氧彈燃燒-離子色譜法測定嬰兒配方奶粉中的氯

（天津海關（原天津出入境檢驗檢疫局）動植物與食品檢測中心，天津300461）

氯化物是人體必需的元素，血液中的氯等電解質比例失調時，輕者使人疲乏無力、厭食嗜睡、消化不良；重者導致嘔吐、抽搐、昏迷不醒、心律失常等癥狀。而嬰兒配方奶粉屬于特殊膳食，我國對其中的氯元素有嚴格要求。GB 10765-2010《食品安全國家標準嬰兒配方食品》中規定嬰兒配方食品中氯元素最小值為12 mg/100 kJ，最大值為 38 mg/100 kJ[1]。

食品中氯化物的測定方法主要有自動電位滴定法、間接沉淀滴定法、直接沉淀滴定法、離子色譜法、連續注射-電導法、原子吸收光譜法和電感耦合等離子體發射光譜法[2-10]等。離子色譜因其較高的靈敏度，較好的選擇性，快速簡便等優點，是檢測嬰兒配方奶粉中氯的理想方法。常見的前處理方法一般為奶粉樣品溶于水后沉淀蛋白，用水提取奶粉中的氯離子，經過RP柱除去部分非極性物質，提取液過濾后直接進入離子色譜檢測。這種方法雖然簡單，但部分結合態的氯元素難以被提取，檢測結果不能體現樣品中真正的氯含量。另外，嬰兒配方奶粉富含多種營養物質和礦物質，其中大部分為水溶性，簡單的前處理不能完全去除，長期使用后離子色譜柱的柱效會明顯下降。氧彈燃燒法將樣品放在富氧的密閉環境下進行燃燒，燃燒完全，樣品內的氯元素全部被轉化為無機態的氯離子，可滿足嬰兒配方奶粉中氯的檢測要求。本試驗利用氧彈燃燒的前處理技術，結合離子色譜分析方法測定嬰兒配方奶粉中氯離子的含量，提高了方法的準確性和重現性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

氯離子標準溶液：國家標準物質中心，1 000 mg/L；50%NaOH溶液：阿法埃莎（天津）化學有限公司；所有試驗用水均為去離子水（經Millipore純水系統純化，電阻＞18.2 MΩ）；嬰兒配方奶粉：超市。

ICS-3000離子色譜儀（配電導檢測器、紫外檢測器、KOH淋洗液發生裝置、ASRS 500（4 mm）陰離子抑制器）、ICS-3000色譜工作站數據處理系統、AS自動進樣器：DIONEX公司，美國；IonPac AS11-HC型陰離子分離柱（4 mm×250 mm）、IonPac AG11-HC型保護柱（4 mm×50 mm）：Thermofisher公司，美國；0.22 μm 水系微孔濾膜：博納艾杰爾公司，天津；Parr-1911型氧彈燃燒儀（包括氧彈、坩堝、石英內襯、鉑金點火絲、冷卻水浴和氣體吸收裝置）：Parr公司，美國；Mili-Q型純水儀：Millipore公司，美國；2 mL注射器：華福醫械公司，浙江。

1.2 分析條件

淋洗液：濃度為10 mmol/L～60 mmol/L；洗脫梯度：10 mmol/L 保持 10 min，10 min～35 min升至 60 mmol/L，保持 10 min，45 min～50 min 10 mmol/L；抑制器：ASRS 500型抑制器（4 mm）；抑制電流：149 mA；紫外檢測波長：223 nm；進樣量：100 μL；柱溫：30℃。電導池溫度：35℃。

1.3 試驗方法

稱取0.500 0 g試樣于壓片機中壓成餅，放入氧彈坩堝中，石英內襯中加入20 mL 10 mmol/L的NaOH溶液作為吸收液，向氣體吸收瓶中加入20 mL10 mmol/L的NaOH溶液。小心擰緊氧彈蓋，向氧彈中慢慢充入氧氣至3.0 MPa，將氧彈置于水浴中，連接點火電極，點火，燃燒。靜置吸收20 min。將氧彈從水中取出，緩慢開啟放氣閥，進入氣體吸收裝置經吸收液吸收。用純水洗滌彈體、氣體吸收管及石英內襯，與氣體吸收液合并定容至100 mL。經0.22 μm的濾膜過濾后上離子色譜儀分析。

2 結果與討論

2.1 樣品制備方法的研究

常規樣品可直接放入氧彈的坩堝中，但由于奶粉樣品粉末細膩，松散的樣品在純氧中點燃的瞬間產生爆燃，部分試樣粉末會飛濺至彈體內，造成燃燒不完全。散落在吸收液中的試樣粉末還會引入有機雜質，影響檢測結果。因此，需將試樣在壓片機中壓制成餅，再放入坩堝中燃燒，可使試樣燃燒完全。

2.2 吸收時間對測定的影響

依照1.3的試驗步驟，將同一樣品進行多次氧彈燃燒，以20 mL 10 mmol/LNaOH作為吸收液，進行吸收時間條件試驗，結果如圖1所示。

圖1 吸收時間對回收率的影響Fig.1 Effect of absorption time

從圖1可知，隨著吸收時間的延長，回收率逐漸增大，15 min后回收率基本不變。所以，本試驗確定吸收時間為20 min。

2.3 淋洗條件的選擇

以KOH為淋洗液，其濃度越高洗脫強度越大，保留時間相近的物質易出現共洗脫，影響分離度，當淋洗液濃度大于20 mmol/L時Cl-與其后面的干擾峰難以分離，而淋洗液濃度較低時被測物洗脫較慢，分析時間隨之延長。因此最終選擇10 mmol/L的KOH作為初始濃度，10 min后梯度升至60 mmol/L，加快其他離子的洗脫，縮短整個分析時間，并有利于雜質離子的排出。Cl-及其他離子的標準色譜圖見圖2。

圖2 Cl-及其他離子的標準色譜圖Fig.2 Chromatogram of Cl-and other anions

2.4 燃燒后殘余氣體的考察

在彈體石英內襯和氣體吸收裝置中分別加入20mL 20 mmol/L NaOH，試樣經過氧彈燃燒后，將兩份吸收液直接注入離子色譜分析，色譜圖見圖3、圖4。

圖3 殘余氣體吸收液色譜圖Fig.3 Chromatogram of residual gas absorption liquid

圖4 燃燒后石英內襯中吸收液色譜圖Fig.4 Chromatogram of absorption liquid in quartz lining after burning

可見殘余氣體中仍有部分氯離子存在，說明彈體內吸收液不能將氯離子完全吸收，因此在氧彈燃燒后要將兩份吸收液合并后清洗彈體定容至100 mL再進行離子色譜分析，以保證樣品檢測結果的準確性。

2.5 方法精密度

對3種品牌嬰兒配方奶粉進行6次平行處理進樣，結果見表1。嬰兒配方奶粉樣品色譜圖見圖5。

2.6 方法回收率

采用標準加入法對每份試樣進行加標回收試驗（各做6次平行），統計結果見表2。

2.7 方法的線性范圍和檢出限

氯離子標準品經純水稀釋，配制成標準系列，按色譜條件進行測定。結果表明，氯離子的質量濃度在1.0 mg/L～20.0 mg/L范圍內與其峰面積呈線性關系，線性回歸方程為y=1.163 2x-0.061 0，相關系數為0.999 9。氯離子校準曲線見圖6。

表1 樣品精密度試驗Table 1 Analytical precision of chlorine

圖5 嬰兒配方奶粉樣品色譜圖Fig.5 Chromatogram of infant formula milk powder

表2 回收率試驗結果Table 2 Recovery of chlorine

圖6 氯離子校準曲線Fig.6 Calibration curve of Cl-

以峰面積為基線噪聲的3倍濃度推算方法的檢出限，氯離子的檢出限為13.2 μg/L。

3 結論

用充氧壓力為3.0 MPa的氧彈燃燒分解嬰兒配方奶粉試樣，用10 mmol/LNaOH作為吸收液，吸收作用時間為20 min，離子色譜法測定氯含量；平均回收率為91.0%～95.5%，相對標準偏差為1.9%～3.5%。結果表明，氧彈燃燒-離子色譜法將嬰兒配方奶粉中的氯轉化為無機氯離子，燃燒去除了試樣中的有機干擾物，其精密度和準確度符合嬰兒配方奶粉中的氯的測定要求，可應用于嬰兒配方奶粉中的氯的測定。