面粉中過氧化苯甲酰檢測方法研究進展

鮑小娟，李方實

（南京工業(yè)大學理學院，江蘇 南京 210009）

面粉中過氧化苯甲酰檢測方法研究進展

鮑小娟，李方實*

（南京工業(yè)大學理學院，江蘇 南京 210009）

對面粉中過氧化苯甲酰（BPO）的樣品前處理及檢測的新方法進行綜述，包括同時測定面粉中過氧化苯甲酰和苯甲酸的高效液相色譜法、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、毛細管電泳法、化學發(fā)光法、電化學分析法、化學發(fā)光微流動注射芯片檢測法。

面粉；過氧化苯甲酰；前處理；檢測

過氧化苯甲酰（benzoyl peroxide，簡稱BPO或BP）作為增白劑已經(jīng)被廣泛應用于面粉的漂白，其作用原理是與面粉中的水分在空氣和酶的作用下釋放出活性氧，從而氧化和打斷產(chǎn)生黃色的胡蘿卜素、葉黃素等色素的共軛雙鍵，使面粉中不飽和脂溶性色素變性，從而失去顏色，使面粉變白，而BPO本身則還原成苯甲酸（BA）[1]。苯甲酸隨食品進入人體內(nèi)，對于肝功能衰弱的人和肝功能損傷的患者，其生物轉化機能減弱，解毒能力降低，導致肝臟病變，易引發(fā)多種疾病[2]。所以各國都規(guī)定了使用標準，例如：美國最多允許添加0.045 g/kg，英國是0.05 g/kg，加拿大、菲律賓為0.15 g/kg，我國禁止在面粉中添加BPO。

針對我國禁止在面粉生產(chǎn)中添加BPO這一問題，面粉中BPO的檢測已成為面粉安全領域的一個重要內(nèi)容。由于面粉中BPO的含量較低，所以急需發(fā)展簡單、快速、有效的樣品前處理技術以及具有高靈敏度和選擇性的檢測方法。郝金枝[3]對2003年之前我國檢測面粉中BPO的碘量法、氣相色譜法、液相色譜法做過綜述，本文就2003年之后國內(nèi)外面粉增白劑中過氧化苯甲酰前處理及檢測新技術進行綜述。為質(zhì)檢部門工作人員在檢測面粉中BPO時提供可靠的參考。

1 樣品前處理新技術

樣品的前處理是樣品測定結果的準確程度的關鍵，樣品的前處理通常包括BPO的提取、還原、凈化、濃縮。分析方法的檢出限、回收率和準確度都與提取、凈化、分離效果緊密相關。提取是用適當?shù)娜軇PO和樣品基質(zhì)從固相樣品中轉移到易于凈化和分析的液態(tài)；凈化是指將BPO與提取液中的干擾基質(zhì)分離。由于面粉中BPO的含量、極性都很少，所以有效的提取BPO對于檢測至關重要。特別是提取劑、還原劑的選擇對后續(xù)的檢測至關重要。近幾年人們也在致力于新的提取劑和還原劑的選擇。

1.1 提取劑的選擇

提取劑就是用于萃取的溶劑，兩種液體互不相溶，需要萃取的物質(zhì)在兩液體中溶解度差別很大的時候可以進行萃取。選用的提取劑的原則：①和原溶液中的溶劑互不相溶；②對溶質(zhì)的溶解度要遠大于原溶劑；③要不易于揮發(fā)；④提取劑不能與原溶液的溶劑反應。2003年之前常用的萃取溶劑有乙醇[4-6]、乙醚[7]、丙酮[8]。近幾年來人們尋找出新的萃取劑，如石油醚[9]、甲醇[10]、石油醚和丙酮混合溶劑[11]等。管健[12]實驗石油醚為提取劑時，BPO加標回收率很好，濃縮定容方便，高速離心去雜質(zhì)效果好，進樣測定柱子不容易堵，故選石油醚為提取劑。張鵬[10]在實驗中表明，過氧化苯甲酰微溶于水，可溶于甲醇，易溶于乙醚、苯等有機溶劑。但乙醚對人的刺激性較大，且提取后要揮醚、定容，操作時間長，方法繁瑣。苯對操作人員身體健康危害較大。因此，選用甲醇作提取劑，不需揮干、定容步驟。提取劑的選擇是既要對BPO溶出效果好，又要不影響后續(xù)測定，同時還要操作簡便、速度快，劉曉庚[11]采用的石油醚和丙酮混合溶劑為提取劑能達到這一目的。

1.2 還原劑的選擇

BPO是一種強氧化劑，極不穩(wěn)定，所以在分析前，人們常把BPO還原為BA，然后再檢測。選擇好的還原劑對BPO的測定也是至關重要的，2003年之前常用的還原劑有碘化鉀[13-14]、抗壞血酸[8]、氫氧化鉀[15]等。近幾年人們也努力研究新的還原劑，如：還原鐵粉[4]、冰乙酸[9]、鹽酸羥胺[5，16]。選擇還原劑原則上既要還原劑的還原效果好、不影響測定，還要保證操作簡便、快速。王曉濱[4]等發(fā)現(xiàn)鐵粉被氧化后的Fe2+和多余的未被氧化的鐵粉皆不溶于乙醚，在乙醚萃取時即被除去，不干擾測定結果，故選用還原鐵粉作還原劑。任清[17]通過大量實驗選擇3%冰乙酸的酸性混合溶劑（乙醚－石油醚）在磁力攪拌器上攪拌萃取2 h后，不僅能將小麥粉樣品中過氧化苯甲酰比較徹底地還原成苯甲酸，而且能將苯甲酸更加有效的提取。所以選擇冰乙酸作還原劑。馬紀偉[5]在選擇還原劑時分析了碘化鉀和鹽酸羥胺，他認為樣品中加入碘化鉀溶液作還原劑不易分層，樣品難以過濾，處理較繁瑣。采用鹽酸羥胺作還原劑，與樣品溶液充分混合，不需要分層，混濁和乳化現(xiàn)象不明顯，易于過濾處理。故選擇鹽酸羥胺作還原劑。同時荷碧英[16]也論證這一點。

2 檢測新技術

從1984年到2003年，面粉中BPO分析方法有高效液相色譜法[7，18-19]、薄層色譜法[20]、離子色譜法[21]、填充柱氣相色譜法[8]、毛細管氣相色譜法[6]、碘量法[22]、紫外分光光度法[23-24]，最近幾年來，同時測定面粉中BPO和BA的高效液相色譜法[25]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[26]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[27]、化學發(fā)光法[28]、電化學分析法[29-30]、化學發(fā)光微流動注射芯片檢測法[31]、毛細管電泳法[32]等新方法也相繼起步。

2.1 同時測定面粉中BPO和BA的高校液相色譜法（HPLC）

HPLC法有高壓、高效、高靈敏度、分析速度快等特點，也是目前應用于檢測BPO比較廣泛的測定方法之一。最近幾年人們建立了HPLC法同時測定面粉中BPO和BA。即不需要把BPO還原為BA，直接用HPLC同時測定BPO和BA的含量，而傳統(tǒng)的HPLC法在測定面粉中BPO含量時都要把BPO還原為BA后再測定，前處理比較麻煩、費時，也很難保證樣品前處理時BPO的全部還原，往往造成測量誤差，且不能反映面粉中BPO真實含量，奚星林[25]采用梯度洗脫HPLC法同時測定面粉中BPO和BA的含量，結果使溶劑、BPO和BA的基線分離良好，線性范圍：BPO和BA均為0.1 mg/L～2.0 mg/L；相對標準偏差：BPO為2.16%、BA為8.05%；回收率：BPO為85.00%～90.40%、BA為85.60%～104.67%。

2.2 高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（HPLC－MS）

質(zhì)譜檢測器采用高速電子來撞擊氣態(tài)分子或原子，將電離后的正離子加速導入質(zhì)量分析器中，然后按質(zhì)荷比（m/z）的大小順序進行收集和記錄，即得到質(zhì)譜圖。近幾年許多國家檢測面粉中BPO的含量應用HPLC-MS法，該法與HPLC相比主要區(qū)別在它的檢測器是MS，它的特點是靈敏度高、樣品用樣量少、分析速度快等。Yukiko[26]HPLC-MS法中，采用C18柱子同時檢測面粉中BPO和BA，該方法非常準確，回收率96.0%～99.3%，檢出限0.7μg/g。

2.3 氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用（GC－MS）

氣質(zhì)聯(lián)用法是將氣相色譜儀的分離系統(tǒng)與質(zhì)譜儀的檢測系統(tǒng)聯(lián)接起來，GC-MS系統(tǒng)既發(fā)揮了色譜法的高分離能力又發(fā)揮了質(zhì)譜法的高鑒別能力，同時達到定性定量的檢測目的。我國國家標準GB/T18415-2001《小麥粉中過氧化苯甲酰的測定方法》中規(guī)定氣相色譜法是檢測小麥粉中BPO的標準方法，但此方法操作復雜、時間長。GC-MS較其它方法簡單了很多，而且能夠通過質(zhì)譜圖直接判斷BPO的存在，比氣相色譜法更為直觀。加之質(zhì)譜檢測器可以選擇離子掃描檢測，避開樣品中的基質(zhì)干擾，這是氣相色譜所無法比擬的。GC-MS與傳統(tǒng)的氣相色譜方法相比最大的不同之處在于它的檢測器是質(zhì)譜（MS）檢測器。質(zhì)譜檢測器具有靈敏度高、專屬性好等特點。該法處理方法簡單，結果準確，靈敏度高。周敏[27]利用此方法檢測面粉中BPO，結果最低檢出限為0.5μg/mL，回收率為95.8%～102.5%之間，采用這一方法，信噪比顯著提高，雜質(zhì)干擾大幅度減少，穩(wěn)定性和重復性好。但由于此方法儀器昂貴，目前在國內(nèi)尚未廣泛應用于面粉中BPO的檢測工作。

2.4 化學發(fā)光法

化學發(fā)光（chemiluminescence）是由化學反應激發(fā)物質(zhì)所產(chǎn)生的光輻射?；瘜W發(fā)光分析具有靈敏度極高；儀器設備簡單，不需要光源及單色器等；沒有散射光及雜散光等引起的背景值；線性范圍寬；分析速度快等優(yōu)點。本法的局限性是可供發(fā)光用的試劑目前尚有限；發(fā)光機理有待進一步研究。

Yang[28]采用化學發(fā)光法測定面粉中BPO。實驗結果表明：線性范圍、檢出限分別是5×10-10g/mL～1×10-6g/mL、1.4×10-10g/mL。用該方法檢測面粉中BPO高的靈敏度、簡單、快速。Masson[33]根據(jù)過氧化苯甲酰在中性或弱酸性的條件下，對亞硫酸鹽-鄰苯二甲醛-銨鹽熒光體系生成的熒光物質(zhì)1-黃酸基-異吲哚具有抑制作用，建立了化學發(fā)光法檢測BPO，效果良好。

2.5 電化學分析法

電化學分析法是儀器分析的一個重要組成部分。它是根據(jù)溶液或其它介質(zhì)中物質(zhì)的電化學性質(zhì)及其變化規(guī)律來進行分析的一種方法，以電導、電位、電流、電量等電化學參數(shù)與被測物質(zhì)的某些量之間的關系作為計量的基礎。目前用于面粉中BPO檢測的電化學分析方法是生物傳感器技術和伏安法。

生物傳感器是利用生物活性物質(zhì)，如酶、抗原、抗體、細胞、組織等作為傳感器的識別元件，與樣品中的待測物質(zhì)發(fā)生特異性反應，通過適當?shù)膿Q能器將這些反應（形成復合物、發(fā)光、發(fā)色等）轉換成可以輸出檢測的信號，通過分析信號對待測物進行定性和定量檢測。這兩年生物傳感器技術在面粉中BPO的分析逐漸發(fā)展起來，與其它分析檢測方法相比，分析器件具有體積小、成本低、響應快等優(yōu)點。李榕生[29]基于肌紅蛋白-硅酸鋁（Mb－AlSiO4）凝膠膜修飾電極，制備了一種非媒介體型的BPO生物傳感器，用于小麥粉中BPO的直接快速檢測，該方法靈敏、穩(wěn)定。但BPO生物傳感器制備麻煩。

伏安分析法是一種特殊形式的電解方法。它以小面積的工作電極與參比電極組成電解池，電解被分析物質(zhì)的稀溶液，根據(jù)所得到的電流－電壓曲線（伏安圖）來進行分析。Wang[30]利用該方法檢測BPO，線性范圍：2.5×10-6mol/L～1.0×10-4mol/L；檢出限：2.5×10-7mol/L；回收率：94.8%～106.0%。

2.6 化學發(fā)光微流動注射芯片檢測法

微流動注射芯片檢測法是把整個分析系統(tǒng)微型化，其優(yōu)點是實現(xiàn)了化學分析系統(tǒng)從試樣處理到檢測的整體微型化、自動化、集成化與便攜化。用于制作微流動注射芯片的材料有單晶硅、玻璃、石英、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等。微流動注射芯片極大地降低了樣品與試劑的使用量及器件的尺寸，它結合化學發(fā)光檢測方法，具有操作方便、靈敏度高、線性范圍寬、分析速度快等優(yōu)點，能實現(xiàn)真正意義上的微型化，也是化學發(fā)光微流動注射芯片檢測法巨大生命力所在。Wei[31]采用該方法測定面粉中BPO含量，線性范圍：8×10-7g/mL～1×10-4g/mL；檢出限：4×10-7g/mL；RSD：3.06%。

2.7 毛細管電泳法（Capillary Electrophoresis，CE）

毛細管電泳，也稱為高效毛細管電泳，是近年來發(fā)展起來的一類以毛細管為分離通道，以高壓直流電場為驅動力的新型液相分離分析方法，是現(xiàn)代分析化學研究的前沿領域之一。是利用液體介質(zhì)中的帶電粒子在電場作用下遷移速度不同而進行分離的方法。該方法具有高靈敏度、高分離度、分析速度快和樣品用量少等特點。王全[32]檢測面粉中BPO含量時采用該方法，結果BPO的線性范圍為0.002 g/L～0.012 g/L（r＝0.9998），最低檢測限為2 mg/L。

3 結論

不同的前處理技術有各自的優(yōu)缺點，在實際應用時，要根據(jù)檢測儀器、樣品基質(zhì)等條件選擇合適的方法。未來的前處理技術應向快速、高度自動化同時盡可能避免樣品損失方向發(fā)展。

目前檢測面粉中BPO含量的方法有多種，其中氣相色譜法和液相色譜法檢測結果準確，檢測限低，但是前處理費時，不易操作，且所用儀器昂貴，成本高，不易在基層質(zhì)檢部門推廣使用；分光光度法測定方法簡便、快速，但只適用于新鮮面粉中BPO含量的測定；電化學分析法雖然有體積小、成本低、響應快等優(yōu)點但操作麻煩?；瘜W發(fā)光法雖然靈敏度高、儀器設備簡單，但可供發(fā)光用的試劑較少?；瘜W發(fā)光微流動注射芯片檢測法和毛細管電泳法不易普及。

面粉質(zhì)量的監(jiān)測對保障人們身體健康具有十分重要的意義，建立快速的分離方法和高靈敏度且成本較低的檢測系統(tǒng)成為面粉中BPO分析的一個重要研究方向。

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Recent Advance in Determination Methods of Benzoyl Peroxide in Flour

BAO Xiao－juan，LI Fang－shi*
（College of Science，Nanjing University of Technology，Nanjing 210009，Jiangsu，China）

This article reviewed the new methods of pre－treatment and determination of benzoyl peroxide（BPO）in flour.They are HPLC for simultaneous determination of BPO and benzoic acid，HPLC－MS，GC－MS，capillary electrophoresis，chemiluminescence，electrochemical analysis，and chemiluminescence micro－flowinjection analysis on a chip.

flour；benzoyl peroxide；pre－treatment；determination

鮑小娟（1985—），女（漢），碩士研究生，研究方向：分析化學。

*通信作者

2011-06-18