食品中硼酸(硼砂)快速测定方法研究

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食品中硼酸（硼砂）快速测定方法研究
黄忠意1，张学英2，陈 茵3，刘 赛1
(1.湖南省食品质量监督检验研究院，湖南长沙 410117；
2.湘西州产商品检测所，湖南吉首 416000；
3.湖南文理学院芙蓉学院, 湖南常德 415000）
摘 要：采用乙腈作为萃取溶剂，姜黄素分光光度法测定，研究以微波法提取食品中的硼酸（硼
砂）。

结果表明：2.5%的硫酸溶液提取效果理想，当样品溶液中加入氯化钠并使之饱和，乙腈能够达到理想的分离效果，且方法提取时间由传统方法的10 min 缩短为1 min ，加标回收率为97.3 %~103.5 %，相对标准偏差（RSD) 小于5 %。

关键词：硼酸（硼砂）、微波炉提取、乙腈、姜黄素
Research on the fast determination of boric acid (borax) in food
HUANG Zhong-yi 1, ZHANG Xue-ying 2, CHEN Yin 3, LIU Sai 1
(1.Hunan Institute of Food Quality Supervision inspection and Research, Changsha 410117, Hunan, China; 2.Xiangxi Autonomous Institute of Supervision and Inspection of the Goods Production Jishou 416000,
Hunan, China;
3.Furong College of Hunan University of Arts and Science, Changde 415000, Hunan, China)Abstract: The acetonitrile was used as extraction solvent and curcumin was adopted as indicator in the spectrophotometry to study the extraction method of boric acid in food by microwave. The results showed that the 2.5 % sulfuric acid solution had the best extraction effects. The saturated addition of NaCl was conducive to the improvement of extraction. The total analysis time has been shortened from 10 min to 1 min. The recovery could reach 97.3 %-103.5 %. The average RSD were less than 5 %.
Key words: buric acid; microwave extraction; acetontrile; curcumin
中图分类号：TS207.3 文献标识码：A 文章编号：1008-9578（2019）02-0080-03
收稿日期：2017-06-20
基金项目：湖南省食品药品监督管理局2016年食品药品安全科技立项项目(湘食药科R201611)作者简介：黄忠意（1976—），女，工程师，研究方向为食品安全检测。

通信作者：刘赛（1980—），女，工程师，研究方向为食品安全管理
硼砂( borax)分子式为Na 2B 4O 7·10H 2O ，在酸性条件下以硼酸的形式存在，是食品中禁用的防腐剂，多地曾爆出急性中毒事件 [1-2]。

同时微量的硼对人体新陈代谢起到一定积极的作用[3]。

元素硼亦是某些植物必需的生长素,硼作为肥料被施用于豆类植物中[4]，这也是腐竹等豆制品中硼高检出率原因之一。

因此，测定添加于食品中的硼酸（硼砂）而不是总硼，具有非常重要的意义。

目前测定食品中总硼的检测方法多有研究 [5-7]，而测定硼酸（硼砂）的方法却鲜有报道。

现有的标准检测方法，GB/T 21918—2008《食品中硼酸的测定》第一法，采用超声提取样品，对于致密性样品提取效果不甚理想；且采用的萃取溶剂三氯甲烷毒性较大，不适应于现场监测 。

本方法采用微波提取样品，并选择毒性较低的乙腈作为萃取溶剂。

样品中的硼酸（硼砂）在稀硫酸溶液中被微波迅速提取出来，且因导向分离与溶解于乙腈中的乙基己二醇生成络合物，并被浓硫酸质子化再与姜黄素生成稳定的络合产物，可采用分光光度法测量。

此法
测定食品中硼酸（硼砂），操作简单方便，提取效率高，测量结果准确，灵敏度高。

1 材料与方法1.1 材料与试剂
小麦粉（硼本底值1.50 mg/kg ，不含硼酸或硼砂）：市售；硼酸标准品：上海安谱；姜黄、乙基己二醇、乙腈、无水乙醇、氯化钠、浓硫酸、冰醋酸等：分析纯。

1.2 仪器与设备
G70F20N2L-DG 微波炉：格兰仕集团有限公司；UV1901紫外-可见分光光度计：北京普析通用仪器有限公司；AB204-S 电子分析天平：梅特勒托利多仪器有限公司。

1.3 试验方法1.3.1 样品的制备
取小麦粉样品5份各100 g ，分别添加硼酸溶液（1 000 μg/mL ）0.0、2.0、4.0、10.0、20.0 mL ，混合后制成饺子皮高速粉碎机粉碎，过孔径250 μm 筛备用，该系列样品中硼酸含量分别为0.0、20.0、40.0、100.0、200.0 mg/kg 。

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1.3.2 提取效率实验
称取1.3.1添加了10.0 mL 硼酸溶液（1 000 μg/mL ）的样品0.50 g 于50 mL 开孔塑料离心管中，加水至10 mL ，加一定量硫酸溶液，摇匀，置于微波炉中，选择功率，设定微波提取时间，结束后振荡10 s ，按照之前程序再提取一次，振荡10 s ，冷却后定容至25 mL ，过滤备用。

（1）
式中：X 为样品中硼酸的提取效率， %； A 为样
品中测得硼酸总量，
μg ； B 为样品中添加的硼酸量，μg ； C 为样品中硼酸本底值，μg 。

1.3.3 样品处理
称取1.3.1样品0.50 g 于50 mL 开孔塑料离心管中，加水至10 mL ，加0.25 mL 硫酸溶液，摇匀，置于微波炉中，选择功率为高，微波提取25 s ，结束后振荡10 s ，按照之前程序再提取一次，振荡10 s ，冷却后定容至25 mL ，过滤备用。

1.3.4 标准曲线的制备
准确移取硼酸标准使用液0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL 于10 mL 塑料离心管中（硼酸含量分别为0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 μg ），补加水至1.0 mL ，并分别各加氯化钠1 g 摇匀。

加2.0 mL 乙基己二醇—乙腈溶液，涡旋振荡提取1 min ，静置分层后立即取1.0 mL 上清液于10 mL 塑料离心管中，加姜黄—冰醋酸溶液0.4 mL ，浓硫酸0.2 mL ，摇匀后静置30 min ，加无水乙醇定容至10 mL 。

于550 nm 处用1 cm 比色皿测定吸光度，绘制标准曲线。

1.3.5 样品测定
取1.00 mL 样品过滤液于10 mL 塑料离心管中，各加氯化钠1 g 摇匀。

加2.0 mL 乙基己二醇—乙腈溶液，涡旋振荡提取1 min ，静置分层后立即取1.0 mL 上清液于10 mL 塑料离心管中，加姜黄—冰醋酸溶液0.4 mL ，浓硫酸0.2 mL ，摇匀后静置30 min ，加无水乙醇定容至10 mL 。

于550 nm 处用1 cm 比色皿测定
吸光度，结果以干基计，同时做空白试验。

计算如式（2）所示。

（2）式中：X 为样品中硼酸的含量， mg/kg ；c 为样品溶液比色测得硼酸含量，μg ；c 0为空白溶液比色测得硼酸含量；V 为样品定容体积；m 为称样质量， g 。

同时取粉碎均匀样品按GB/T 21918—2008第一法乙基己二醇—三氯甲烷萃取姜黄比色法和第二法ICP-MS 法测定，结果以干基计。

2 结果与讨论
2.1 方法条件的选择
2.1.1 微波提取溶剂的选择
硼砂在稀硫酸溶液中以硼酸形式存在，参与后续的反应，因此选用稀硫酸溶液作为提取溶剂。

同时做一系列硫酸浓度(0.5 %，1.0 %，2.0 %，3.0 %，4.0 %，5.0 %)提取效率试验，如图1所示。

120.0
100.0
80.060.040.020.00.0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
⥛
⸿䝌⌧ /%
图1 硫酸浓度对提取率效的影响
从图1可以看出，硫酸浓度在0.5 %~2.0 %范围内，随着硫酸浓度的升高回收率提高明显，浓度为3.0%时回收率为99.7 %，之后没有明显变化。

为了减少试剂使用量，本方法采用2.5 %的硫酸溶液作为提取剂。

2.1.2 微波炉功率及提取时间的选择
按照1.3.2方法，进行提取效率试验，所用微波炉的功率有低（500 W ）、中（650 W ）、高（800 W ）三档，在试验中发现，随着功率提高提取时间相应缩短。

因此本实验选择高功率。

在微波炉提取过程中发现，提取时间过短（10 s 、15 s ），提取后溶液中还有肉眼可见颗粒，提取效果不理想；提取时间过长（35 s 、40 s ），溶液易喷出（不予考虑）。

选择提取时长为20 s 、25 s 、30 s 样品溶液，分别平行测定6次，取硼酸含量平均值，按式（1）计算硼酸提取效率如表1所示。

表1
硼酸提取效率试验结果
从表1可以看出，提取时长25 s 和30 s 的提取效率理想且无明显差别，故本方法采用提出时长25 s 。

2.1.3 萃取溶剂的选择
在酸性条件下，以硼酸形式存在的硼常以阳离子 [8]形态出现。

可与醇类、酚类以及许多有机染料形成络合物。

本实验选择乙基己二醇作为络合剂，采用毒性较低的乙腈作为萃取溶剂，设计诱导
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相分离实验，在样品溶液中加入氯化钠并使之饱和，利用氯化钠饱和溶液极性较大，有效地分离乙腈与样品溶液。

2.1.4 显色稳定时间研究
在本方法中, 乙基己二醇硼酸络合物经浓硫酸脱水后,硼以三价阳离子形态出现，然后再与姜黄素生成络合物。

此络合物稳定时间较长，在5~15 min 生成的反应物颜色急剧变化，在20 min 后趋于稳定。

将硼酸含量为4 μg 的标准溶液分别反应15 min 和30 min ，吸光度随时间变化情况如图2所示，因此选择30 min 为稳定时间。

0.400.350.30
0.250.200.150.100.050.00
0 2 4 6 8
〇 䯈 PLQ
15 min 30 min
图2 稳定时间对吸光度的影响
2.2 标准曲线和检出限
根据试验方法，硼酸含量在0.0~5.0 μg 时，显色体系在550 nm 的吸光度值所得标准曲线， 如图3所示。

1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.0
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0
⌧ μg
y =0.090x +0.006
R =0.999 6
2图3 硼酸标准曲线
从图3可见，硼酸浓度在0.0~10.0 μg 时线性相关性良好， 回归方程为y =0.090x +0.006， 相关系数R 2=0.999 6。

根据空白溶液平行测定20 次的标准偏差为0.009 854。

根据GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范 食品理论检测》附录F.4测定低限的要求，计算得到本方法的最低检出限为0.33 μg 。

2.3 精密度实验
取2.1.2所制样品按照1.3.5平行测定6次。

所测得结果如表2所示，平均相对标准偏差（RSD) 范围为3.1 %~3.9 %，满足GB/T 27404—2008附录F 对精密度实验的规定。

2.4 回收率试验
实验结果如表3所示。

根据GB/T 27404—2008对回收率的规定，含量在1~100 mg/kg 时，回收率在90 %～110 %，本方法回收率范围为97.3 %~103.5 %，符合方法要求。

3 结论
微波提取法能在1 min 内提取出样品中的硼酸（硼砂），比传统方法的超声提取所需10 min 具有很大的优越性，且对于致密性样品，微波提取法提取效率远高于超声提取；采用导向分离后的乙腈萃取能达到理想效果，且毒性较低，适合于实验室间或现场监测推广使用；本方法的平均相对标准偏差（RSD) 范围为3.1 %~3.9 %，回收率结果为97.3 %~103.5 %，满足实验要求。

〔参考文献〕
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表2 精密度实验数据
(n=6)。