 進行測定，平行制備6份供試品溶液，計算測定值的相對標準偏差(RSD)。結(jié)果顯示，鈣測定值的RSD 為1.1%，鎂測定值的RSD 為1.8%，符合《中華人民共和國藥典》(2020年版)(簡稱Ch P 2020)四部通則9101《分析方法驗證指導(dǎo)原則》精密度項下重復(fù)性限度的要求(待測成分的質(zhì)量分數(shù)為1 mg·g－1時，重復(fù)性RSD不大于3%)，表明該方法精密度良好。

2.7 回收試驗

按照試驗方法，取樣品C續(xù)濾液30 mL置于錐形瓶中，分別加入不同量鈣和鎂，進行加標回收試驗，計算回收率，結(jié)果見表1。

表1 回收試驗結(jié)果Tab.1 Results of test for recovery

結(jié)果顯示，鈣的回收率為99.3%～101%，鎂的回收率為99.1%～101%，符合Ch P 2020四部通則9101《分析方法驗證指導(dǎo)原則》準確度項下回收率限度的要求(待測成分質(zhì)量分數(shù)為1 mg·g－1時，回收率限度為90.0%～108%)，表明方法準確度良好。

2.8 樣品分析

按照試驗方法對5個不同品牌的鈣鎂片進行測定，結(jié)果見表2。

表2 樣品分析結(jié)果Tab.2 Analytical results of the samples

結(jié)果顯示，樣品中鈣、鎂總量都在標示量的90.0%～110%內(nèi)。

本工作通過優(yōu)化鹽酸溶液濃度、反應(yīng)條件、指示劑等，采用EDTA 滴定法準確、快速地測定了鈣鎂保健食品中鈣、鎂的含量。該方法操作簡單、滴定終點判斷明顯，可用于鈣鎂保健食品中鈣、鎂含量的質(zhì)量控制。