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(cè)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(yùn)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(bào)道可知,近幾年開(kāi)展的食品污染物風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)選擇膨化食品、面制食品、米粉和海蜇等進(jìn)行鋁的測(cè)定是非常及時(shí)和必要的。目前測(cè)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(duì)樣品進(jìn)行分析,并對(duì)《2015年國(guó)家食品污染物和有害因素風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)工作手冊(cè)》中的方法[3]進(jìn)行部分改進(jìn)。

1 試驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

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

乙二胺-鹽酸緩沖溶液(pH 6.7～7.0):取無(wú)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(shí),可分別添加鹽酸或乙二胺(1+2)溶液用酸度計(jì)調(diào)節(jié)酸度。

鋁標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:100 mg·L-1。

硝酸、鉻天青S為化學(xué)純,試驗(yàn)用水為超純水。

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

1．2 試驗(yàn)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(guò)氧化氫2 mL放置過(guò)夜。在微波消解儀中消解完成之后于140 ℃趕酸至無(wú)煙,取下放冷,用水定容至10 mL,同時(shí)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(cè)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(zhǎng)620 nm處,用1 cm比色皿測(cè)量吸光度,同時(shí)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與討論

2．1 緩沖溶液酸度的選擇

文獻(xiàn)[4-11]中有很多關(guān)于不同緩沖溶液對(duì)顯色的討論,其爭(zhēng)論焦點(diǎn)集中于兩個(gè)pH范圍。試驗(yàn)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(gè)pH范圍的代表,對(duì)鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液(含鋁5 μg)進(jìn)行測(cè)定,同時(shí)測(cè)定其對(duì)應(yīng)的空白,顯色之后用分光光度計(jì)進(jìn)行掃描,波長(zhǎng)與吸光度的散點(diǎn)圖見(jiàn)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(biāo)準(zhǔn)溶液圖譜吸收峰不明顯。試驗(yàn)過(guò)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(dá)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(yàn)選用pH 6.94的乙二胺-鹽酸緩沖溶液,并在波長(zhǎng)620 nm處測(cè)量吸光度。

2．2 酸度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的選擇

手冊(cè)上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線點(diǎn)以及樣品都是進(jìn)行酸度調(diào)節(jié)后加入顯色劑。試驗(yàn)選用pH 6.94的乙二胺-鹽酸緩沖溶液,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線空白、高、低以及樣品消化液進(jìn)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(jìn)行比較,結(jié)果見(jiàn)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(duì)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(jiǎn)化了繁瑣的操作步驟,又減少了增加污染的機(jī)會(huì)。當(dāng)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(shí)候適用。經(jīng)過(guò)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(wú)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)口試劑。使用容量瓶新配鉻天青S溶液,用量要準(zhǔn)確。

試驗(yàn)中用鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液(含鋁5 μg)進(jìn)行反應(yīng),吸光度和用量的關(guān)系見(jiàn)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(shí),溶液的吸光度達(dá)到最大并穩(wěn)定,且此時(shí)空白吸光度仍然較低。試驗(yàn)選擇鉻天青S的用量為2.0 mL,保證靈敏度的同時(shí),降低本底吸光度。

2．4 表面活性劑用量的選擇

按試驗(yàn)方法固定鉻天青S用量,取鋁標(biāo)準(zhǔn)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(shí)體系凈吸光度最大。試驗(yàn)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(shí)間的選擇

室溫下使用0.5 μg和5 μg兩個(gè)鋁標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn),以水為參比在不同時(shí)間點(diǎn)測(cè)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(yàn)選擇反應(yīng)時(shí)間為30 min。

2．6 干擾試驗(yàn)

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(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

按試驗(yàn)方法對(duì)鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測(cè)定,并繪制標(biāo)準(zhǔn)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(cè)量20次試劑空白吸光度得到標(biāo)準(zhǔn)偏差,使用3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率,計(jì)算得到檢出限(3s/k)為0.15 μg。

按照《2015年國(guó)家食品污染物和有害因素風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)工作手冊(cè)》進(jìn)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(wú)明顯差異,而且試劑空白相差也不大。

2．8 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和樣品分析

取食品樣品各4份[包括菠菜有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW 10015)],按試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表2。

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

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2016-04-25

O657.32

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1001-4020(2017)02-0224-03