鉻天青S分光光度法測定食品中鋁

趙 鵬

(浙江省建德市疾病預(yù)防控制中心, 建德 311600)

鉻天青S分光光度法測定食品中鋁

趙 鵬

(浙江省建德市疾病預(yù)防控制中心, 建德 311600)

鋁是地殼中含量位居第三的元素,廣泛分布于自然界中,在一些植物本底中含量很高[1]。另外由于傳統(tǒng)工藝的運用,某類食物中的鋁含量也較高。縱觀各種關(guān)于食品中鋁毒性的報道可知,近幾年開展的食品污染物風(fēng)險監(jiān)測選擇膨化食品、面制食品、米粉和海蜇等進行鋁的測定是非常及時和必要的。目前測定鋁的方法有分光光度法、熒光光譜法、原子吸收光譜法和等離子體原子發(fā)射光譜法[2]等。

本工作采用微波消解處理食品樣品,鉻天青S分光光度法對樣品進行分析,并對《2015年國家食品污染物和有害因素風(fēng)險監(jiān)測工作手冊》中的方法[3]進行部分改進。

1 試驗部分

1．1 儀器與試劑

島津UV-1700型分光光度計,CEM MARS6型微波消解儀,FE 20型pH計,DFY 200C型粉碎機。

乙二胺-鹽酸緩沖溶液(pH 6.7～7.0):取無水乙二胺100 mL緩緩加入至200 mL水中,冷卻后加入鹽酸190 mL,混勻。若pH大于7.0或小于6.7時,可分別添加鹽酸或乙二胺(1+2)溶液用酸度計調(diào)節(jié)酸度。

鋁標準儲備溶液:100 mg·L-1。

硝酸、鉻天青S為化學(xué)純,試驗用水為超純水。

玻璃器皿專項專用,在體積分數(shù)為15%硝酸溶液中浸泡24 h以上,沖洗至無酸之后使用。

1．2 試驗方法

1．2．1 樣品處理

膨化食品和米粉取出粉碎后稱量;饅頭和花卷等面制品于85 ℃干燥4 h后粉碎稱量。稱取試樣0.2～0.5 g于聚四氟乙烯消解罐中,加入硝酸5 mL和過氧化氫2 mL放置過夜。在微波消解儀中消解完成之后于140 ℃趕酸至無煙,取下放冷,用水定容至10 mL,同時消解空白。消解之后的趕酸溫度為140～150 ℃,3 h左右趕酸徹底。

1．2．2 樣品測定

移取一定體積的消化液,加水至10 mL,加入10 g·L-1抗壞血酸溶液1 mL,混勻后依次加入1.0 g·L-1鉻天青S溶液2.0 mL、烷基酚聚氧乙烯醚(OP)(3+100)溶液1.0 mL以及3.0 g·L-1溴化十六烷基吡啶(CPB)溶液2.0 mL,加入pH 6.94的乙二胺-鹽酸緩沖溶液3.0 mL,混勻后放置30 min,于波長620 nm處,用1 cm比色皿測量吸光度,同時繪制標準曲線。

2 結(jié)果與討論

2．1 緩沖溶液酸度的選擇

文獻[4-11]中有很多關(guān)于不同緩沖溶液對顯色的討論,其爭論焦點集中于兩個pH范圍。試驗使用乙二胺-鹽酸緩沖溶液配制5.67,6.94兩種pH緩沖溶液作為兩個pH范圍的代表,對鋁標準溶液(含鋁5 μg)進行測定,同時測定其對應(yīng)的空白,顯色之后用分光光度計進行掃描,波長與吸光度的散點圖見圖1。

1-pH 5.67;2-pH 5.67(空白);3-pH 6.94;4-pH 6.94(空白)圖1 體系在不同pH緩沖溶液中的吸收光譜Fig. 1 Absorption spectra of the system under different pH buffer solution

由圖1可知:緩沖溶液pH不同,最大吸收峰也不同,在pH 5.67的緩沖溶液中空白和鋁標準溶液圖譜吸收峰不明顯。試驗過程中,加入pH為5.67的緩沖溶液6 mL后才能使最終反應(yīng)pH達到5.52,得到最大吸收峰在595 nm處;加入pH為6.94的緩沖溶液3 mL即可維持最終反應(yīng)pH在6.9左右,吸收峰出現(xiàn)在620～640 nm之間。試驗選用pH 6.94的乙二胺-鹽酸緩沖溶液,并在波長620 nm處測量吸光度。

2．2 酸度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的選擇

手冊上對標準曲線點以及樣品都是進行酸度調(diào)節(jié)后加入顯色劑。試驗選用pH 6.94的乙二胺-鹽酸緩沖溶液,對標準曲線空白、高、低以及樣品消化液進行酸度調(diào)節(jié)后加入緩沖溶液與直接加入緩沖溶液的pH進行比較,結(jié)果見表1。

表1 調(diào)節(jié)酸度后加入緩沖溶液與直接加入緩沖溶液后溶液的pH對比Tab. 1 Comparison of pH in solution by addition of buffer solution after regulating acidity and direct addition of buffer solution

由表1可知:調(diào)節(jié)酸度后加緩沖溶液與不調(diào)節(jié)酸度直接加緩沖溶液這兩種方式最終使溶液的pH相差不大,不調(diào)酸度直接加入緩沖溶液也可保證鉻天青S的顯色反應(yīng)最終的pH一致。所以,酸度調(diào)節(jié)這一環(huán)節(jié)可以省略,既簡化了繁瑣的操作步驟,又減少了增加污染的機會。當然,這一操作只有在趕酸很徹底,最終定容的溶液體系酸度比較一致且很低的時候適用。經(jīng)過微波消化和趕酸之后食品樣品消化液的酸度基本上能保持一致,其消化液無論是稀釋[12]定容還是加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)酸度[13],其最終的目的是使其酸度和標準溶液系列一致,即使略有不同,在加入一定量的緩沖溶液之后也能保持在6.7～7.0的最終反應(yīng)環(huán)境中。

2．3 鉻天青S用量的選擇

鉻天青S是生物指示劑,其純度不高,有自身的底色,在不同酸度下和鋁反應(yīng)有一定的物質(zhì)的量之比。該試劑提純之后使用可以降低空白[14-15],最好使用進口試劑。使用容量瓶新配鉻天青S溶液,用量要準確。

試驗中用鋁標準溶液(含鋁5 μg)進行反應(yīng),吸光度和用量的關(guān)系見圖2。

圖2 吸光度與鉻天青S用量的關(guān)系Fig. 2 Relationship between absorbance and amount of chrome azurol S

由圖2可知:隨鉻天青S用量的增加,溶液的吸光度逐漸上升;鉻天青S的用量為1.5 mL左右時,溶液的吸光度達到最大并穩(wěn)定,且此時空白吸光度仍然較低。試驗選擇鉻天青S的用量為2.0 mL,保證靈敏度的同時,降低本底吸光度。

2．4 表面活性劑用量的選擇

按試驗方法固定鉻天青S用量,取鋁標準溶液(含鋁5 μg),分別加入不同量的CPB和OP,結(jié)果表明:加入3.0 g·L-1CPB溶液2.0 mL和OP(3+100)溶液1.0 mL時體系凈吸光度最大。試驗選擇加入3.0 g·L-1CPB溶液2.0 mL和OP(3+100)溶液1.0 mL。

2．5 反應(yīng)時間的選擇

室溫下使用0.5 μg和5 μg兩個鋁標準點,以水為參比在不同時間點測量其吸光度。結(jié)果表明:在15～40 min內(nèi),溶液的吸光度比較穩(wěn)定,隨后逐漸降低。試驗選擇反應(yīng)時間為30 min。

2．6 干擾試驗

鉻天青S可以和多種金屬生成螯合物,選擇性差[16]。鐵、錳、銅、鋅均可以產(chǎn)生正干擾,加入抗壞血酸作為掩蔽劑可以很好地屏蔽上述干擾。

2．7 標準曲線和檢出限

按試驗方法對鋁標準溶液系列進行測定,并繪制標準曲線。結(jié)果表明:鋁的線性范圍為0.5～5.0 μg,線性回歸方程為y=0.146x-0.032 3,相關(guān)系數(shù)為0.999 3。

測量20次試劑空白吸光度得到標準偏差,使用3倍標準偏差除以標準曲線斜率,計算得到檢出限(3s/k)為0.15 μg。

按照《2015年國家食品污染物和有害因素風(fēng)險監(jiān)測工作手冊》進行操作,擬合之后得到的線性回歸方程為y=0.163x-0.018 4,相關(guān)系數(shù)為0.999 8。顯然與本法相比兩者的斜率并無明顯差異,而且試劑空白相差也不大。

2．8 有證標準物質(zhì)和樣品分析

取食品樣品各4份[包括菠菜有證標準物質(zhì)(GBW 10015)],按試驗方法進行測定,結(jié)果見表2。

表2 樣品分析結(jié)果Tab. 2 Analytical results of the samples

[1] 黃意歡.茶樹營養(yǎng)生理與土壤管理[M].長沙:湖南科技出版社, 1992．

[2] 邱罡,謝凝子.食品中鋁檢測方向研究進展[J].理化檢驗-化學(xué)分冊, 2011,47(4):490-495．

[3] 楊大進,李寧.2015年國家食品污染物和有害因素風(fēng)險監(jiān)測工作手冊[M].北京:國家食品安全風(fēng)險評估中心, 2015．

[4] 喻利娟,史玉坤.鉻天青S分光光度法測定食品中鋁的改進[J].中國公共衛(wèi)生, 2001,17(9):848-848．

[5] 徐明敏,陳波,陳武明.鉻天青S分光光度法測定油條中鋁的改進[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2007,17(2):268-269．

[6] 邱卿如,杜恣閑,陳美珠.面粉中鋁的鉻天青S分光光度測定法[J].職業(yè)與健康, 2007,23(16):1413-1414．

[7] 陳夏芳,胡浩軍.面制食品中鋁的測定探討[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2006,16(9):1067-1068．

[8] 孫翠霞,張正堯,鹿塵,等.微波消解-分光光度法測定油炸食品中的鋁[J].預(yù)防醫(yī)學(xué)情報雜志, 2010,26(3):243-244．

[9] 盧菊生,田久英.表面活性劑對鉻天青S光度法測定微量鋁的影響[J].冶金分析, 2007,27(7):59-62．

[10] 俞幸幸,俞明飛.鉻天青S分光光度法測定水中鋁含量的方法改進[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2012,22(6):1457-1458．

[11] 陳國平.水中微量鋁的測定[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2011,21(3):592-593．

[12] 李世榮,向曉霞,劉仙.鉻天青S分光光度法測膨化食品中鋁[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2008,18(8):1533-1534．

[13] 平紅,李宏坤,李永吉,等.改進鉻天青S分光光度法測定油炸面制食品中鋁的含量[J].食品安全與檢測, 2010,35(9):314-317．

[14] 王惠琴,馬小林,林太鳳,等.谷物和豆類食品中鋁含量的測定及影響因素探討[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2009,19(3):519-521．

[15] 李強,何家洪,李國強,等.分子光譜法測定痕量鋁(Ⅲ)的研究進展[J].冶金分析, 2014,34(7):25-37．

[16] 唐銘,吳錦芳,沈蕓.鉻天青S分光光度法測定鋁若干問題探討[J].給水排水, 2009,35(1):21-23．

10.11973/lhjy-hx201702022

2016-04-25

O657.32

B

1001-4020(2017)02-0224-03