抑制褪色光度法測定油炸面制食品中痕量鋁

董文麗，徐剛

（1.重慶科技學(xué)院，化學(xué)化工學(xué)院，重慶 401331； 2.重慶科技學(xué)院，重慶市安全生產(chǎn)科學(xué)研究院，重慶 401331）

鋁是自然界廣泛存在的一種金屬元素，但不是人體必需的微量元素。研究表明，成人每天允許攝鋁量為60 mg，攝入量過多，鋁就會進(jìn)入組織，干擾人體細(xì)胞的正常代謝，引起貧血、免疫力降低，嚴(yán)重時可導(dǎo)致老年癡呆、帕金森氏病等疾?。?］。近年來食品中鋁的污染已經(jīng)引起社會的廣泛關(guān)注［2–5］，因此建立一種快速測定食品中痕量鋁的方法具有重要意義。目前食品中痕量鋁的測定方法主要有分光光度法［6–9］、電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP–AES） 法［10–11］，電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP–MS）法［12，13］和原子吸收光譜法［14–16］。而分光光度法因為靈敏度高、選擇性好、操作簡單、成本較低等特點，是食品分析的首選方法。筆者利用鋁離子能夠抑制溴酸鉀氧化羅丹明B 褪色這一機理，成功的建立了抑制褪色光度法快速測定食品中痕量鋁的新方法。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

數(shù)顯恒溫水槽：HH–2 型，金壇市科析儀器有限公司；

紫外–可見分光光度計：TU–1901 型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；

電子天平：CPA225D 型，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；

高溫馬弗爐：XK–0561JC 型，重慶建川電爐制造有限公司；

鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 mg／mL，國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院；

鋁標(biāo)準(zhǔn)儲備液：100 μg／mL，吸取10.00 mL 鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 mL 容量瓶中，用水定容至標(biāo)線，搖勻備用；

鋁標(biāo)準(zhǔn)工作液：2 μg／mL，吸取5.00 mL 鋁標(biāo)準(zhǔn)儲備液于250 mL 容量瓶中，用水定容至刻度線，搖勻備用；

羅丹明B 溶液：1×10–3mol／L，分析純，湖北巨勝科技有限公司；

溴酸鉀溶液：0.1 mol／L，分析純，濟南中澤化工有限公司；

鹽酸：分析純，重慶川東化工(集團)有限公司；

硫酸溶液：1 mol／L，分析純，重慶川東化工（集團）有限公司

乳化劑OP–10 溶液：2.5%，分析純，河北省邢臺科王助劑有限公司；

實驗用水為一級純凈水。

1.2 樣品處理

稱取一定量的油炸面食品于瓷坩堝里灼燒至碳化，然后于800℃灼燒至恒重；取出冷卻至室溫，加5 mL 蒸餾水，再滴加20 滴鹽酸溶液（1+1）溶解樣品，加入尿素溶液（5 g 尿素溶于6 mL 水中）沉淀樣品中的鋁離子，用快速濾紙過濾，棄去濾液，留下沉淀（備用），再加入5 mL 氫氧化鈉溶液（2 mol／L）溶解沉淀，用10 mL 純凈水洗滌沉淀數(shù)次，合并濾液和洗滌液于25 mL 容量瓶中，加入5 mL 硫酸溶液調(diào)節(jié)溶液酸度，加水定容至25 mL，搖勻，備用。

1.3 實驗方法

在25 mL 容量瓶中分別加入2.00 mL 溴酸鉀溶液、3.00 mL 羅丹明B 溶液、3.00 mL 硫酸溶液、3.00 mL 鋁標(biāo)準(zhǔn)工作溶液（2 μg／mL），用一級水定容至25 mL，搖勻，置于40℃水浴中加熱反應(yīng)，待10 min后取出冷卻至室溫，加入1.50 mL 乳化劑OP–10 溶液，搖勻，放置10 min 后，以試劑空白作參比，用1 cm 比色皿，在λ=550 nm 處測定其吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 測量吸收波長的選擇

按1.3 實驗方法進(jìn)行實驗并繪制吸收曲線（見圖1）。從圖1 可知，羅丹明B 溶液的最大吸收波長為560 nm，而試劑空白和試樣的最大吸收波長均為550 nm，這可能由于加入乳化劑OP–10 后，使得體系吸收波長向短波方向移動；在550 nm 處，試劑空白和試樣的吸光度差值最大，靈敏度最高。因此選擇550 nm 為測量波長。

圖1 吸收光譜

2.2 反應(yīng)介質(zhì)及其用量試驗

按照實驗方法，分別考察了不同種類及不同濃度的酸對溴酸鉀–羅丹明B 體系褪色的影響。研究發(fā)現(xiàn)，體系在磷酸、硝酸介質(zhì)中幾乎不褪色，在鹽酸、硫酸介質(zhì)中褪色明顯，但在HCl 介質(zhì)中褪色速度太快，實驗條件不好控制。在硫酸體系中，褪色比較平緩，且當(dāng)加入適量鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液后也能夠較好地抑制體系褪色。同時還發(fā)現(xiàn)，褪色體系的吸光度差值隨著硫酸溶液用量增加而增加，如圖2 所示，當(dāng)硫酸溶液用量增加到3.00 mL 時，抑制體系褪色吸光度的差值最大，隨著硫酸溶液的進(jìn)一步增加，體系的吸光度差值開始下降，因此選擇3.00 mL 硫酸溶液作為體系的最佳酸度介質(zhì)。

圖2 1 mol／L 硫酸溶液用量與吸光度關(guān)系

2.3 溴酸鉀溶液用量試驗

按照1.3 方法步驟設(shè)置溴酸鉀溶液單因素變化試驗，結(jié)果見圖3。由圖3 可知，隨著溴酸鉀溶液的增加，體系的吸光度差值先增大后減??；當(dāng)溴酸鉀溶液用量為2.00 mL 時，體系吸光度差值最大。因此實驗選擇溴酸鉀溶液的最佳用量為2.00 mL。

圖3 溴酸鉀溶液用量與吸光度關(guān)系

2.4 羅丹明B 用量試驗

按照1.3 方法步驟設(shè)置溴酸鉀溶液單因素變化實驗，結(jié)果見圖4。由圖4 可知，隨著羅丹明B 溶液用量的增加，體系的吸光度差值先增大后減小，當(dāng)羅丹明B 溶液用量為3.00 mL 時，體系吸光度值最大，因此實驗中羅丹明B 溶液的最佳用量選擇3.00 mL。

圖4 羅丹明B 溶液用量與吸光度關(guān)系

2.5 OP–10 用量試驗

按照1.3 方法步驟設(shè)置乳化劑OP–10 溶液單因素變化實驗，結(jié)果見圖5。由圖5 可知，當(dāng)乳化劑OP–10 溶液用量為1.50 mL 時，褪色體系吸光度差值最大，且褪色后也最穩(wěn)定。

圖5 乳化劑OP–10 溶液用量與吸光度關(guān)系

2.6 反應(yīng)溫度試驗

按照1.3 方法步驟設(shè)置溫度單因素實驗，考察了不同溫度對抑制褪色體系的影響，見圖6。圖6結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)溫度控制在(40±2)℃時，體系吸光度最大，因此體系的最佳反應(yīng)溫度選擇為40℃。

圖6 反應(yīng)溫度與吸光度關(guān)系

2.7 反應(yīng)時間試驗

按照1.3 方法步驟設(shè)置反應(yīng)時間單因素試驗，結(jié)果表明：當(dāng)反應(yīng)時間小于10 min 時，體系未完全反應(yīng)，吸光度仍處于上升趨勢；當(dāng)反應(yīng)時間大于10 min 時，吸光度開始下降。因此實驗選擇最佳的反應(yīng)時間為10 min。

2.8 干擾試驗

根據(jù)實驗方法，在波長550 nm 處測定6 μg 鋁離子的吸光度，且相對誤差不超過±5%，允許以 下 干 擾 離 子 共 存：1 000 倍Na+，K+，Ca2+，Cl-，；100 倍CrO42–，Ba2+；20 倍Mg2+；10 倍Cr3+，Co2+，Ni2+；5 倍Cd2+，Pb2+，Mn2+，Zn2+；Fe3+，ClO4–，有嚴(yán)重干擾。

2.9 線性方程、線性范圍和檢出限

在6 只25 mL 容量瓶中分別加入2 μg／mL的鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL，按照1.3 方法步驟進(jìn)行實驗并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，實驗得知Al3+含量（x，μg／mL）在0.07～0.4 μg／mL范圍內(nèi)與吸光度（y）成良好的線性關(guān)系，線性回歸方程式為y=2.02x–0.011 2，相關(guān)系數(shù)r=0.999 5，方法檢出限（3s／k）為0.02 μg／mL。

2.10 精密度試驗

按照1.3 方法步驟進(jìn)行試驗，分別測試了高、中、低不同鋁含量的樣品，每個樣品平行測量11 次，并計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表1。由表1 可知，鋁含量測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%～3.1%（n=11），表明本方法的精密度較好。

表1 精密度試驗結(jié)果

2.11 回收試驗

按實驗方法測定按1.2 處理好的油炸面制食品中鋁含量，同時做加標(biāo)回收試驗，結(jié)果見表2。由表2 可知，樣品加標(biāo)回收率為99.3%～103.5%，說明該方法具有較高的準(zhǔn)確度。

表2 回收試驗結(jié)果

3 結(jié)語

通過對溴酸鉀、羅丹明、乳化劑OP–10 試劑的加入量及反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等實驗條件的優(yōu)化，建立了溴酸鉀–羅丹明B–Al3+抑制褪色體系測定油炸面食品中痕量鋁的新方法。該方法簡單快速、靈敏度高、選擇性好，可進(jìn)行推廣使用。