食品中鋁的鉻天氰分光光度法前處理條件研究

李磊，李海暢，劉利亞，周貽兵，林野，高靜

（1.貴州省疾病預防控制中心衛(wèi)生監(jiān)測檢驗所理化室，貴州貴陽550004；2.貴陽市疾病預防控制中心，貴州貴陽550002）

食品中鋁的鉻天氰分光光度法前處理條件研究

李磊1，李海暢2，劉利亞1，周貽兵1，林野1，高靜1

（1.貴州省疾病預防控制中心衛(wèi)生監(jiān)測檢驗所理化室，貴州貴陽550004；2.貴陽市疾病預防控制中心，貴州貴陽550002）

探討面制和膨松食品在不同消解方法及消解條件下對鋁檢測的影響。取1.0 g試樣分別用濕法消解及干灰化法處理，另在干灰化法下取不同質(zhì)量試樣，分別在不同灰化時間，，灰化溫度為600℃下進行灰化處理，鋁的測定按（GB/T5009.182-2003）中分光光度法進行。濕法消解面制食品中鋁的回收率為47.8%～56.0%，蓬松食品為52.2%～55.8%，干灰化法中面制食品中鋁的回收率為71.0%～74.7%，蓬松食品為73.9%～75.6%，面制食品與蓬松食品在不同消化條件下的所得的加標測定結(jié)果均值間經(jīng)t檢驗比較差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；不同灰化時間面制食品鋁的回收率為63.4%～90.2%，膨松食品為73.8%～92.0%，灰化時間在5、6、7、8、9 h時間內(nèi)加標測定結(jié)果間經(jīng)t檢驗比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），不同灰化稱樣量中面制食品鋁的回收率為68.8%～91.8%，稱樣量為4.0、3.0、2.0、1.0 g時所得加標測定結(jié)果經(jīng)t檢驗比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），膨松食品鋁的回收率為79.8%～92.4%，稱樣量為4.0、3.0、2.0 g時所得加標測定結(jié)果經(jīng)t檢驗比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），在稱樣量2.0、1.0、0.5 g時所得加標測定結(jié)果經(jīng)t檢驗比較沒有統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。干灰化法較濕法有更好的結(jié)果回收率，但是干灰化法中取樣量和灰化時間的不同均會導致測定結(jié)果的回收率下降和重復性不足，主要和試樣的無機化程度不足有關(guān)。

食品；鋁；樣品處理；鉻天氰法

鋁雖然被認為是一種低毒物質(zhì)，但其生物毒性主要表現(xiàn)在腦的發(fā)育及神經(jīng)傳導上，會導致老年性癡呆，特別會對兒童智力發(fā)育的影響，目前認為至少有十種神經(jīng)疾病和鋁的蓄積有關(guān)[1-2]，并且在貴州地氟病多發(fā)地區(qū)，過量攝入鋁還會引起氟鋁聯(lián)合作用中毒癥狀[3-5]。隨著以鋁為膨松劑的食品不斷增多而至的食品鋁污染日益嚴重[6]，已成為公眾關(guān)心的熱點問題，也是我國食品安全風險評估的重要檢測指標，應(yīng)加以控制并多方面防范。目前國內(nèi)測定食品中鋁的方法中較為普及的是鉻天氰分光光度法，該法雖靈敏、所需設(shè)備簡單，但在實際應(yīng)用中對精密度和準確度的影響因素較多，特別是樣品的前處理過程?，F(xiàn)行國標中樣品的前處理為濕式消解法[7-8]，由于消解過程中的無機化程度不完全并存在少量強氧化性物質(zhì)，當加入顯色劑后試液會發(fā)性偏色現(xiàn)象，影響了試樣中鋁的準確定量[9]；干灰化法有理想的無機化程度，操作簡便、快捷污染小特點，但有時所得結(jié)果出現(xiàn)偏低的現(xiàn)象[10]，原因是當稱樣量過大或灰化時間不足時，有機組分仍然不能達到較好的無機化，導致顯色后顏色的偏離帶來的隨機誤差，所以需要對鉻天氰分光光度法測定面制食品中鋁的前處理條件進行選擇和優(yōu)化，為其檢測提供置信的數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要儀器

721型可見光分光光度計：1 cm比色皿，上海菁華科技儀器有限公司；MS204型分析天平、S20型精密pH計：梅特勒梅特勒托利多；KLS03/10型馬弗爐：德國Thermconcept。

1.2 主要試劑

鉻天青S：分析純，上海三愛思試劑有限公司；溴代十六烷基吡啶（CPB）：分析純，北京化學試劑有限公司；乙二胺（分析純）、鹽酸（優(yōu)級純）、硫酸（優(yōu)級純）、高氯酸（優(yōu)級純）、硝酸（優(yōu)級純）；乙醇（分析純）、抗壞血酸（分析純）：上海國藥集團化學試劑有限公司；鋁標準溶液[c（Al）=1 000 μg/mL]：國家有色金屬及電子材料分析測試中心。鹽酸溶液[c（HCl）=6 mol/L]；硫酸溶液（1%，體積比）；鉻天青S溶液（1.0 g/L）；CPB溶液（3.0 g/L）；乙二胺-鹽酸緩沖溶液（pH 6.7～7.0）；抗環(huán)血酸溶液（10 g/L）；鋁標準中間液[c（Al）=10.0 μg/mL]；鋁標準使用溶液[c（Al）=1.0 μg/mL]。

1.3 樣品

實驗中所用面制品及膨松食品均來自市售隨機抽檢樣本。

1.4 測定方法

1.4.1 濕法消解

取干燥后的試樣1.0 g，至于150 mL錐形瓶中，加入15 mL硝酸-高氯酸（5+1）混合液，放置過夜后，置于電熱板上于230℃下緩慢加熱消化液至無色透明，并出現(xiàn)大量高氯酸煙霧時，取下燒杯冷卻后，加0.5 mL濃硫酸，再次置于電熱板上加熱揮去高氯酸，冷卻至室溫后加入15 mL水，加熱煮沸，冷卻后轉(zhuǎn)移至50 mL比色管中定容備用，同時做試劑空白[7]。

1.4.2 干灰化法

稱取經(jīng)干燥后的試樣1.0 g，置于石英坩堝中于可調(diào)式電爐上加熱至炭化，放入馬弗爐中并升溫至600℃灰化5 h，冷卻后用1%硫酸定容至50 mL備用，同時做試劑空白。

1.5 標準曲線的繪制及樣品測定

準確吸取鋁標準使用液 [c（Al）=1 μg/mL]0、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL分別置于25 mL比色管中，加入1%硫酸溶液1 mL，5.0 mL乙二胺-鹽酸緩沖溶液，加入1.0 mL抗壞血酸溶液（10 g/L），混勻后加入3.0 mL CPB溶液，3.0 mL鉻天青S溶液，加水定容至25 mL刻度，混勻后放置20 min后于640 nm波長處，用1 cm比色皿以零管作為參比測定吸光值，并繪制標準曲線。

將制備的試樣消化液移取1.0 mL于25 mL比色管中，按上述標準溶液測定方法測定樣品吸光值。

1.6 實驗內(nèi)容

1.6.1 不同消解方法對鋁測定的影響比較

取面制食品與蓬松食品各2份試樣，每份1.0 g，按照1.4所述實驗方法分別進行濕法消解操作與干灰化法操作，平行測定6批。由于樣品鋁本底含量較高，若樣品含鋁濃度超出方法線性范圍，可稀釋后進行測定并在含量計算時引入稀釋倍數(shù)。為避免樣本較高的鋁本底值對加標實驗的干擾，筆者選擇較大的加標量來減小誤差，選擇鋁標準中間液[c（Al）=10.0 μg/mL]對試樣進行加標測定，加入鋁標準含量分別為50 μg、100 μg后進行測定，以相對標準差評估不同方法測定的精密度，以方法回收率考察不同方法的準確度。

1.6.2 樣品灰化時間對鋁測定的影響比較

選取面制食品與蓬松食品試樣各6份，每份稱取1.0 g，灰化溫度為600℃，選擇不同灰化時間（5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 h），按1.4.2干灰化法操作，使用鋁標準中間液[c（Al）=10.0 μg/mL]對試樣進行加標，加入鋁標準含量為50 μg。上述試樣重復6批，用相對標準差評估測定的精密度，以加標回收率評估樣品測定準確度，考察不同灰化時間對試樣鋁測定的影響。

1.6.3 干灰化法下不同稱樣量對鋁測定的影響比較

選取面制食品與蓬松食品試樣各5份，每份取不同質(zhì)量（0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 g），灰化溫度600℃，灰化時間為10 h，按1.4.2干灰化法操作，使用鋁標準中間液[c（Al）=10.0 μg/mL]對試樣進行加標測定，加入鋁標準含量為50 μg。上述試樣重復6批，用相對標準差評估測定的精密度，以加標回收率評估樣品測定準確度，考察不同取樣量對試樣中鋁測定的影響。

1.7 統(tǒng)計分析

應(yīng)用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件。標準曲線線性關(guān)系采用相關(guān)分析，對不同消化條件下鋁的測定值采用t檢驗進行比較。

2 結(jié)果

2.1 線性關(guān)系、檢出濃度和定量濃度測定結(jié)果

干灰化法測定試樣中鋁在0.2 μg～5.0 μg范圍內(nèi)線性良好，回歸方程為Y=0.223 3X-0.015 2，相關(guān)系數(shù)r=0.999 4。對干灰化法樣品空白按1.4.2干灰化法操作進行10次重復測定，并按1.5所述方法進行檢測，以樣品空白吸光度值的3倍標準差對應(yīng)的濃度作為檢出限，以樣品空白吸光度值的10倍標準差對應(yīng)的濃度為定量限，若取1.0 g樣品測定，則最低檢出濃度為0.2 mg/kg，最低定量濃度為0.6 mg/kg。

2.2 面制食品及蓬松食品中鋁不同消解方法測定結(jié)果

實驗中采用濕法消解并測定面制食品中的鋁所得回收率范圍為47.8%～56.5%，RSD值為8.7%～16.1%，彭松食品中鋁測定值回收率范圍為52.2%～55.8%，RSD值為8.4%～13.2%；采用干灰化法測定面制食品中的鋁所得結(jié)果回收率范圍為71.0%～74.7%，RSD值為4.5%～7.5%，彭松食品回收率范圍為73.9%～75.6%，RSD值為6.0%～9.0%，面制食品與蓬松食品在不同消化條件下的所得的加標測定結(jié)果均值間經(jīng)t檢驗比較差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），結(jié)果見表1。

表1 樣品濕法消解與干灰化法回收率測定（n=6）Table 1 Recoveries of samples wet digestion and dry ashing method（n=6）

2.3 不同灰化時間測定結(jié)果

實驗中不同灰化時間測定面制食品中鋁的加標回收率范圍為63.4%～90.2%，RSD值為4.4%～15.6%，灰化時間在5、6、7、8、9 h時間內(nèi)加標測定結(jié)果間經(jīng)t檢驗比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），9 h～10 h加標測定結(jié)果經(jīng)t檢驗比較沒有統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；膨松食品回收率范圍為73.8%～92.0%，相對標準偏差RSD為4.05%～9.68%，灰化時間在5、6、7、8、9 h時間段內(nèi)加標測定結(jié)果間經(jīng)t檢驗比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），9 h～10 h加標測定結(jié)果經(jīng)t檢驗比較沒有統(tǒng)計學意義（P＞0.05）?？鄢悠蜂X本底值后結(jié)果見表2。

表2 樣品的灰化時間對鋁測定的影響Table 2 Effect of different ashing time to result

2.4 干灰化法不同稱樣量測定結(jié)果

實驗中不同稱樣量面制食品回收率范圍為68.8%～91.8%，相對標準偏差RSD為5.6%～13.6%，稱樣量為4.0、3.0、2.0、1.0 g時所得加標測定結(jié)果經(jīng)t檢驗比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），在稱樣量1.0、0.5 g時所得加標測定結(jié)果經(jīng)t檢驗比較沒有統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；蓬松食品回收率范圍為79.8%～92.4%；相對標準偏差RSD為5.1%～10.8%，稱樣量為4.0、3.0、2.0 g時所得加標測定結(jié)果經(jīng)t檢驗比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），在稱樣量2.0、1.0、0.5 g時所得加標測定結(jié)果經(jīng)t檢驗比較沒有統(tǒng)計學意義（P＞0.05）?？鄢悠蜂X本底值后結(jié)果見表3。

表3 不同取樣量對鋁測定的影響Table 3 Effect of different amounts to result

3 結(jié)論與討論

3.1 濕消解法與干消解法對鋁測定的影響

實驗結(jié)果顯示，面制食品及蓬松食品的濕法消解試樣中鋁的低濃度及高濃度加標回收率顯著低于干灰化法消解樣品（P＜0.05），方法中濕法消解方法依據(jù)現(xiàn)行國標準中操作進行[7]。筆者在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，濕法消解在鉻天青S比色法容易參數(shù)較大偏差，影響結(jié)果準確性。其原因可能是因為消解過程中的無機化程度不充分，高氯酸的揮發(fā)不盡而導致試樣中還存在少量強氧化性物質(zhì)而致，這種偏色現(xiàn)象的存在致樣品鋁定量不準或無法定量?；谏鲜鲈?，在面制食品及蓬松食品鋁的鉻天青S比色法中，更應(yīng)選擇干灰化法消解試樣。

3.2 不同灰化時間對鋁測定的影響

在使用干灰化法進行樣品前處理時，仍然存在影響結(jié)果準確度及精密度的影響因素，使得實驗結(jié)果偏低、重現(xiàn)性較差。在固定溫度為600℃條件下，面制食品和膨松食品灰化時間在5、6、7、8、9 h時間內(nèi)加標測定結(jié)果存在明顯差異（P＜0.05），隨著灰化時間的延長試樣中鋁的回收率明顯提升同時相對標準偏差（RSD）出現(xiàn)明顯降低，說明灰化時間是否充分是影響樣品準確度及精密度的重要環(huán)節(jié)。面制食品及蓬松食品在灰化時間9 h～10 h加標測定結(jié)果無顯著變化（P＞0.05），顯示面制食品與蓬松食品灰化時間為9 h時有較好的回收率，繼續(xù)延長灰化時間對灰化效率已無明顯提高。所以在600℃灰化條件下，較為理想的灰化時間為9 h。

3.3 干灰化法不同稱樣量對鋁影響

在干灰化法中樣品的稱樣量對樣品的無機化程度影響也十分顯著，當面制食品稱樣量為4.0、3.0、2.0、1.0 g時，減小稱樣量對結(jié)果測定影響較為顯著（P＜ 0.05），再繼續(xù)減小稱樣量為0.5 g時對測定結(jié)果的影響并不顯著（P＞0.05），固對于面值食品而言在灰化溫度為600℃，灰化時間為9 h時，能保證樣本無機化程度接近完全的稱樣量為1.0 g。對蓬松食品而言，當稱樣量為4.0、3.0、2.0 g時，減小稱樣量對結(jié)果測定影響較為顯著（P＜0.05），再繼續(xù)減小稱樣量為1.0、0.5 g時對測定結(jié)果的影響并不顯著（P＞0.05），所以于蓬松食品在灰化溫度為600℃，灰化時間為9 h時，稱樣量為2.0 g時也能保證樣本的無機化程度接近完全。

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Discussion of Different Pretreatment in Determining of Aluminum in Food by Chromazurine Spectrophotometry

LI Lei1，LI Hai-chang2，LIU Li-ya1，ZHOU Yi-bing1，LIN Ye1，GAO Jing1
（1.Guizhou Provincial Center for Disease Control and Prevention，Guiyang 550004，Guizhou，China；2.Guiyang Provincial Center for Disease Control and Prevention，Guiyang 550002，Guizhou，China）

To discuss the influence of different digestion system in determining of aluminum with flour food and bulk food.To take 1.0 g sample digest with wet digestion method and dry ashing method to test aluminum by Chromazurine Spectrophotometry.Then take sample get dry ashing at 600℃in different digestion time and test aluminum by Chromazurine Spectrophotometry in GB/T5009.182-2003.Recovery rate of flour food that digest with wet digestion method was 47.8%-55.0%；bulk food was 52.2%-55.8%.Recovery rate of flour food that digest with dry ashing method by different sampling amount was 71.0%-74.7%；bulk food was 73.9%-75.6%. The results of flour food and bulk food of different digest method had statistically significant by t test（P＜0.05）. Recovery rate of flour food that digest with dry ashing method by different digestion time was 63.4%-90.2%；bulk food was 73.8%-92.0%.The results of digestion time at 5，6，7，8，9 h had statistically significant by t test（P＜0.05）.Recovery rate of flour food that digest with dry ashing method by different sample weight was 68.8%-91.8%，the results had statistically significant by t test （P＜0.05）when sample weight was 4.0，3.0，2.0，1.0 g；bulk food was 79.8%-92.4%the results had statistically significant by t test（P＜0.05）when sample weight was 4.0，3.0，2.0 g.Dry ashing method had higher recovery rate than wet digestion method in this test.But dry ashing method had different precision with different sampling amount and digestion time.That was caused by different digestion degree.

food；aluminum；sample processing；chromazurine spectrophotometry

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.08.027

李磊（1986—），男（漢），主管技師，碩士研究生，主要從事食品衛(wèi)生檢驗工作。

2015-01-18