應(yīng)用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀測(cè)定食品中鋁的含量

李健

（福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，福建 福州 350002）

鋁是地殼中含量最多的金屬元素，隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展和全球土壤酸化日益嚴(yán)重，人們逐漸認(rèn)識(shí)到了鋁對(duì)人體健康的危害[1]。鋁可在人體中逐漸積累，并產(chǎn)生慢性毒素，能對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)、細(xì)胞和免疫系統(tǒng)等造成不良的影響[2]。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用鉻天青S比色法進(jìn)行食品中鋁含量測(cè)定，但此方法存在操作步驟繁雜、耗時(shí)長(zhǎng)、效率低等缺點(diǎn)[3]。

全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀是一種能自動(dòng)加顯示劑和比色的微型反應(yīng)分析儀，其自動(dòng)化程度高，測(cè)定分析速度快，可滿足大批量樣品測(cè)定，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽等領(lǐng)域指標(biāo)的測(cè)定[4,5]。用間斷化學(xué)分析儀測(cè)定杉木葉片和根中的鋁已見報(bào)道，但在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用還未報(bào)道[6]。本文采用間斷化學(xué)分析儀通過分光光度法測(cè)定食品中鋁的含量（統(tǒng)稱為全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀法），結(jié)果穩(wěn)定性好，操作簡(jiǎn)單，耗時(shí)短，并且準(zhǔn)確度和重復(fù)性都較好，適合批量樣品的測(cè)定，實(shí)驗(yàn)中顯色反應(yīng)所用化學(xué)試劑及樣品少，也降低了實(shí)驗(yàn)室污染。

1 材料與方法

1.1 儀器

分光光度計(jì)：日本島津公司（KYOTO）；

消化爐：上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司（SX2-5-12）；

分析天平（d= 0.0001g）：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；

精密pH計(jì)：梅特勒公司（FE20）；

全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀：DECHEM-TECH，BT114S德DeChem—Tech.GmbH（CLEVER CHEN 380）；

烘箱：上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司（101A-1）。

1.2 材料和試劑

材料：選用市場(chǎng)的上的油條、粉條、調(diào)味料、蛋糕、腐竹等；

試劑：對(duì)硝基苯酚乙醇溶液（1 g/L）；抗壞血酸溶液（10 g/L），現(xiàn)配現(xiàn)用；乙二胺-鹽酸緩沖液（pH 6.7～7.0）；聚乙二醇辛基苯基醚（Trition X-100）溶液（3%）；溴代十六烷吡啶（CPB）溶液（3 g/L）；鉻天青S（1 g/L）溶液，用1+1乙醇溶液配制，現(xiàn)配現(xiàn)用。

鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液：國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心（1000 μg/mL）；

實(shí)驗(yàn)室用水為純水機(jī)制成；

硝酸、硫酸、氨水等所用試劑均為分析純，購(gòu)自上海國(guó)藥集團(tuán)。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理及標(biāo)液配制

⑴ 消化處理：

取樣于85 ℃烘干4 h，再稱取樣品m（g），加入10 ml硝酸和0.50 ml硫酸，150 ℃消化1 h，再180 ℃消化2 h，再200 ℃繼續(xù)消化（若最后顏色變棕黑色則繼續(xù)滴加硝酸，至消化液呈無(wú)色透明或微黃色），最后將硝酸完全揮干，定容至50 mL。

⑵ 標(biāo)準(zhǔn)液配制：

吸取5.00 mL鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 μg/mL），用5%硝酸溶液定容至50 mL，分別吸取0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL上述溶液用5%硝酸溶液定容至10 mL，配制成0.00、5.00、10.00、20.00、30.00、40.00、50.00 μg/mL濃度的鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3.2 波長(zhǎng)選擇

吸取1.3.1節(jié)中不同濃度的鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液0.100 mL，加入1.00 mL硫酸溶液（1%），加入1滴對(duì)硝基苯酚乙醇溶液，搖勻用氨水溶液（1+1）滴至淺黃色，再用硝酸溶液（2.5%）調(diào)至黃色剛消失，并多加1.00 mL硝酸溶液（2.5%），加入1.00 mL抗壞血酸溶液后搖勻，加入3.00 mL乙二胺-鹽酸緩沖液，1.00 mL Trition X-100溶液，3.00 mL CPB溶液，搖勻后加3.00 mL鉻天青S溶液，加水定容至25 mL，搖勻放置30 min。掃描波長(zhǎng)范圍為500～700 nm。

1.3.3 儀器參數(shù)設(shè)定

儀器參數(shù)：濾光片630 nm；

樣液及試劑加入量：樣液300 μL，試劑R1（乙二胺-鹽酸緩沖液）120 μL，試劑R2（Trition X-100溶液）30 μL，試劑R3（CPB溶液）90 μL，試劑R4（鉻天青S溶液）120 μL。

反應(yīng)時(shí)間：試劑R1和樣液混勻，36 s后加入試劑R2，再反應(yīng)36 s后加入R3，再反應(yīng)36 s后加入R4，最后反應(yīng)540 s后比色。

1.3.4 顯色反應(yīng)

樣品反應(yīng)：吸取V（mL）樣品，加入0.100 mL的5%硝酸溶液，加5 mL水，加入1滴對(duì)硝基苯酚乙醇溶液（1 g/L），搖勻用氨水溶液（1+1）滴至淺黃色，再用硝酸溶液（2.5%）調(diào)至黃色剛消失，并多加1.00 mL硝酸溶液（2.5%），加入1.00 mL抗壞血酸溶液后搖勻，加水定容至10 mL，搖勻，上機(jī)測(cè)定（參數(shù)設(shè)定同1.3.3）。

標(biāo)液反應(yīng)：吸取0.100 mL的1.3.1鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入1.00 mL硫酸溶液（1%），加入1滴對(duì)硝基苯酚乙醇溶液（1 g/L），其它過程同上述樣品反應(yīng)。

1.3.5 精密度實(shí)驗(yàn)

取6份不同樣品，經(jīng)1.3.1中消化處理，再經(jīng)1.3.3反應(yīng)，每份樣品重復(fù)6次。

1.3.6 加標(biāo)回收率

稱取m=1.0000 g同一樣品作為本底（本底鋁含量為51.6 mg/kg），分別加入0.250、0.500、1.00 mL的100 μg/mL鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液，則加入的鋁含量M分別為25、50、100 μg，加標(biāo)后經(jīng)1.3.1消化處理，再經(jīng)1.3.3反應(yīng)，每個(gè)測(cè)定6次，并計(jì)算回收率。

1.3.4 2種測(cè)定方法結(jié)果比對(duì)

⑴ A方法：全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀法，消化處理同1.3.1，顯色反應(yīng)同1.3.3。

⑵ B方法：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.182-2017[7]。

取同一份樣品，分別用A方法和B方法測(cè)定6次。

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)前處理注意事項(xiàng)

⑴ 實(shí)驗(yàn)過程所用的玻璃器皿都需要用硝酸溶液浸泡24 h以上，再用水反復(fù)沖洗，最后晾干后使用。

⑵ 消化處理過程，需要消化完全，如遇到較難消化樣品可相應(yīng)提高消化溫度。

⑶ 鉻天青S溶液和抗壞血酸溶液需要現(xiàn)配現(xiàn)用，且由于顯色液、環(huán)境等的差異，每次需要重新做過標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

2.2 波長(zhǎng)選擇

圖1 不同濃度鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液最大吸收波長(zhǎng)掃描

采用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀測(cè)定時(shí)，使用的樣液及試劑量均較少，則相應(yīng)增加樣液、試劑使用量及反應(yīng)時(shí)間，用于波長(zhǎng)掃描。由圖1中可以看出，在0.5～5.0 μg/mL鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度范圍內(nèi)，隨著鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的增大，其吸光度值逐漸增大，并且其最大吸收波長(zhǎng)均在610～650 nm內(nèi)，由于全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀限制選取630 nm（其中國(guó)標(biāo)法選用620 nm）[7]。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性回歸方程

圖2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

由圖2可知，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的線性良好，R2相關(guān)系數(shù)為0.9993，線性方程為A=0.1503C-0.0315。結(jié)果表明，經(jīng)處理后，再將樣品上機(jī)測(cè)定，鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度在0.5～5.0 μg/mL范圍內(nèi)線性良好。

2.3 精密度

采用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析法對(duì)6種食品進(jìn)行6次測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如表1所示，同時(shí)并計(jì)算其平均值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）最大為2.76%，符合實(shí)驗(yàn)要求。其中油條等樣品含量較高時(shí)，可以通過減少稱樣量m或者減少取樣量V進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.4 加標(biāo)回收率

用同一樣品作為本底（本底鋁含量為51.6 mg/kg），取低中高3種鋁濃度（25、50、100 μg）加標(biāo)后從消化開始處理測(cè)定，每個(gè)測(cè)定6次，并計(jì)算回收率。

由表2可以看出，鋁含量的回收率在89.2%～99.6%，表明全自動(dòng)間斷化學(xué)分析法能獲得較好的回收率，進(jìn)一步確認(rèn)了本方法的準(zhǔn)確性。

2.5 全自動(dòng)間斷化學(xué)分析方法與國(guó)標(biāo)方法對(duì)比

同一份樣品分別用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析法和國(guó)標(biāo)法測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表3，由表可知，全自動(dòng)間斷化學(xué)分析方法和國(guó)標(biāo)法測(cè)定結(jié)果相對(duì)誤差最大為5.0%，符合實(shí)驗(yàn)要求。

表1 精密度驗(yàn)證（n=6）

表2 加標(biāo)回收（n=6）

表3 全自動(dòng)間斷化學(xué)分析法和國(guó)標(biāo)法測(cè)定結(jié)果對(duì)比 單位：mg/kg

3 結(jié)論

采用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀測(cè)定食品中鋁含量是一種快速、批量測(cè)定食品中鋁含量的方法，該方法操作較簡(jiǎn)單實(shí)用，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性和重復(fù)性高。相對(duì)于國(guó)標(biāo)法，采用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀測(cè)定鋁食品中含量，具有自動(dòng)化程度高、有效的提高檢測(cè)效率的特點(diǎn)，且該方法顯色反應(yīng)采用的都是微升級(jí)試劑，試劑用量較少、環(huán)境污染小，同時(shí)方法精密度、回收率與國(guó)標(biāo)法比對(duì)結(jié)果均較為滿意，因此，可以較好地應(yīng)于樣品量較多的食品中鋁含量檢測(cè)工作中。