X射線熒光光譜法測定米香型白酒中有機鋁的形態(tài)

楊沁郁，李勇，鄧全道，王勇

(1.桂林三花股份有限公司，廣西桂林541001；2.桂林出入境檢驗檢疫局，廣西桂林541004；3.桂林湘山酒業(yè)有限公司，廣西桂林541500)

X射線熒光光譜法測定米香型白酒中有機鋁的形態(tài)

楊沁郁1，李勇1，鄧全道2，王勇3

(1.桂林三花股份有限公司，廣西桂林541001；2.桂林出入境檢驗檢疫局，廣西桂林541004；3.桂林湘山酒業(yè)有限公司，廣西桂林541500)

采用X射線熒光光譜法測定了含有不同結合態(tài)鋁的試劑中AlKα二級衍射線的譜線形狀和譜峰位置，這些數(shù)據作為分析實際樣品中鋁形態(tài)的依據。分析出米香型白酒樣品中鋁元素以有機態(tài)存在，為米香型白酒中鋁的形態(tài)分析提供了一種新方法。

X射線熒光光譜；米香型白酒；鋁；形態(tài)

米香型白酒是中國白酒四大基本香型之一，是以大米等為原料，經傳統(tǒng)半固態(tài)法發(fā)酵、蒸餾、陳釀、勾兌而成的，未添加食用酒精及非自身發(fā)酵產生的呈香呈味物質，具有以乳酸乙酯、β-苯乙醇為主體復合香的白酒[1]。米香型白酒廣泛分布于廣西、廣東、湖南、福建、云南、江西等省市地區(qū)，其中廣西為主要產區(qū)。米香型白酒以桂林三花酒為代表，其風格特點是“蜜香清雅，入口柔綿，落口爽洌，回味怡暢”。

鋁在毒理學上屬于低毒的微量元素，但進入人體細胞后可與多種蛋白質、酶、三磷酸腺苷等重要物質結合，在人體內蓄積并產生慢性毒性，干擾細胞和器官的正常代謝，擾亂中樞神經，引發(fā)骨質疏松、消化功能紊亂和促發(fā)老年性癡呆癥等問題。世界衛(wèi)生組織(WTO)和世界糧農組織(FAO)于1989年正式將鋁確定為食品污染物并予以控制[2-3]。硫酸鋁鉀是良好的水質澄清劑[4-5]，米香型白酒生產過程中的過濾澄清工藝可能會使用硫酸鋁鉀。研究表明，鋁的毒性效應往往不是由總鋁濃度引起，而是與其具體的形態(tài)密切相關。有毒的鋁形態(tài)包括多核羥基鋁[AlO4Al12(OH)24+n(H2O)12-n](7-n)+(Al13)和無機單核鋁形態(tài)Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)2+、Al(OH)4-、AlSO4+，鋁與有機物形成的配合物則無毒，因此有必要研究米香型白酒中鋁的形態(tài)分析方法。

目前食品中鋁形態(tài)分析技術有化學分析技術、濾膜過濾技術、離子交換樹脂技術、電化學分析技術、色譜分析技術及毛細管電泳技術等[6-7]。這些分析技術都存在操作復雜、分析過程冗長、樣品前處理過程中極易改變金屬元素的形態(tài)等不足之處。

X射線熒光光譜是原子的外層電子躍遷到內層電子空缺而產生的量子輻射。而原子的價電子的分布狀態(tài)及其周圍電場的變化，會使原子內層電子能級產生微小變化，從而影響特征譜線的譜峰位置和譜線形狀，有時會產生伴線。即使是普通的X射線熒光光譜儀(XRF)也能觀察到這些現(xiàn)象，這些變化提供了化學態(tài)的有效信息[8-10]。且X射線熒光光譜分析技術具有制樣簡單、無破壞性和檢測快速等優(yōu)點，能真實地反映出原有樣品中元素的價態(tài)。X射線熒光光譜技術分析米香型白酒中鋁的形態(tài)的研究未見有報道，故本研究采用X射線熒光光譜儀研究了含有不同結合態(tài)鋁的試劑中AlKα譜線的變化情況，并分析了米香型白酒樣品中鋁的形態(tài)。

1 材料與方法

1.1 儀器及測量條件

儀器設備：S8 Tiger波長色散X射線熒光光譜儀(德國布魯克AXS有限公司)，4 kW端窗Rh靶陶瓷光管，電壓20～60 kV，電流5～170 mA。ZHY-401A壓樣機(北京眾合創(chuàng)業(yè)科技發(fā)展有限責任公司)。

測量條件：激發(fā)電壓30 kV，激發(fā)電流100 mA；分析線：AlKα二級衍射線；準直器：0.23°細狹縫；探測器為流氣正比計數(shù)器；分光晶體：XS-CEM，2 d=2.88 nm；脈沖高度分析器窗寬為50%～150%；步進掃描逐點收集譜數(shù)據，掃描范圍2θ為31.300°～36.000°。

1.2 試劑及試樣制備

試劑：鋁粉(高純)，Al2O3(分析純)，Al(OH)3(分析純)，硫酸鋁鉀AlK(SO4)2·12H2O(分析純)，鋁酸鈉NaAlO2(化學純)，二硬脂酸鋁C36H71AlO5(分析純)，異丙醇鋁C9H21AlO3(化學純)，甘氨酸鋁C2H6AlNO4(分析純)，微晶纖維素(分析純)和硼酸(分析純)。

試樣制備：將5000 mL米香型白酒樣液濃縮至約10 mL，加入到4 g純植物淀粉中，混合均勻后烘干、磨碎，即制成待測樣品，分析時用未加入米香型白酒濃縮液的純植物淀粉作空白對照。測定時，混以0.4 g微晶纖維素，在瑪瑙研缽中充分研磨混勻后，全部轉移至模具內，用硼酸鑲邊墊底，在30 t的壓力下保持20 s，壓制成直徑40 mm的圓片，放入干燥器中保存待測。

2 結果與分析

2.1 分析譜線選擇

2.2 分光晶體選擇

2.3 含有不同結合態(tài)鋁的試劑中AlKα譜線分析

按前述測量條件，測定了含有不同結合態(tài)鋁的試劑及米香型白酒樣品中AlKα譜線，結果見表1，譜線圖見圖1—圖9。米香型白酒樣品中AlKα二級衍射譜線如圖9所示。測定結果顯示，米香型白酒樣品的AlKα譜峰2θ為33.633°，與表1中標準試劑甘氨酸鋁的AlKα譜峰的2θ（33.636°）接近，因此樣品中鋁的結合態(tài)和甘氨酸鋁中鋁的結合態(tài)一樣，該樣品中鋁元素以有機態(tài)存在，存在的形式是甘氨酸鋁（C2H6AlNO4）。

2.4 米香型白酒樣品中鋁的形態(tài)分析

按前述測量條件，測定了所選多個米香型白酒樣品的AlKα譜線，其AlKα譜峰2θ均為33.633°，與表1中標準試劑甘氨酸鋁的AlKα譜峰的2θ（33.636°）接近，譜線均與圖9一致。由圖9可以看出，存在明顯的AlKα譜峰，譜峰位置2θ為33.633°，其形狀彌散和強度微弱，說明米香型白酒樣品中含有微量的甘氨酸鋁。由表1可知，米香型白酒樣品的AlKα譜峰和甘氨酸鋁的AlKα譜峰的2θ接近，因此米香型白酒樣品中鋁的結合態(tài)和甘氨酸鋁中鋁的結合態(tài)一樣，該米香型白酒樣品中鋁元素以有機態(tài)存在，存在的形式是甘氨酸鋁（C2H6AlNO4）。

3 結論

本研究利用X射線熒光光譜儀測定了含有不同結合態(tài)鋁的試劑中AlKα二級衍射線的譜線形狀和譜峰位置，并以這些數(shù)據作為分析實際樣品中鋁形態(tài)的依據，分析出米香型白酒樣品中鋁元素以有機態(tài)存在，為米香型白酒中鋁的形態(tài)分析提供了一種新方法。

[1]中國輕工業(yè)聯(lián)合會.米香型白酒：GB/T 10781.3—2006[S].北京：中國標準出版社,2007.

[2]龐潔.鋁對人體的毒性及相關食品安全問題研究進展[J].內科, 2011,6(5)：470-473.

[3]高寶平,李婧芳,武五愛,等.鋁形態(tài)分析的研究進展[J].理化檢驗(化學分冊),2011,47(3)：371-376.

[4]鄧全道,李勇,楊沁郁,等.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定米香型白酒中鋁含量[J].中國釀造,2016,35(2)：153-155.

[5]李勇,鄧全道,楊沁郁,等.米香型白酒中鋁含量的調查報告[J].輕工科技,2016,32(5)：1-2.

[6]廖洪波,李洪軍.食品中金屬元素形態(tài)分析技術及其應用[J].食品科學,2008,29(1)：369-373.

[7]齊璐璐,何計國,姜微波.燉肉中鋁的存在形態(tài)分析[J].食品科技,2005(10)：95-97.

[8]韓杰,葉瑛,張孟群,等.X射線熒光光譜在Fe、Mn化學態(tài)分析中的應用[J].分析化學研究簡報,2006,34(12)：1771-1775.

[9]韓杰,葉瑛,張孟群,等.普通X射線熒光光譜法用于中太平洋富鈷結殼中錳價態(tài)的定量分析[J].巖礦測試,2007,26(2)：97-100.

[10]梁鈺.X射線熒光光譜分析基礎[M].北京：科學出版社,2007.

Determination of the Forms of Aluminum in Mixiang Baijiu by X-ray Fluorescence Spectrometry

YANG Qinyu1,LI Yong1,DENG Quandao2and WANG Yong3
(1.Sanhua Co.Ltd.,Guilin,Guangxi 541001;2.Guilin Entry&Exit Inspection&Qurantine Bureau, Guilin,Guangxi 541004;3.Xiangshan Distillery Co.Ltd.,Guilin,Guangxi 541500,China)

The spectral peak position and spectral line shape of AlKα second-order diffracted ray in the reagents containing aluminum in different binding states were determined by X-ray fluorescence spectrometry.The collected data were used as the evidence for the analysis of the forms of aluminum in actual samples.As a result,aluminum existed in organic state in Mixiang Baijiu samples.This study provided a new method for analyzing the forms of aluminum in Mixiang Baijiu.(Trans.by YUE Yang)

X-ray fluorescence spectrometry;Mixiang Baijiu;aluminum;form

TS262.3；TS261.7；TS261.4

A

1001-9286（2017）03-0100-03

10.13746/j.njkj.2016377

中華人民共和國廣西出入境檢驗檢疫局科技項目(2014GXCIQ003)。

2016-12-26

楊沁郁(1970-)，女，廣西桂林人,工程師，國家一級品酒師，主要從事米香型白酒釀造、品評、質量管理。

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2017-01-13；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170113.1437.007.html。