鈣類食品添加劑(碳酸鈣、磷酸鈣、乳酸鈣、糖精鈣、山梨酸鈣、海藻酸鈣等)一般廣泛用于食品膳食補(bǔ)充劑、甜味劑、防腐劑、增稠劑。不合格的鈣類添加劑添加到食品中會(huì)直接影響了食品的品質(zhì)，影響人民群眾的身體健康，由此引起的安全問題也成為公眾廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。由于鈣類食品添加劑種類繁多，鈣離子的結(jié)合方式不同，不同添加劑的基質(zhì)也各不相同，因此不同的鈣類食品添加劑其化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域、檢測(cè)方法均不一樣。本文對(duì)鈣類食品添加劑的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法及其他常用滴定檢測(cè)方法和檢測(cè)過程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了綜述，并探討了各種方法的適用范圍，以期為鈣類食品添加劑的檢測(cè)提供參考和借鑒。

1引言

鈣是人體的必需元素之一，是構(gòu)成骨骼與牙齒的重要成份，在調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝、維持肌肉收縮和保證神經(jīng)傳導(dǎo)等方面都有重要作用。缺鈣將可能導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，但是過量補(bǔ)鈣則會(huì)影響鐵和鋅的吸收。通常這些鈣源都是以食品添加劑的形式加入到食品中的，如果質(zhì)量不過關(guān)，影響食品質(zhì)量，直接影響老百姓的身體健康。2019年4月國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管局發(fā)布的抽檢結(jié)果中8批次食品不合格，其中2批次涉及到食品添加劑不合格，鈣檢出值低于產(chǎn)品包裝標(biāo)簽明示值的80%的有2批次。因此，準(zhǔn)確測(cè)定這些鈣源食品添加劑的含量是保證食品安全的前提。常見的鈣源食品添加劑有碳酸鈣、磷酸三鈣、抗壞血酸鈣、乳酸鈣、硫酸鈣等。由于和鈣的結(jié)合形式不一樣，導(dǎo)致他們的檢測(cè)方法不同。

本文主要介紹了鈣類食品添加劑的常用檢測(cè)方法以及檢測(cè)過程中的注意事項(xiàng)，以期為鈣類食品添加劑的檢測(cè)提供參考和借鑒，確保食品質(zhì)量安全。

2鈣類食品添加劑的分類和應(yīng)用

鈣類食品添加劑主要包括碳酸鈣、磷酸三鈣、山梨酸鈣、環(huán)己基氨基磺酸鈣、海藻酸鈣等。碳酸鈣主要用于面粉處理劑、膨松劑、穩(wěn)定劑和食品加工助劑。磷酸三鈣和酸式焦磷酸鈣常用作膨松劑、酸度調(diào)節(jié)劑。山梨酸鈣常用作防腐劑。檸檬酸鈣型的食品強(qiáng)化劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、生物利用率高、對(duì)人體及動(dòng)物安全且無毒副作用已成為食品補(bǔ)鈣產(chǎn)品的首選對(duì)象。環(huán)己基氨基磺酸鈣常用來作為甜味劑，主要被應(yīng)用到飲料中。海藻酸鈣主要應(yīng)用于面包中作為水分改善劑。碳酸鈣、葡萄糖酸鈣、檸檬酸鈣、乳酸鈣、磷酸氫鈣、甘氨酸鈣、天門冬氨酸鈣都是鈣源營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑化合物。

3鈣類食品添加劑的檢測(cè)方法和注意事項(xiàng)

3.1直接滴定法

該方法主要步驟為稱取樣品，溶解，定容，取適量體積試樣液，用堿液(一般氫氧化鈉或氫氧化鉀)調(diào)至溶液pH在鈣指示劑變色范圍內(nèi)(pH在10～13之間)。加入約0.1g鈣指示劑，用乙二胺四乙酸二鈉溶液滴定至紫紅色消失，變成藍(lán)色為終點(diǎn)，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

由于鈣和EDTA絡(luò)合速度很快，指示劑變色敏銳，因此該方法靈敏度高。此方法要注意樣品需要完全溶解到水里，可以用超聲處理和攪拌的方法加速樣品的溶解，其次，部分鈣源食品添加劑可能含有其他金屬離子等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)離子也會(huì)和乙二胺四乙酸二鈉溶液反應(yīng)，造成滴定結(jié)果的不準(zhǔn)確，為此，可以添加一些絡(luò)合掩蔽劑，如三乙醇胺可以掩蔽Al3+、Fe3+、Mn2+等金屬離子，與KCN并用還可以提高掩蔽效果。最后，在調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)，一定要確保溶液的酸堿度在指示劑的變色范圍的pH內(nèi)，因?yàn)殁}指示劑的使用pH范圍為10~13，它與鈣離子結(jié)合呈現(xiàn)紅色，當(dāng)接近滴定終點(diǎn)時(shí)，鈣離子都和乙二胺四乙酸二鈉溶液結(jié)合，溶液就呈現(xiàn)鈣指示劑本色的藍(lán)色，從而指示終點(diǎn)。

碳酸鈣、氯化鈣、硫酸鈣、葡萄糖酸鈣、檸檬酸鈣、醋酸鈣、甘氨酸鈣、L-蘇糖酸鈣、硅酸鈣鋁均可采用直接滴定法滴定。中華人民共和國(guó)藥典(2015版)二部中的碳酸鈣也推薦使用此方法。

佘荊麗等研究了不同水質(zhì)對(duì)食品添加劑硫酸鈣主含量檢測(cè)結(jié)果影響，發(fā)現(xiàn)自制蒸餾水在實(shí)驗(yàn)過程中滴定顯色出現(xiàn)異常，最終測(cè)定值比使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用水檢測(cè)的結(jié)果偏低，自來水和市售瓶裝純凈水滴定顯色正常，但最終結(jié)果偏大或偏小。因此檢驗(yàn)過程中不能使用其他水代替，會(huì)造成較大誤差。

不僅水的作用對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響很多，實(shí)驗(yàn)中指示劑變色的敏銳度也直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。孫會(huì)寧等用CMP指示劑(1g鈣黃綠素、1g百里香酚藍(lán)、0.2g酚酞與50g已在105~110℃烘干過的KNO3混合研細(xì)而成)代替鈣指示劑(鈣羧酸指示劑和氯化鈉按照1：99的質(zhì)量比配制)，用乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至綠色熒光變?yōu)榧t色。顏色變化明顯，易于掌握。

食品添加劑氫氧化鈣通常起酸味調(diào)節(jié)劑的作用，其含量檢測(cè)方法為稱取試樣，溶解于蔗糖溶液中，加入2滴~3滴酚酞指示液，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至試液剛變?yōu)闊o色，并保持30s不返色即為終點(diǎn)。李金玉等研究了實(shí)驗(yàn)用水和空氣中的二氧化碳及蔗糖溶液的存放時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)蔗糖溶液放置時(shí)間延長(zhǎng)，氫氧化鈣含量測(cè)定結(jié)果降低，蔗糖溶液在常溫下放置，pH逐漸降低，可能是發(fā)生了酸敗變質(zhì)降低其分散能力。從而使含量結(jié)果偏低，建議蔗糖溶液使用時(shí)臨用現(xiàn)配，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)用水和空氣中的CO2對(duì)結(jié)果的影響也不可忽視，建議實(shí)驗(yàn)用水用煮沸過的去除CO2的水，測(cè)試瓶用具塞的碘量瓶。

3.2近終點(diǎn)指示劑法

丙酸鈣、磷酸氫鈣、乳酸鈣、氧化鈣、硬脂酸鈣這些食品添加劑由于Ca2+與酸根離子結(jié)合緊密，采用直接滴定法的時(shí)候容易導(dǎo)致指示劑變色后又褪回原來的顏色，從而導(dǎo)致終點(diǎn)不易判斷。針對(duì)此類型的鈣類食品添加劑采用如下方法：稱取適量試樣，溶于已加鹽酸溶液中，邊攪拌邊滴加乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，再加氫氧化鈉溶液和鈣試劑羧酸鈉指示劑，用乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至溶液呈現(xiàn)藍(lán)色為終點(diǎn)。此方法先在酸性條件下加入乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液和大部分鈣離子絡(luò)合完全后，再調(diào)節(jié)溶液的pH到鈣指示劑的變色范圍能使反應(yīng)終點(diǎn)明顯，易于觀察。

3.3返滴定法

磷酸二氫鈣、磷酸三鈣均可以采用硫酸鋅返滴定法，在樣品溶液中加入過量的乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，與鈣離子絡(luò)合，以KB混合液為指示劑，用鋅標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定過量的乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液。
焦德全研究了KB指示劑在pH=10時(shí)，EDTA法滴定鈣鎂離子均有很好的檢測(cè)結(jié)果。

鄧全道等對(duì)硫酸鋅返滴定法測(cè)定食品添加劑磷酸二氫鈣含量的測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定，按照測(cè)量不確定度評(píng)定的通用規(guī)則，建立了數(shù)學(xué)模型，分析了方法中的不確定度分量及其來源，計(jì)算了各分量的不確定度，發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)溶液產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度及用硫酸鋅溶液滴定產(chǎn)生的不確定度是硫酸鋅返滴定法測(cè)定食品添加劑磷酸二氫鈣含量的主要影響因素。史鑫等使用電位滴定法快速測(cè)定飼料級(jí)磷酸氫鈣中鈣的含量，在制備好的溶液中加入糊精(可以抑制樣品中磷酸根離子的干擾)、三乙醇胺作為掩蔽劑。調(diào)節(jié)溶液酸度后，用乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液可準(zhǔn)確測(cè)定出飼料級(jí)磷酸氫鈣中的鈣含量。

3.4氧化還原滴定法

磷酸二氫鈣還可以采用氧化還原滴定法測(cè)定，試樣經(jīng)鹽酸溶解，加入草酸銨溶液后用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值，在沸水浴中煮沸，生成草酸鈣沉淀，用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定草酸鈣沉淀，得出結(jié)果。沉淀鈣離子時(shí)，為了得到易于過濾和洗滌的粗晶形沉淀，必須很好的控制沉淀的條件，在酸性溶液中草酸根離子大部分是以HC2O4-形式存在的，會(huì)影響草酸鈣的生成，所以在沉淀鈣離子時(shí)，要邊攪拌邊加入沉淀劑，如果速度過快加入，會(huì)導(dǎo)致沉淀物中有夾入其他離子，從而影響最終測(cè)定結(jié)果。同時(shí)在計(jì)入沉淀劑后必須慢慢滴加氨水，使溶液里的H+逐漸被中和，C2O42?濃度緩慢的增加，這樣得到的草酸鈣晶形，沉淀完畢后，溶液pH值在4.0左右，即可防止其他難溶性的鈣鹽生成，又不使草酸鈣溶解度太大，加熱沉淀陳化，陳化過程中小顆粒晶體溶解，大顆粒晶體長(zhǎng)大，過濾后，沉淀表面吸附的草酸根必須全部洗干凈，否則，分析結(jié)果偏高。為了減小草酸鈣在沉淀過程中的損失，可以先用稀的草酸銨溶液洗滌，然后再用溫?zé)岬恼麴s水洗至不含草酸根離子。在轉(zhuǎn)移沉淀物過程中一定要注意避免沒有轉(zhuǎn)移完全，導(dǎo)致結(jié)果偏低。

在使用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，剛開始反應(yīng)速度比較慢，但是，隨著Mn2+的生成，自身的催化劑作用增強(qiáng)，反應(yīng)速度加快，標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定速度要和反應(yīng)速度保持一致，先慢慢滴定，再少快，最后再慢。如果開始滴定速度過快會(huì)使沒來得及反應(yīng)的高錳酸鉀發(fā)生副反應(yīng)，造成滴定誤差。在該反應(yīng)中高錳酸鉀自身作為指示劑，當(dāng)高錳酸鉀過量時(shí)，會(huì)顯示自身的微紅色來指示終點(diǎn)。所以終點(diǎn)判斷是溶液微紅且保持30s不褪色。如果出現(xiàn)深紅色或者紫色，表示滴定過量。滴定溫度一般控制在80℃左右，剛開始時(shí)，反應(yīng)速度慢，需要加熱來加快反應(yīng)速度，但是若溫度太高，溶液中草酸會(huì)分解。一般錐形瓶下部聚集氣泡，但是未逸出瓶底部時(shí)的溫度，符合該溫度范圍。

3.5亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法

環(huán)己基氨基磺酸鈣是以環(huán)己胺和氨基磺酸為原料反應(yīng)生成環(huán)己基氨基磺酸，再和氫氧化鈣作用而制成的食品添加劑。通常被用作甜味劑，其主要測(cè)定原理是環(huán)己基氨基磺酸鈣與亞硝酸鈉反應(yīng)完全后，過量的亞硝酸鈉在酸性條件下與碘化鉀反應(yīng)生成碘，碘遇淀粉變藍(lán)色。根據(jù)消耗亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積計(jì)算環(huán)己基氨基磺酸鈣的含量。亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液在空氣重易于被氧化，建議在滴定環(huán)己基氨基磺酸鈣時(shí)，應(yīng)該現(xiàn)用現(xiàn)配，陶玉霞[51]研究了亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，使用外指示劑法，用0.5mm的毛細(xì)管代替玻璃棒，這樣蘸取的溶液更少，現(xiàn)象明顯，減少了亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定誤差。在實(shí)際操作中，滴定環(huán)己基氨基磺酸鈣時(shí)，是采用淀粉碘化鉀試紙來判斷反應(yīng)終點(diǎn)的，在提取試樣液到試紙上判斷反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，一定要在加入亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液后，讓溶液充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笕臃治?，避免?duì)終點(diǎn)判斷不正確，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不正確。

3.6輔助指示劑滴定法

天門冬氨酸鈣和檸檬酸蘋果酸均需要以少量鎂離子為輔助指示劑，鎂離子與鉻黑T生成穩(wěn)定的絡(luò)合物指示顏色變化，用乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)乙二胺四乙酸二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定的量，計(jì)算鈣含量。在這2種物質(zhì)中，鈣離子均是以螯合狀態(tài)存在，且含量不高，若直接滴定法滴定，很難辨別終點(diǎn)，固使用鎂離子為輔助指示劑。胡徽東等用EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定鈣易達(dá)片中L-天門冬氨酸鈣中的鈣含量，利用在pH=11.0的條件下，L-天門冬氨酸鈣的穩(wěn)定性明顯小于EDTA絡(luò)合鈣的特點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)確定EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定鈣易達(dá)片中L-天門冬氨酸鈣中的鈣含量的可行性。

4結(jié)論和展望

隨著食品工業(yè)的發(fā)展，越來越多的鈣類添加劑會(huì)加入到食品中，保證這些添加劑的質(zhì)量安全是保障食品安全的前提。這就對(duì)食品安全檢測(cè)人員提出了更高的要求，目前，大部分鈣類添加劑是通過滴定法來測(cè)定。隨著鈣離子的結(jié)合狀態(tài)不同，應(yīng)該開發(fā)出與其匹配的檢驗(yàn)方法。相信在科學(xué)工作者的不斷努力下，會(huì)建立更完善的檢測(cè)方法，為企業(yè)和消費(fèi)者更好的服務(wù)。

聲明：本文所用圖片、文字來源《食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)》第10卷，第21期，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)與本網(wǎng)聯(lián)系

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