奶粉中营养元素检测方法的研究进展

奶粉中营养元素检测方法的研究进展

李杠

美赞臣营养品（中国）有限公司   广州市  510000

摘要：微量元素是人类生命活动中不可或缺的一部分，而我国在婴幼儿配方乳粉中对其营养成分的测定上也有明确的规定。因此，在全球范围内，奶粉是最受监管的食品，它的品质问题直接影响到了众多的宝宝，尤其是那些还没有吃过母乳的宝宝们的身体健康。而在奶粉中，矿物质元素的类型和含量是衡量其营养品质的一个重要指标，对这些产品中添加的元素的含量进行精确的检测非常重要。

关键词：奶粉；营养元素；检测方法

1奶粉中硒元素的检测方法

1.1氢化物原子荧光光谱法

GB 5009.93-2017《食品安全国家标准食品中硒的测定》，其中第一法是氢化物原子荧光光谱法（HAFS），其工作机理是：样品经过酸处理后，在6mol/L的盐酸液中，将样品中的六价硒转化为四价硒，然后以硼氢化钠（或硼氢化钾）作为还原剂，在盐酸液介质中将四价硒转化硒化氢，并通过载体气体将其引入到原子化器中，使其发生原子化反应，然后在中空的硒阴极灯照射下，基态硒原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，荧光的强弱与样品中硒的浓度呈线性关系，并与标准组溶液进行了对比。HAFS检测技术具有设备简便、操作简便、对环境影响小等优点，是当前国内乳粉中Se检测常用的一种检测方法。

1.2电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)

样品经过消化后，ICP-MS测量，根据某一种元素的具体质数，对样品进行定量，利用被测元素的质谱和内标的质谱信号强度之比值与被测元素的含量成比例，对样品进行定量。当固体样品0.5g定容体积 50mL时，其检出限为0.01mg/kg，比HCF检测限高，但ICP-MS因进样快，检测时间短而被广泛用于牛奶中硒检测。

1.3荧光分光光度法

GB5009.93-2017《食品安全国家标准食品中硒的测定》，其中第二法是荧光分光光度法，将样品用混合酸进行消化，使硒化合物其转变为无机硒Se4+，在酸性的环境下，Se4+与2，3-二氨基萘，发生反应，生成4，5-苯并苤硒脑，再用环己烷进行提取，再上机进行测定。在376nm波长下，4，5-苯并苤硒脑发出波长520nm的荧光，对其进行了分析，并与标准品进行了对比。当称样量为1g(或1mL)时，其检出限为0.01mg/kg，定量分析限为0.03mg/kg，且预处理过程复杂，耗时较多，且因乳粉中硒含量不受影响，故很难被实验室应用。

2奶粉中磷元素的检测方法

2.1分光光度法

2.1.1 GB5009.87—2016《食品安全国家标准食品中磷的测定》第一法钼蓝分光光度法

样品经过消解后，在酸性条件下，磷和钼酸铵结合生成磷钼酸铵，而磷钼酸铵又被对苯二酚、亚硫酸钠或氯化亚锡、硫酸肼还原—还原成蓝色化合物—钼蓝。结果表明，钼蓝在660nm吸收光谱范围内的吸收随磷（P）的含量增加而增大。用分光光度计测定试样溶液的吸光度,与标准系列比较定量。当取样量0.5g（或0.5mL），定容至100mL时,检出限为20mg/100g（或20mg/100mL），定量限为60mg/100g（或60mg/100mL）。

2.1.2 GB5009.87—2016《食品安全国家标准食品中磷的测定》第二法 钒钼黄分光光度法

样品经过消解处理后，在酸性条件下，磷酸盐与钒钼酸铵反应形生成了黄色配合物钒钼黄。

钒钼黄的吸光度值与磷的浓度成正比。于440nm 测定试样溶液中钒钼黄的吸光度值,与标准系列比较定量。当取样量0.5g(或0.5mL),定容至100mL时,检出限为20mg/100g(或20mg/100mL),定量限为60mg/100g(60mg/100mL)。

2.2电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）

现行GB5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》中，使用ICP-OES方法对食物中的磷进行了检测，其基本理论是：将试样消解后，由电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测定，以元素的特征谱线波长定性;待测元素谱线信号强度与元素浓度成正比进行定量分析。当固体样品0.5g定容体积 50mL时, 本方法P元素检出限1mg/kg，定量限3mg/kg；当液体样品以2mL定容体积至50mL时，本方法P元素检出0.3mg/L，定量限mg/L。

通过行业学者的努力，到现在为止，用ICP-MS法对P进行检测的技术已经相对成熟。

2.3电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）

最近几年，利用ICP-MS对奶粉中的磷进行检测成为了一个热门话题，然而至今还没有被制定为食品安全的国家标准。当前，在检测的过程中，主要有两种情况：一种是基体的干扰，另一种就是质谱的干扰，另外一种就是使用ICP-MS技术对其进行检测。

3奶粉中总碘的检测方法

3.1气相色谱法

根据GB5009.267-2020《食品安全国家标准食品中碘的测定》，第四法采用了一种新型的带有电子捕捉器的气相色谱法（GC）方法，该方法是将样品中的碘与丁酮在硫酸作用下生成丁酮与碘的衍生物，通过气相色谱分离，电子捕获检测器检测，外标法定量将样品中的碘与碘化物进行了分析，并以此为基础，形成了一种新型的气相色谱法（GC）方法，由于气相色谱法（GC）分析的预处理过程较为复杂，因此，相关工作人员对气相色谱法（GC）分析过程进行了优化，降低了样品用量，从而达到了改善气相色谱法（GC）分析结果的目的。

3.2分光光度法

该方法具有简便、简便的特点。其基本原理为：在一定的波长下，碘酸盐与显色剂发生配位作用，使配合物的发光强度与配位作用，达到测定碘含量的目的。其中比较典型的是《食品安全国家标准食品中碘的测定》（GB 5009.267-2020）中的第三法“砷铈-催化分光光度法”，该法的基本理论是通过对样品进行碱性灰化，以碘作为催化剂，对砷铈-催化分光光度法，从而实现对样品中碘化物的催化，从而实现对样品中碘化物的定量控制。

在该反应体系中，Ce4+为黄色，Ce3+为无色，用分光光度计对剩余Ce4+的吸光度进行测量，碘含量与吸光度的对数呈线性关系，从而计算出试样中碘的含量，以取样量0.3g计算，方法定量限为0.1mg/kg。余慧珍等人讨论了这种新的检测方法，提出对不同的样本要采取不同的预处理方式，并对其进行了改良，通过对催化和显色两种工艺的研究，确定了检测下限达到了5µg/L。尽管这种方法使用的设备较为简单，但因为硫酸铈是一种毒性很强的危化物，所以它的使用被严格的管制，而且它的预处理也十分的苛刻，因此它的使用范围也就十分有限。

3.3电感耦合等离子体质谱法

3.3.1提取法

（1）根据GB5009.267-2020《食品安全国家标准食品中碘的测定》第一法 “电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）” ，试样中的碘经四甲基氢氧化铵溶液提取，采用电感耦合等离子体质谱仪测定，以碘元素特定质量数127（质荷比，m/z）定性，以碘元素和内标元素质谱信号的强度比值与碘元素的浓度成正比进行定量，测定试样中碘的含量。

（1）采用氢氧化钾在105度下消化，将碘完全溶于5%的氢氧化钾溶液中，然后添加稳定剂，将其固定到固定的容量，以钕为内标物，在计算机上进行测定，其检出限为1.5微克/公斤；

（2）四甲基氢氧化胺提取法，根据GB5009.267-2020《食品安全国家标准食品中碘的测定》第一法 “电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）” ，称取适当的样本，加入5mL四甲基氢氧化铵提取液，涡旋1min，使样品充分分散均匀，旋紧盖子，置于85℃±5℃恒温干燥箱（每隔半小时取出振摇）或水浴摇 床提取3h，冷却，用水定容至50mL，并以大于3000r/min的转速，离10min，取上层清液用 0.45μm 过滤膜过滤后，备用，同时做试剂空白。采用电感耦合等离子体质谱仪测定，以碘元素特定质量数127（质荷比，m/z）定性，以碘元素和内标元素(选择碘元素同位素（127 I）及内标碲同位素（125Te、 130Te）或103Rh或115 In或185Re),质谱信号的强度比值与碘元素的浓度成正比进行定量，测定试样中碘的含量。以取样量0.5g，定容至50mL计算，方法检出限为0.01mg/kg，定量限为0.03mg/kg。

（3）超声波水提方法：将配方奶粉中的碘化物直接用水中溶出，再用铁氧体和醋酸锌使蛋白质沉淀，然后将其分离，然后用ICP-MS对其进行测定，其检出量为0.43ug/L。

3.3.2酸消解法

本项目拟以牛乳中的全碘为研究对象，通过对牛乳中全碘含量的测定，通过单环聚焦-微波消化，或利用PFA的高纯、高纯、高浓度、高稳定性的PFA消化槽，实现对奶牛乳中全碘组分的快速测定，并对其进行预处理，使其达到内标值，检出率为0.02µg/kg，且预处理过程简单，不需要经过筛选，可直接在机器上进行测定，且不需要进行筛选，因此本项目拟将其用于奶牛乳中总碘组分的测定，并将其与奶牛乳中的总碘组分进行比较，实现奶牛乳中总碘含量的快速、准确、低污染、不需要过滤、可在机器上测定。

结语

本文介绍了婴儿配方乳粉中各种营养素的测定技术及其发展情况。X衍射光谱是最快速、最直观的测定手段，但其仅能实现半定量，要想实现精确的定量分析，还需对多种具有标准法定值的乳制品进行大量的基底修正，进而构建出一条标准曲线，这就大大制约了其适用领域。目前，只有ICP-MS对食品中的磷进行了检测，还没有成为一个食品国家安全标准，这主要是因为在食物中存在着磷的干扰，以及其敏感性不高等问题。然而，考虑到之前ICP-MS对磷进行了检测，并且在母乳中含有大量的磷，这种检测方法有着广阔的应用前景。其中，ICP-MS因其快速、高灵敏度和抗干扰能力而受到广泛关注。微波消解技术以其消解彻底、快速等优点在国内外得到了广泛的使用，但目前只有微波消解技术尚未作为我国食品中碘含量的预处理手段。我们认为，经过专家们长期的努力，以及仪器的更新，将会有更多的乳粉中多种成分的同步检测技术被开发出来。

参考文献

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[3]李琳瑶，华家才，康巧娟等.婴儿配方奶粉中脂肪酸的研究[J].中国乳品工业，2022，50(06)：39-43.

[4] GB 5009.87-2016《食品安全国家标准食品中磷的测定》

[5] GB 5009.93-2017《食品安全国家标准食品中硒的测定》

[6] GB 5009.267-2020《食品安全国家标准食品中碘的测定》