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        食品中鋁元素的測定方法分析

        2021-11-07 02:16:08段嘉紳
        中國食品 2021年21期
        關(guān)鍵詞:中鋁分光等離子體

        段嘉紳

        鋁元素在地殼中的含量在所有元素中占第三位,鋁元素主要以化合物形態(tài)存在于巖石和礦石中。當(dāng)前,鋁被認(rèn)定為食品污染物,鋁會對人體造成毒性反應(yīng),鋁在進(jìn)入人體之后很難被排出去,導(dǎo)致其會在人體中的各個部位累積,從而導(dǎo)致慢性疾病的發(fā)生。世界衛(wèi)生組織建議,人體每日攝入的鋁元素應(yīng)控制在5mg以下。隨著人們越來越重視食品安全,加強(qiáng)對食品中鋁元素的檢測顯得十分重要,本文對食品中鋁元素的測定方法進(jìn)行了探討。

        一、食品中鋁元素的來源及對健康的危害

        1.食品中鋁元素的來源。鋁元素進(jìn)入人體的途徑主要有四種,分別是食物本底、添加劑、飲用水和食品接觸材料。

        首先,在地殼中含有非常多的鋁元素,隨著近年來酸雨越來越頻繁,很多巖石中的鋁元素被溶解,以硫酸鋁鹽的方式進(jìn)入到了飲用水源中,通過飲用水進(jìn)入到了人體。

        其次,在日常生活中,鋁是一種常用的食品容器、烹調(diào)工具和包裝材料,如鋁鍋、錫紙等。在應(yīng)用鋁制的食品器具時,鋁的溶出量比較高,此外在應(yīng)用鋁鍋進(jìn)行酸性食物的烹飪時,也會導(dǎo)致食品中鋁含量的增加。

        再次,在大部分動植物體內(nèi)都含有一定的鋁元素,在動物的肺、大腦、甲狀腺等器官內(nèi)容易富集鋁元素,這些鋁元素會通過食物鏈會進(jìn)入到人體內(nèi)。

        最后,在食品加工過程中會加入一些含鋁元素的食品添加劑,包括膨松劑、銨明礬和鉀明礬等。明礬常被應(yīng)用于凈水劑使用,在淀粉類食品的加工過程中,也常加入明礬來提高食品的口感,從而導(dǎo)致食品中有鋁元素殘留。

        2.鋁對人體的危害。鋁元素在進(jìn)入人體后,雖然不會導(dǎo)致人體出現(xiàn)急性中毒的情況,但是當(dāng)人體內(nèi)鋁元素超標(biāo)以后,會嚴(yán)重?fù)p害人體健康。研究顯示,鋁元素在進(jìn)入人體以后,大約有10%-15%的鋁能夠被排除體外,而大部分鋁元素會在人體內(nèi)富集,鋁元素會和各類蛋白質(zhì)和酶等結(jié)合,從而影響人體內(nèi)多種生化反應(yīng)的正常運行。長時間攝入鋁元素會對人體的大腦造成比較大的影響,尤其對孕婦、老人和小孩的影響較大,會導(dǎo)致兒童發(fā)育遲緩,還容易造成老年癡呆。

        二、鋁元素的檢測方法

        隨著檢測技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)前鋁元素的檢測方法有多種,包括分光光度法、原子吸收法、電感耦合等離子體光譜法和電感耦合等離子質(zhì)譜法等。需要注意的是,在進(jìn)行鋁元素的檢測時,檢測的是溶液中鋁離子的含量,需要先對待測食品進(jìn)行消化處理,因此消化過程的選擇和控制是鋁元素測定工作中的一項重要內(nèi)容。

        1.分光光度計法。分光光度計是比較常見的分析儀器,其特點是設(shè)備成本低、運行成本低、分析速度快,而且維護(hù)方便,但是應(yīng)用其進(jìn)行鋁元素的測定時,需要使消化液中的鋁離子和鉻天青S等絡(luò)合物反應(yīng),形成絡(luò)合物,然后應(yīng)用分光光度計來測定絡(luò)合物在特定波長處的吸光度值,再應(yīng)用外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。在實際應(yīng)用中,這種方法對反應(yīng)條件的要求比較高,要求選擇合適的絡(luò)合劑,只有得到的絡(luò)合產(chǎn)物具有良好的穩(wěn)定性,才能夠保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

        國標(biāo)GB/T 5009.182-2003《面制食品中鋁的測定》中,規(guī)定的方法穩(wěn)定性較差,因此很多研究人員對該方法進(jìn)行了改進(jìn)。李磊對該方法進(jìn)行了以下改進(jìn),采用干灰化法進(jìn)行樣品消解,在600℃條件下灰化9h,通過這樣的方式可以降低消化液中的酸含量,有效提高測定結(jié)果的穩(wěn)定性。平紅等對消化方法進(jìn)行了改進(jìn),沒有采用硝酸高氯酸體系,而是應(yīng)用了硝酸硫酸體系,通過這樣的改進(jìn)降低了消化過程中的爆炸風(fēng)險,提高了實驗的安全性,該方法和灰化法進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn),兩種方法的相對誤差不超過5%。在國標(biāo)GB/T 5009.182-2003的檢測方法中,高氯酸的含量會對測定結(jié)果造成比較大的影響,研究顯示酸度會影響檢測結(jié)果,因此有研究人員通過加入酚酞的方式,對酸度進(jìn)行控制,提高絡(luò)合物的穩(wěn)定性,從而提高檢測結(jié)果的穩(wěn)定性。此外,研究人員還嘗試采用其它絡(luò)合劑來代替鉻天青,從而提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,如有研究人員采用5′-硝基水楊基熒光酮在吐溫-20增敏作用下與鋁反應(yīng)生成絡(luò)合物,用紫外可見分光光度計進(jìn)行檢測,在562nm波長下可以獲得較好的效果。

        除了紫外可見分光光度計以外,研究人員還采用紅外吸收光譜儀、紫外熒光分光光度、熒光分光光度計等進(jìn)行了食品中鋁元素的檢測,均可以獲得不錯的結(jié)果。

        2.原子吸收法。在元素分析中,原子吸收法是一種不可或缺的方法,包括火焰原子吸收法和石墨爐原子吸收法兩類,這兩種方法都可以用于鋁元素的檢測。其中,火焰原子吸收法的優(yōu)勢是檢測成本低,而且操作簡單、便捷,但是由于鋁元素具有較高的電離能,因此需要應(yīng)用笑氣-乙炔火焰來使鋁元素電離,而笑氣-乙炔火焰具有較大的危險性,因此火焰原子吸收法在鋁元素檢測中并不常用。

        石墨爐原子吸收光譜法具有檢出限低、測量速度快等優(yōu)點,但是在實際檢測過程中需要應(yīng)用到鋯鹽涂層特制石墨管,因此檢測的成本比較高。在應(yīng)用該方法進(jìn)行鋁元素的檢測時,受到鋁元素較為活潑的化學(xué)性質(zhì)的影響,會導(dǎo)致測定結(jié)果的穩(wěn)定性較差,為了提高測定結(jié)果的穩(wěn)定性,在檢測時需要應(yīng)用基體改進(jìn)劑。劉明的研究中以干灰化法消化、硝酸鎂為基體改進(jìn)劑,使用石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行了面制食品中鋁元素的分析,相關(guān)研究顯示,應(yīng)用石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行鋁元素的檢測,檢出限可以達(dá)到5μg/L以下。此外,國外研究人員還應(yīng)用高分辨連續(xù)光源石墨爐原子吸收儀來進(jìn)行鋁元素的檢測,這種新型儀器在鋁元素檢測方面具有多方面的優(yōu)勢,包括分析速度快、分辨率高等,在鋁元素檢測中具有很好的應(yīng)用前景。

        3.電感耦合等離子體法。電感耦合等離子體法包括電感耦合等離子體質(zhì)譜法和電感耦合等離子體光譜法兩種,這兩種方法都是應(yīng)用電感耦合等離子體作為激發(fā)源的,這兩種儀器的優(yōu)點在于多元素分析能力很強(qiáng),而且測量準(zhǔn)確性比較高,不過價格都比較昂貴,運行成本也比較高。在鋁元素檢測方面,電感耦合等離子體光譜的優(yōu)點是受到的干擾比較小,而電感耦合等離子體質(zhì)譜法的優(yōu)點是檢測能力優(yōu)異。在實際應(yīng)用過程中,這兩種方法具有較強(qiáng)的分析能力,對前處理條件的要求也比較低,因此能夠準(zhǔn)確、方便地進(jìn)行鋁元素的檢測,但是由于這兩種儀器設(shè)備價格較高,而且需要較高的運行成本,因此還不普及。

        綜上,鋁元素是一種常見的食品污染源,長期攝入鋁元素會給人體造成比較大的損害,因此鋁元素的檢測越來越受到人們的重視,國家標(biāo)準(zhǔn)中對食品中鋁元素含量進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定,鋁元素的檢測方法發(fā)展也非??臁>彤?dāng)前鋁元素的檢測工作而言,受到基層檢測機(jī)構(gòu)條件的限制,分光光度計在未來會有著非常重要的應(yīng)用,因此為了提高食品中鋁元素檢測的準(zhǔn)確性,對分光光度法進(jìn)行完善是鋁元素檢測未來發(fā)展的重要方向;隨著電感耦合等離子體質(zhì)譜法的進(jìn)一步發(fā)展,其在鋁元素檢測方面具有非常大的優(yōu)勢,是未來發(fā)展的重要方向??傊S著研究的不斷深入,食品中鋁元素檢測的準(zhǔn)確性會不斷提高,從而更好保障食品安全。

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