嬰幼兒配方乳粉中磷質量分數的測定

李美桃，王波，葛冬梅

(徐州市產品質量監督檢驗中心，江蘇 徐州221000)

0 引 言

嬰幼兒階段是人生中生長發育最重要的時期，母乳是嬰幼兒最理想的天然食品。但由于職業、疾病等原因，全球有三分之一的嬰幼兒是由非母乳喂養長大的。我國每年約有340萬的嬰幼兒需要人工喂養[1]。對于母乳不足的嬰幼兒來說，嬰幼兒配方乳粉是其很重要的營養來源，因此，嬰幼兒配方乳粉中的各種營養成分的檢測非常重要[2-3]。磷是人體內質量分數較多的元素之一，約占人體體質量的1%[4-5]。它不僅構成人體成分，還參與生命活動中非常重要的代謝過程，是機體很重要的一種元素。因此，本研究以嬰幼兒配方乳粉中磷元素的質量分數為測定指標，對檢測方法進行了詳細的探討，并對市售的嬰幼兒配方乳粉進行了檢測。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

檢測用嬰幼兒配方乳粉為市場隨機抽查樣本。

磷酸二氫鉀標準品(純度≥99.5%)；硝酸、高氯酸和硫酸為優級純；其余試劑均為分析純。

釩鉬酸銨試劑：A液（25 g鉬酸銨，溶于400 mL水中），B液（1.25 g偏釩酸銨溶于300 mL沸水中，冷卻后加250 mL硝酸），將A液緩緩傾入B液中，不斷攪勻，并用水稀釋至1 L，貯于棕色瓶中。

磷的標準貯備液（質量濃度為50 mg/L）：稱取在105℃±1℃烘干至恒重的磷酸二氫鉀標準品0.2197g，溶于400 mL水中，加8 mL硫酸，定容至1 L。

1.2 儀器與設備

E12140型電子分析天平；Lambda35紫外-可見分光光度計。

1.3 測定方法

吸取10 mL磷標準貯備液于50 mL容量瓶中，加入10 mL釩鉬酸銨試劑，用水定容至刻度。空白直接加入10 mL釩鉬酸銨試劑，用水定容至刻度。在30℃下顯色15 min。用1 cm光徑比色皿，于波長440 nm處測定吸光值[6-7]。

1.4 樣品的制備

稱取嬰幼兒配方乳粉0.6 g(精確至0.1 mg)，于125 mL三角瓶中，放入幾粒玻璃球，加10 mL硝酸，然后放在電熱板上加熱。待劇烈反應結束后取下，稍冷卻，再加入10 mL高氯酸，重新放于電熱板上加熱。若消化液變黑，需取下再加入5 mL硝酸繼續消化，經硝酸、高氯酸消化，直到消化液變成無色或淡黃色，且冒出白煙，在消化液剩下3～5 mL時取下，冷卻，轉入50 mL容量瓶中，定容。同時做空白實驗。

2 結果與分析

2.1 實驗條件的優化[8-10]

表1 實驗條件優化的正交實驗結果

在單因素實驗的基礎上，按正交設計L9(34)進行正交實驗，優化實驗方法，結果如表1所示。由表1可以看出，各因素對吸光度的影響程度依次為反應溫度＞釩鉬酸銨量＞反應時間。直觀分析最佳實驗方法為10.5 mL釩鉬酸銨、35℃水浴10 min。而對大量實驗數據進行統計分析后發現，釩鉬酸銨量的3個水平和反應時間的3個水平對吸光度的影響都不存在顯著性差異。為了實驗的易操作性和準確性，選擇釩鉬酸銨量為10 mL，反應時間為15 min。固定這兩個因素，改變反應溫度（25，30，35 ℃），分別進行實驗，所得吸光度隨時間變化的掃描結果如圖1所示。

圖1 不同反應溫度下吸光度隨時間變化的掃描結果

由圖1可以看出，吸光度隨著時間的延長先下降，下降到一定值后趨于穩定，這是因為溶液反應完后未冷卻，直接進行測定，初始溶液的溫度較高，隨著時間的延長，溶液的溫度不斷降低，直至室溫，說明溶液溫度對其吸光度有一定的影響，應在溶液反應完畢后，先冷卻至室溫再進行測定。25℃下反應的溶液吸光度明顯低于35℃和30℃下反應的溶液吸光度，排除溶液溫度對其吸光度的影響，從14分鐘開始35℃和30℃下反應的溶液吸光度一致且很穩定。因此得出最佳實驗條件為吸取10 mL磷標準貯備液于50 mL容量瓶中，加入10 mL釩鉬酸銨試劑，用水定容，在30℃下顯色15 min，冷卻至室溫進行測定。圖1中，曲線從上往下依次為35℃，30℃，25℃。

2.2 標準曲線的制作

在50 mL容量瓶中分別準確加入0，2.5，5，7.5，10，12.5，15 mL磷標準貯備液，各加入10 mL釩鉬酸銨試劑，用水定容至刻度，搖勻，在30℃下顯色15 min，冷卻至室溫，在波長440.0 nm處測定吸光度并繪制標準曲線，結果如圖2所示。精密度實驗結果如表2所示。

在50 mL容量瓶中加入10 mL磷標準貯備液，按2.1節的最佳實驗條件處理后連續6次測定其吸光度，結果見表2。其相對標準偏差(RSD)為0.018%，說明精密度良好。

表2 儀器精密度實驗結果

2.3 穩定性實驗

在50 mL容量瓶中加入10 mL磷標準貯備液，按2.1節的最佳實驗條件處理后置于室溫，每間隔5 min測定一次吸光度，連續實驗30 min，結果見表3。RSD為0.082%，說明該反應體系穩定性良好。

表3 反應產物的穩定性實驗結果

2.4 重現性實驗

準確稱取同一樣品5份按1.4節的方法處理，按2.1節的最佳實驗條件測定嬰兒配方乳粉中磷含量，結果如表4所示。由表4可以看出，嬰兒配方乳粉中磷平均質量分數為2.959 mg/g，RSD為1.71%，說明該方法重現性良好。

表4 重現性實驗結果

2.5 加標回收率實驗

準確稱取同一樣品5份，其中4份分別加入30 mL磷標準貯備液，按1.4節的方法處理后按2.1節的最佳實驗條件測定嬰兒配方乳粉中磷質量分數，并按式(1)計算加標回收率，結果如表5所示。由表5可以看出，樣品的平均回收率為98.5%，RSD為0.39%，說明測試結果準確度高。因此用本方法測定嬰幼兒配方乳粉中的磷質量分數準確而可靠。

表5 樣品測定結果和回收率

2.6 樣品中磷質量分數的測定

由于不同生長期的嬰幼兒所需要的營養成分不同，為了適應各個階段孩子的需求，嬰幼兒配方乳粉分為3個階段，即嬰兒（0～12月）配方乳粉、較大嬰兒（6～12月）配方乳粉、幼兒（12～36月）配方乳粉。嬰兒配方乳粉是指以乳類及乳蛋白制品為主要原料，加入適量的維生素、礦物質和/或其他成分，僅用物理方法生產加工制成的粉狀產品。適于正常嬰兒食用，其能量和營養成分能夠滿足0～6月齡嬰兒的正常營養需要[11]。較大嬰兒和幼兒配方乳粉是指以乳類及乳蛋白制品為主要原料，加入適量的維生素、礦物質和/或其他輔料，僅用物理方法生產加工制成的粉狀產品，適用于較大嬰兒和幼兒食用，其營養成分能滿足正常較大嬰兒和幼兒的部分營養需要[12]。分別對不同品牌不同段號的30批嬰幼兒配方乳粉進行檢測，結果如表6所示。由表6可以看出，不同階段的乳粉磷質量分數不同，幼兒配方乳粉＞較大嬰兒配方乳粉＞嬰兒配方乳粉，幼兒配方乳粉的磷質量分數為（448±56）mg/g，較大嬰兒配方乳粉的磷質量分數為（382±59）mg/g，嬰兒配方乳粉的磷質量分數為（250±58）mg/g。不同品牌的同一種乳粉磷質量分數也存在較大差異，但3個階段乳粉的變化范圍基本一致，分別為±56，±59，±58 mg/g。將實驗結果跟產品標簽明示值進行比較，發現30批次乳粉中有2批次不符合產品標簽明示值。

表6 嬰幼兒配方乳粉中的磷質量分數 mg/g

3 結 論

研究表明，將樣品預處理后，取樣液10 mL于50 mL容量瓶中，加入10 mL釩鉬酸銨試劑，用水定容，在30℃下顯色15 min，磷與釩鉬酸銨反應生成黃色的化合物，將該化合物冷卻至室溫，并在波長440.0 nm進行測定，其吸光度與磷質量分數呈正比。所建立的線性方程為y=0.0372x+0.0039(R2=0.9997)。該方法的平均回收率為98.5%，RSD為0.39%，具有良好的重現性和較高的準確度。應用該方法對市售的30批次嬰幼兒配方乳粉進行檢測，發現不同階段的乳粉磷質量分數不同，幼兒配方乳粉＞較大嬰兒配方乳粉＞嬰兒配方乳粉，分別為（448±56） mg/g，（382±59）mg/g，（250±58）mg/g，同時說明不同品牌同一階段的乳粉磷質量分數也存在較大差異。

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[11]GB 10765—2010食品安全國家標準 嬰兒配方食品[S].

[12]GB 10767—2010食品安全國家標準 較大嬰兒和幼兒配方食品[S].