□ 路 丹 譜尼測(cè)試集團(tuán)股份有限公司

鋁是人體非必需微量元素，食品中使用的含鋁添加劑是人類膳食鋁暴露的主要來(lái)源[1]。長(zhǎng)期攝入過量的鋁會(huì)損傷人的大腦，毒害神經(jīng)和骨髓，導(dǎo)致癡呆，還可能出現(xiàn)貧血、骨質(zhì)疏松等疾病[2-3]。WHO/FAO于1989年就正式將鋁確定為食品污染物加以控制，提出人體鋁的暫定每周允許攝入量為7 mg/kg BW[4]。2011年6月，在JECFA的第74次大會(huì)上，將鋁的暫定每周耐受攝入量（PTWI）修訂為2 mg/kg BW。

目前，舊國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法[5]測(cè)定面制品中鋁含量是三元顯色體系顯色，而新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法[6]測(cè)定面制品中鋁含量是四元顯色體系顯色。近年來(lái)文獻(xiàn)報(bào)道有關(guān)面制品鋁含量測(cè)定的前處理方法有硝酸-高氯酸消化[7]、硝酸-硫酸消化[8]、干法消化[9]等，顯色體系有鋁三元顯色體系和鋁四元顯色體系[10]，各種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。本文對(duì)比了不同前處理方法及不同顯色體系對(duì)測(cè)定面制食品中鋁含量的影響，總結(jié)了樣品處理過程及顯色過程的一些經(jīng)驗(yàn)，探討了不同處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)提供鋁的檢測(cè)水平有一定幫助。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

硝酸（優(yōu)級(jí)純）、高氯酸（優(yōu)級(jí)純）、硫酸（優(yōu)級(jí)純）、鹽酸（優(yōu)級(jí)純）、冰乙酸（優(yōu)級(jí)純）、乙酸鈉、乙二胺、聚乙二醇辛基苯醚、鉻天青S、溴化十六烷基三甲胺、溴代十六烷基吡啶、抗壞血酸、鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL），鋁標(biāo)準(zhǔn)使用液（1.0 μg/mL，由鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋而成）。

分析天平（感量0.000 1 g）、紫外/可見分光光度計(jì)、恒溫干燥箱、酸度計(jì)（±0.1pH）。所用玻璃儀器均需以硝酸（1+4）浸泡過夜，用水反復(fù)沖洗，最后用去離子水沖洗干凈備用。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理

1.2.1.1 硝酸-高氯酸濕法消化

精確稱取經(jīng)85 ℃干燥4 h后樣品1.0 g左右，置于錐形瓶中，加數(shù)粒玻璃珠，加10～15 mL硝酸-高氯酸（5+1）混合液，置電熱板上緩緩加熱至消化液無(wú)色透明，并出現(xiàn)大量高氯酸煙霧，取下錐形瓶，加入0.5 mL硫酸，再置電熱板上適當(dāng)升高溫度加熱除去高氯酸，加10～15 mL水，加熱至沸，冷卻后用水定容至50 mL容量瓶（保證試樣溶液中含1%硫酸）中，同時(shí)做消化空白。

1.2.1.2 硝酸-硫酸濕法消化

精確稱取經(jīng)85 ℃干燥4 h后樣品1.0 g左右，置于錐形瓶中，加數(shù)粒玻璃珠，加入10 mL硝酸、0.5 mL硫酸，在電熱板上加熱。若變棕黑色，再補(bǔ)加硝酸消化，直至管口冒白煙，消化液呈無(wú)色透明或略帶黃色，冷卻，用水轉(zhuǎn)移定容至50 mL容量瓶，混勻備用，同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。

1.2.1.3 干法消化

精確稱取經(jīng)85 ℃干燥4 h后樣品1.0 g左右，置于瓷坩堝中，在電熱板上慢慢炭化至不再冒煙，于馬弗爐550℃灰化4 h，冷卻后用1%的硫酸定容至50 mL（保證試樣溶液中含1%硫酸），同時(shí)做消化空白。

1.3 顯色測(cè)定

1.3.1 三元絡(luò)合體系顯色測(cè)定

吸取1.0 mL消化好的試樣、空白溶液，置于25 mL比色管中。向試樣管和試劑空白管依次加入8.0 mL乙酸-乙酸鈉緩沖液、1.0 mL 10g/L抗壞血酸溶液，混勻；加2.0 mL 0.2 g/L 溴化十六烷基三甲胺溶液，混勻；再加2.0 mL 0.5 g/L鉻天青S溶液，搖勻后，用水稀釋至刻度。室溫放置20 min后，用1 cm比色杯于分光光度計(jì)上，以零管調(diào)零點(diǎn)，于640 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線比較定量。

1.3.2 四元絡(luò)合體系顯色測(cè)定

吸取1.0 mL消化好的試樣、空白溶液，置于25 mL比色管中，加水至10 mL刻度。向試樣管和試劑空白管中滴加1滴對(duì)硝基苯酚乙醇溶液（1 g/L）,混勻，滴加氨水溶液（1+1）至淺黃色，滴加2.5%硝酸溶液至黃色剛剛消失，再多加1.0 mL，加入1.0 mL 10 g/L抗壞血酸溶液，混勻后加2.0 mL 1g/L鉻天青S溶液，混勻后加1.0 mL 3%Triton X-100溶液、3.0 mL 3g/L CPB溶液、3.0 mL乙二胺-鹽酸緩沖溶液，加水定容至25.0 mL，混勻，放置40 min，于620 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線比較定量。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線系列

1.4.1 三元絡(luò)合體系標(biāo)準(zhǔn)曲線

吸取0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL鋁標(biāo)準(zhǔn)使用液（相當(dāng)于含鋁0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 μg）分別置于25 mL比色管中，依次向各管中加入1.0 mL 1%的硫酸溶液，向標(biāo)準(zhǔn)管中依次加入8.0 mL乙酸-乙酸鈉緩沖液、1.0 mL 10 g/L抗壞血酸溶液，混勻；加2.0 mL 0.2g/L 溴化十六烷基三甲胺溶液，混勻；再加2.0 mL 0.5 g/L鉻天青S溶液，搖勻后，用水稀釋至刻度。室溫放置20 min后，用1 cm比色杯于分光光度計(jì)上，以零管調(diào)零點(diǎn)，于640 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度，以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中鋁的質(zhì)量為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)的吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4.2 四元絡(luò)合體系標(biāo)準(zhǔn)曲線

吸取0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL鋁標(biāo)準(zhǔn)使用液（相當(dāng)于含鋁0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 μg） 分 別置于25 mL比色管中，依次向各管中加入1.0 mL 1%的硫酸溶液，加水至10 mL刻度。向標(biāo)準(zhǔn)管中依次滴加1滴對(duì)硝基苯酚乙醇溶液（1 g/L）,混勻；滴加氨水溶液（1+1）至淺黃色，滴加2.5%硝酸溶液至黃色剛剛消失，再多加1.0 mL，加入1.0 mL 10g/L抗壞血酸溶液，混勻后加2.0 mL 1g/L鉻天青S溶液，混勻后加1.0 mL 3% Triton X-100溶液、3.0 mL 3g/L CPB溶液、3.0 mL乙二胺-鹽酸緩沖溶液，加水定容至25.0 mL，混勻，放置40 min，于620 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度，以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中鋁的質(zhì)量為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)的吸光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.5 結(jié)果計(jì)算

式中：X為試樣中鋁的含量（mg/kg）；m1為測(cè)定用試樣消化液中鋁的質(zhì)量（μg）；m0為空白溶液中鋁的質(zhì)量（μg）；V1為試樣消化液總體積（mL)；V2為測(cè)定用試樣消化液體積（mL)；m為試樣稱樣量（g）。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 鋁含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線

以吸光度A對(duì)溶液c進(jìn)行線性回歸，測(cè)得鋁的三元絡(luò)合體系標(biāo)準(zhǔn)曲線為 A=0.05c-0.010 9，r2=0.992 7；測(cè)得鋁的四元絡(luò)合體系標(biāo)準(zhǔn)曲線為A=0.152 5c-0.022 1，r2=0.997 6。

2.2 精密度試驗(yàn)

對(duì)兩份不同的樣品用以上不同的消化方法及顯色體系進(jìn)行測(cè)定，分別求出試樣中鋁的含量，結(jié)果見表1。

由表1縱向可以看出三元絡(luò)合體系中硝酸-高氯酸消化法的精密度為5.1%和3.6%，硝酸-硫酸消化法的精密度為4.1%和2.5%，干法消化法的精密度為2.6%和2.4%；四元絡(luò)合體系中硝酸-高氯酸消化法的精密度為2.2%和2.2%，硝酸-硫酸消化法的精密度為2.7%和2.0%，干法消化法的精密度為2.3%和1.3%；橫向可以看出硝酸-高氯酸消化法在三元絡(luò)合體系的精密度為5.1%和3.6%，在四元絡(luò)合體系的精密度為2.2%和2.2%，硝酸-硫酸消化法在三元絡(luò)合體系的精密度為4.1%和2.5%，在四元絡(luò)合體系的精密度為2.7%和2.0%，干法消化法在三元絡(luò)合體系的精密度為2.6%和2.4%，在四元絡(luò)合體系的精密度為2.3%和1.3%。

表1 不同前處理方法及顯色系統(tǒng)測(cè)定結(jié)果

2.3 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

對(duì)以上兩份樣品在不同的消化方式及顯色體系下進(jìn)行6平行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表2。

由表2縱向可以看出三元絡(luò)合體系中硝酸-高氯酸消化法的回收率范圍為93.2%～103.9%，硝酸-硫酸消化法的回收率范圍為86.8%～97.9%，干法消化法的回收率范圍為88.8%～97.0%；四元絡(luò)合體系中硝酸-高氯酸消化法的回收率范圍為94.0%～104.3%，硝酸-硫酸消化法的回收率范圍為89.2%～98.4%，干法消化法的回收率范圍為90.0%～98.2%。橫向可以看出硝酸-高氯酸消化法在三元絡(luò)合體系的回收率范圍為93.2%～103.9%，在四元絡(luò)合體系的回收率范圍為94.0%～104.3%，硝酸-硫酸消化法在三元絡(luò)合體系的回收率范圍為86.8%～97.9%，在四元絡(luò)合體系的回收率范圍為89.2%～98.4%，干法消化法在三元絡(luò)合體系的回收率范圍為88.8%～97.0%，在四元絡(luò)合體系的回收率范圍為90.0%～98.2%。

表2 不同前處理方法及顯色系統(tǒng)測(cè)定結(jié)果

2.4 討論

2.4.1 溶液pH值影響

不同的緩沖溶液及酸度對(duì)鋁的測(cè)定有很大影響，若溶液pH控制不當(dāng)，顯色時(shí)就不能生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確，尤其是濕法消化中，酸殘留對(duì)結(jié)果影響更大，而干法消化避免了樣品前處理中酸殘留對(duì)結(jié)果的影響。不同的緩沖液導(dǎo)致了顯色時(shí)不同的酸度，在三元顯色系統(tǒng)中，由乙酸-乙酸鈉緩沖液來(lái)調(diào)節(jié)溶液顯色酸度，在四元顯色體系中，由乙二胺-鹽酸緩沖溶液來(lái)調(diào)節(jié)溶液顯色酸度，從顯色結(jié)果來(lái)看，乙二胺-鹽酸緩沖液對(duì)顯色更穩(wěn)定一些。

2.4.2 不同消化方法的影響

本實(shí)驗(yàn)采用了三種不同的消化方式，硝酸-高氯酸消化法中，高氯酸是否趕凈較難控制，對(duì)顯色時(shí)溶液酸度的影響較大；硝酸-硫酸消化法中，雖然避免了高氯酸殘留的問題，但是相比較來(lái)說(shuō)消化時(shí)間長(zhǎng)，酸消耗量大；干法消化法中避免了酸的殘留對(duì)顯色時(shí)溶液酸度的影響，且耗酸少，操作簡(jiǎn)便。

2.4.3 不同顯色體系顯色時(shí)間的影響

在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，三元顯色體系顯色時(shí)間較快，一般在20 min即可顯色完全，但是穩(wěn)定性較差，不能長(zhǎng)時(shí)間放置，而四元顯色體系顯色時(shí)間較慢，但是顯色后穩(wěn)定好。故三元絡(luò)合體系選擇在20 min后比色，四元絡(luò)合體系選擇在40 min后比色。

2.4.4 鉻天青S用量的影響

顯色劑用量會(huì)影響顯色效果，一般應(yīng)略過量，但量過大空白會(huì)增大，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，本實(shí)驗(yàn)選用2.0 mL的鉻天青S溶液顯色。

3 結(jié)論

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以上幾種處理方法均適用于面制食品中鋁含量的檢測(cè)，但在相同的絡(luò)合體系中，硝酸-高氯酸消化檢測(cè)結(jié)果較高，干法消化次之；在硝酸-高氯酸消化中，高氯酸殘留對(duì)顯色有影響，且高氯酸有引起爆炸的危險(xiǎn)；硝酸-硫酸消化法中，雖然精密度較硝酸-高氯酸消化結(jié)果高，但耗酸量大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；干法消化簡(jiǎn)單、方便，酸消耗量小，操作更加安全，精密度與準(zhǔn)確度都能達(dá)到要求，且與濕法消化結(jié)果相差不大，精密度較高。在相同前處理?xiàng)l件下，四元絡(luò)合體系較三元絡(luò)合體系顯色穩(wěn)定，且精密度與準(zhǔn)確度均較高。在面制食品鋁的測(cè)定方法中，采用干法消化的四元顯色體系測(cè)定面制品中鋁的方法更加簡(jiǎn)便、安全，易于操作。

[1]國(guó)家食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估專家委員會(huì).中國(guó)居民膳食鋁暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告[R].2014.

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