ICP-OES法测定碱水面中硅酸钠的含量_刘艳艳.pdf

食品工业 2023 年第44卷第 1 期 301 分析检测ICP-OES法测定碱水面中硅酸钠的含量刘艳艳1，陈少杰1，肖亚兵2，石硕3，卢丽1*，陈文锐11.广州海关，广东省动植物与食品进出口技术措施研究重点实验室（广州 510623）；2.天津海关（天津 300461）；3.北京海光仪器有限公司（北京 101300）摘要建立水浴提取-电感耦合等离子体发射光谱法对碱水面中硅酸钠含量进行测定的方法。结果表明:在212.412,251.611和288.158 nm这3个波长下,硅在050 g/mL范围内线性关系良好,线性相关系数均大于0.999;3个波长下方法定量限分别是29.1,24.9和22.0 mg/kg;硅酸钠加标量分别为1.08103,1.07104和3.26104 mg/kg时,方法回收率为91.4%107%,相对标准偏差(SRSD)为2.40%5.64%(n=6)。该方法前处理简单、准确度好、线性范围宽,适于大批碱水面中硅酸钠含量的测定。关键词碱水面;硅酸钠;水浴提取;电感耦合等离子体发射光谱法Determination of Sodium Silicate in Alkaline Noodles by ICP-OESLIU Yanyan1,CHEN Shaojie1,XIAO Yabing2,SHI Shuo3,LU Li1*,CHEN Wenrui11.Guangzhou Customs District,Guangdong Provincial Key Laboratory of Import and Export Technical Measures of Animal,Plant and Food(Guangzhou 510623);2.Tianjin Customs District(Tianjin 300461);3.Beijing Haiguang Instrument Co.,Ltd.(Beijing 101300)Abstract A method for the determination of sodium silicate in alkaline noodles by water bath extraction-inductively coupled plasma emission spectrometry was established.The results showed that at the three wavelengths of 212.412,251.611 and 288.158 nm,there was a good linear relationship of silicon in the range of 0-50 g/mL,and the linear correlation coefficients were all better than 0.999.The limits of quantification of the method at the three wavelengths were 29.1,24.9 and 22.0 mg/kg,respectively;The three spiked levels of sodium silicate were 1.08103,1.07104 and 3.26104 mg/kg;The recoveries were 91.4%-107%,and the relative standard deviation(SRSD)was 2.40%-5.64%(n=6).The method had simple pretreatment,good accuracy and wide linear range,and was suitable for the determination of sodium silicate content in a large number of alkaline noodles.Keywords alkaline noodles;sodium silicate;water bath extraction;inductively coupled plasma emission spectrometry*通信作者；基金项目：广州海关科技项目（2020GZCK-009），海关总署科技项目（2020HK190）碱水面是我国南方常见的面食，不法商家会追求产品的口感或者延长保质期而违法添加主要用作化工生产的工业原料硅酸钠1-4。我国尚未建立食品中硅酸钠的检测方法，使得食品中非法添加硅酸钠的监管缺乏技术支撑。面制品等样品中水溶性硅酸盐和硅酸钠含量测定的方法主要有离子色谱法和干灰化-分光光度法2-3。离子色谱法需要柱后衍生，且流动相pH对检测结果影响比较大，面制品复杂的基体也会影响色谱柱使用寿命，增加检测成本。分光光度法容易受溶液中共存有色物质干扰，且需要干法灰化，操作步骤烦琐，检测时间长，不适合大批量样品的测定2。硅或者二氧化硅检测的前处理方法通常采用过氢氟酸消化或者氢氧化钾、碳酸钠等碱熔的方法溶解样品，采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）或电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）进行测定5-20。但硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在3，如果测定总硅含量，碱熔处理的样品含有的本底硅会干扰硅酸钠的测定，且允许用于食品的含硅添加剂21也会影响检测结果。试验通过开发水浴加热振荡提取的前处理方式，将非法添加的硅酸钠与其他含硅化合物有效分离，并采用电感耦合等离子体发射光谱法测定提取液中硅酸钠含量。1材料与方法1.1设备与材料1.1.1仪器与设备电感耦合等离子体发射光谱仪（Optima 8000，美国PE公司）；水浴锅（3-30K，SIGMA）；离心机（LSB-015S，Lab Tech）；去离子水纯化器（Milli-Q，美国Millipore）；电子天平BS 124S，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。1.1.2试剂和材料硅酸钠（AR，广州化学试剂厂）；中国计量科学院的硅标准溶液（1 000 g/mL）；富园高筋小麦粉；碱水面样品（实验室送检样品）；耐热塑料离心管。食品工业 2023 年第44卷第 1 期 302 分析检测1.2方法1.2.1样品前处理在取样和样品制备过程中，应注意不使试样污染，避免使用玻璃器具。称取约50 g碱水面样品，放入搅拌机粉碎均匀。称取约0.2 g粉碎样品于耐热塑料离心管中，加入去离子水至50 mL刻度，拧紧盖，放入95 水浴锅中，水浴振荡约30 min，取出冷却至室温，以8 000 r/min高速离心5 min，取清液上机测定。同时做试剂空白试验。1.2.2ICP工作条件功率1 300 W；等离子气流量15 L/min；雾化气气体流量0.65 L/min；辅助气流量0.20 L/min；分析谱线212.412，251.611和288.158 nm；观察方式为轴向；测量方式采用标准曲线法；峰计算采用峰面积；重复次数为3次。1.2.3标准溶液工作曲线准确称取适量硅酸钠试剂，用去离子水稀释，配制成一定浓度标准储备液，以硅含量计为1 000 g/mL，或用购买的经国家认证并授予标准物质证书的硅元素标准储备溶液。用去离子水逐级稀释配制成0，1.00，5.00，10.00，20.00和50.00 g/mL硅标准工作系列溶液。将标准系列工作溶液注入电感耦合等离子体发射光谱仪中，测定硅元素分析谱线的强度信号响应值，以硅元素的浓度为横坐标，其分析谱线强度响应值为纵坐标，绘制标准曲线。1.2.4试样溶液的测定将空白试液和试样试液分别注入电感耦合等离子体发射光谱仪中，测定硅元素分析谱线强度的信号响应值，根据标准曲线得到样液中硅元素的浓度。如超过工作曲线，用去离子水稀释至合适浓度，进行测试，计算出硅含量，按折算系数4.35将硅浓度转化为硅酸钠含量。2结果与分析2.1样品前处理利用硅酸钠溶于水，遇到酸产生沉淀的性质，不能采用硝酸消化的常规前处理方法。试验采用去离子水作为提取剂，结果发现提取温度和样品称样量会较大影响样品中硅酸钠提取效率。室温提取时，样品中的面粉基体不能充分散开，含量约2 500 mg/kg的硅酸钠样品提取率只有约5%，称样量0.2 g，提取温度95 左右时，样品中的面粉可充分糊化，硅酸钠能充分与提取液接触。提取时间约30 min时，样品回收率最佳，与提取60 min结果一致。故面制品中硅酸钠提取的最佳条件：样品称样量约0.2 g时，温度95，水浴振荡提取30 min。2.2波长选择按照上述试验条件，硅在050 g/mL范围内有良好线性关系，波长212.412，251.611和288.158 nm的线性回归方程和相关系数如表1所示。3个波长均可进行硅含量的测定。表1硅线性范围、线性方程和相关系数波长/nm线性范围/(gmL-1)线性回归方程相关系数212.412050 Y=21 580X-7 222.50.999 907251.611Y=442 100X-151 946.30.999 913288.158Y=249 500X-99 340.70.999 8712.3检出限和定量限按照1.2.2试验条件，连续测定11次空白试液，称样量0.2 g，定容体积50 mL，以硅信号值标准偏差的3倍和10倍分别计算出方法检出限和定量限。3个波长的仪器检出限和定量限如表2所示。表2方法检出限和定量限（n=11）波长/nm检出限/(mgkg-1)定量限/(mgkg-1)定量限(折算成硅酸钠)/(mgkg-1)212.4122.016.7029.1251.6111.725.7324.9288.1581.515.0522.02.4精密度分别选取2个碱水面样品进行精密度试验。按照1.2的样品前处理和检测方法，平行测定6次，测定结果见表3。3个波长下方法的相对标准偏差为2.40%5.64%，符合GB/T 274042008实验室质量控制规范食品理化检测22对精密度的要求。波长/nm样品名称硅酸钠/(mgkg-1)SRSD/%123456平均值212.412样品11.201041.221041.141041.181041.161041.18104 1.181042.40样品23.471043.351043.951043.651043.651043.581043.611045.64251.611样品11.211041.231041.151041.191041.171041.181041.191042.40样品23.441043.391043.931043.641043.581043.681043.611045.35288.158样品11.241041.241041.171041.201041.171041.181041.201042.74样品23.521043.401043.901043.651043.641043.761043.651044.81表3方法精密度（n=6）2.5回收率称取4份质量约100 g面粉于洁净塑料盆中，1份作为空白面团试样，另外3份作为不同浓度梯度加标试验，分别加入约50 mL已溶解一定量硅酸钠的去离子食品工业 2023 年第44卷第 1 期 303 分析检测水，反复揉搓至面团成均匀状态，称重，依据硅酸钠的加入量计算面团中硅酸钠的加标量，用密封袋封装后保存备用。为避免水分蒸发影响试验结果，制作好的面团应立刻称重和密封保存。将面团分成小块，搅拌机搅拌均匀。按照1.2的样品前处理和检测方法，进行硅酸钠含量的测定，同时做试剂空白试验，每个样品平行测试2次。3份加标样品中硅酸钠加标量分别为1.08103，1.07104和3.26104 mg/kg，本底面团硅酸钠未检出，加标回收结果见表4。该方法回收率为91.4%107%，符合GB/T 274042008实验室质量控制规范食品理化检测回收率的要求。表4硅酸钠加标回收率（n=2）波长/nm加标量/(mgkg-1)检测值/