共振光散射法測定食用油中鐵含量

李詠梅 李人宇 施鵬飛

(淮海工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院1，連云港 222005)(連云港師范高等?？茖W(xué)校2，連云港 222006)

食用油通常含有微量鐵，對(duì)人體具有一定的補(bǔ)鐵作用［1］。食用油中的鐵含量容易受到環(huán)境污染、原料選取、生產(chǎn)加工、運(yùn)輸儲(chǔ)存等因素的影響而增大。若食用油中鐵含量過大會(huì)影響油的色澤和滋味，催化油的氧化變質(zhì)，縮短油的保質(zhì)期［2］。因此，嚴(yán)格監(jiān)控食用油中鐵含量具有重要意義。

測定鐵的方法主要有原子吸收分光光度法［3－4］、分光光度法［5－6］、熒光法［7］、色度法［8］等。共振光散射法是一種簡便、快速、靈敏、經(jīng)濟(jì)的分析方法，自1993年創(chuàng)立以來，已廣泛應(yīng)用生物大分子、藥物和無機(jī)元素分析［9－10］，但極少用于鐵的測定［11］。本研究中，鐵(Ⅱ)在氨－氯化銨緩沖溶液中能與鄰菲啰啉和燦爛黃發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，使共振光散射顯著增強(qiáng)，國內(nèi)外鮮見文獻(xiàn)報(bào)道。通過試驗(yàn)對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合微波消解樣品前處理技術(shù)，建立了共振光散射法測定食用油中鐵含量，檢出限顯著低于國標(biāo)法－原子吸收分光光度法。

1 材料與方法

1.1 材料

芝麻油、色拉油:市售;硫酸亞鐵銨(優(yōu)級(jí)純):中國食品藥品檢定研究院;硫酸、硝酸、雙氧水、鹽酸羥胺(優(yōu)級(jí)純):國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;氯化銨、冰乙酸、結(jié)晶乙酸鈉、乙酸銨、鄰菲啰啉、燦爛黃(分析純):國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;氨水(分析純):南京化學(xué)試劑有限公司。實(shí)驗(yàn)用水為重蒸水。

鐵(Ⅱ)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液:100μg/mL，準(zhǔn)確稱取0.070 2 g硫酸亞鐵銨，溶于5 mL(1+1)硫酸中，移入100 mL容量瓶中，用水定容并搖勻，貯存于聚乙烯瓶內(nèi)，冰箱4℃保存。鐵(Ⅱ)標(biāo)準(zhǔn)工作液:1 μg/mL，精確吸取1.0 mL鐵(Ⅱ)標(biāo)準(zhǔn)貯備液，用水定容至100 mL，臨用現(xiàn)配;pH 8.5氨－氯化銨緩沖溶液:稱取40 g氯化銨溶于水，加入8.8 mL氨水，用水稀釋至500 mL，經(jīng)酸度計(jì)校正;鄰菲啰啉溶液:1.0×10－4mol/L;燦爛黃溶液:1.0 ×10－5mol/L。

1.2 試驗(yàn)儀器

970CRT熒光分光光度計(jì):上海精密科學(xué)儀器有限公司;ETHOS E微波消解儀:意大利Milestone公司;DHC2010低溫恒溫槽:重慶四達(dá)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;pHS－3C型酸度計(jì):上海精密科學(xué)儀器有限公司;SYZ－B型石英亞沸高純水蒸餾器:宜興新建石英玻璃器廠。

1.3 試驗(yàn)方法

在10 mL比色管中，依次加入1.0 mL pH 8.5的氨－氯化銨緩沖溶液，一定量鐵(Ⅱ)標(biāo)準(zhǔn)工作液或樣品溶液，1.5 mL 1.0 ×10－4mol/L 鄰菲啰啉溶液和1.5 mL 1.0 ×10－5mol/L 燦爛黃溶液，用水定容并搖勻，控溫于20℃反應(yīng)10 min。取適量溶液于石英比色皿中，置于熒光分光光度計(jì)上，在激發(fā)光和發(fā)射光狹縫寬度均為10 nm，靈敏度為3=的條件下，于最大共振光散射波長360.9 nm處測量溶液的共振光散射強(qiáng)度。以不加鐵(Ⅱ)的溶液為試劑空白，測量其共振光散射強(qiáng)度，計(jì)算

1.4 樣品處理

稱取0.5 g(精確到0.000 1 g)油樣于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入6 mL硝酸和2 mL雙氧水，輕微搖勻，安裝好消解罐，置于微波消解儀中，按設(shè)置程序消解。在5 min內(nèi)由室溫升至180℃，保溫5 min，再在5 min內(nèi)升溫至190℃，保溫5 min，消解完畢得透明溶液。待冷卻后轉(zhuǎn)入50 mL燒杯中，置于電熱板上加熱趕酸至消解液約0.5 mL為止，在此過程中適當(dāng)?shù)渭欲}酸以利于氮氧化物的逸出。冷卻后，用少量水將消解液轉(zhuǎn)入10 mL容量瓶中，加入1mL 1 g/L鹽酸羥胺溶液將鐵(Ⅲ)還原為鐵(Ⅱ)，用水定容，置于冰箱4℃保存，待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 共振散射光譜

按照試驗(yàn)方法在λex=λem條件下掃描獲得共振散射光譜，如圖1所示。在pH 8.5氨－氯化銨緩沖溶液中，當(dāng)鄰菲啰啉和燦爛黃共存時(shí)，最大共振光散射峰位于360.9 nm(曲線1)。當(dāng)鐵(Ⅱ)加入其中發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)后，最大共振光散射峰仍位于360.9 nm(曲線2～4)，且此波長處共振光散射強(qiáng)度增加量與鐵(Ⅱ)濃度呈正比。故選擇λex=λem=360.9 nm為測定波長。

圖1 共振散射光譜

2.2 反應(yīng)條件的優(yōu)化

2.2.1 酸度的影響

按試驗(yàn)方法，分別以乙酸 －乙酸鈉(pH3.6～5.7)，乙酸銨(pH7.0)和氨 － 氯化銨(pH7.5 ～10.5)緩沖溶液作為反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，反應(yīng)在堿性介質(zhì)中容易發(fā)生，但在酸性或中性介質(zhì)中很難發(fā)生。由表1可知，在pH 8.5氨－氯化銨緩沖溶液中反應(yīng)，體系靈敏度最高值最大。改變其用量進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)緩沖溶液用量為1.0 mL時(shí)值最大，如圖2所示。選用1.0 mL pH 8.5氨－氯化銨緩沖溶液。

表1 pH值的影響

圖2 緩沖溶液用量的影響

2.2.2 鄰菲啰啉用量的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)1×10－4mol/L鄰菲啰啉溶液用量為1.5 mL時(shí)值最大，如圖3所示。選用1.5 mL鄰菲啰啉溶液。

圖3 鄰菲啰啉用量的影響

2.2.3 燦爛黃用量的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)1.0 ×10－5mol/L燦爛黃溶液用量在1.0～3.0 mL 范圍內(nèi)值最大，如圖 4 所示。選用1.5 mL燦爛黃溶液。

圖4 燦爛黃用量的影響

2.2.4 反應(yīng)溫度的影響

圖5 反應(yīng)溫度的影響

2.2.5 反應(yīng)時(shí)間與穩(wěn)定性

圖6 反應(yīng)時(shí)間的影響

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

在一組10 mL比色管中，分別準(zhǔn)確加入1μg/mL鐵(Ⅱ)標(biāo)準(zhǔn)工作液 0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL，按試驗(yàn)方法在最優(yōu)條件下反應(yīng)，測定其值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖7所示。線性范圍為0～0.25 μg/mL，標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為=2 109.3ρ －4.654 1，相關(guān)系數(shù)r=0.999 3。測定11份試劑空白溶液的散射光強(qiáng)度，求得標(biāo)準(zhǔn)偏差s=1.99，按照式DL=3s/k(k:斜率)計(jì)算出方法檢出限為2.8 ng/mL，顯著低于原子吸收光譜法的檢出限(0.2μg/mL)。

圖7 標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.4 共存離子的影響

在最佳反應(yīng)條件下，對(duì)10 mL溶液中2μg鐵(Ⅱ)進(jìn)行測定，相對(duì)誤差≤±5%范圍內(nèi)，常見離子的允許倍量(未做上限)為結(jié)果表明，方法有良好的選擇性。對(duì)于食用油樣品無需分離，可直接測定樣品中鐵含量。

2.5 樣品分析

精確吸取1.0 mL按照1.4步驟制備的樣品溶液于10 mL比色管中，按照1.3試驗(yàn)方法測定鐵含量，并與國標(biāo)法－原子吸收分光光度法［3］對(duì)照，測定結(jié)果見表2。由表2可知，兩種方法的測定結(jié)果一致，且RSD為1.48%～2.69%，表明該方法準(zhǔn)確可靠，精密度高。

表2 樣品中鐵含量測定結(jié)果(n=5)

另稱取0.5 g油樣，加入10μg鐵(Ⅱ)標(biāo)準(zhǔn)工作液，按照1.4步驟預(yù)處理，精確吸取1.0 mL預(yù)處理后的樣品溶液于10 mL比色管中，按照1.3試驗(yàn)方法測定鐵含量，再計(jì)算回收率，結(jié)果見表3。由表3可知，回收率為97.3%～102.5%，表明該方法測定結(jié)果準(zhǔn)確。

表3 回收率測定結(jié)果(n=5)

3 結(jié)論

試驗(yàn)優(yōu)化了鐵(Ⅱ)－鄰菲啰啉－燦爛黃體系反應(yīng)條件，確定了最佳條件，采用微波消解對(duì)食用油進(jìn)行前處理，建立了共振光散射法測定食用油中鐵含量，檢出限顯著低于國標(biāo)法－原子吸收分光光度法。該方法靈敏準(zhǔn)確、簡便快速、精密度高、高效環(huán)保，完全滿足食用油中鐵含量檢測要求。

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