應用全自動間斷化學分析儀測定食品中鋁的含量

李健

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

鋁是地殼中含量最多的金屬元素，隨著醫(yī)學的發(fā)展和全球土壤酸化日益嚴重，人們逐漸認識到了鋁對人體健康的危害[1]。鋁可在人體中逐漸積累，并產(chǎn)生慢性毒素，能對人的神經(jīng)系統(tǒng)、細胞和免疫系統(tǒng)等造成不良的影響[2]。國家標準采用鉻天青S比色法進行食品中鋁含量測定，但此方法存在操作步驟繁雜、耗時長、效率低等缺點[3]。

全自動間斷化學分析儀是一種能自動加顯示劑和比色的微型反應分析儀，其自動化程度高，測定分析速度快，可滿足大批量樣品測定，目前已經(jīng)被廣泛應用于氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽等領域指標的測定[4,5]。用間斷化學分析儀測定杉木葉片和根中的鋁已見報道，但在食品領域中的應用還未報道[6]。本文采用間斷化學分析儀通過分光光度法測定食品中鋁的含量（統(tǒng)稱為全自動間斷化學分析儀法），結(jié)果穩(wěn)定性好，操作簡單，耗時短，并且準確度和重復性都較好，適合批量樣品的測定，實驗中顯色反應所用化學試劑及樣品少，也降低了實驗室污染。

1 材料與方法

1.1 儀器

分光光度計：日本島津公司（KYOTO）；

消化爐：上海實驗儀器廠有限公司（SX2-5-12）；

分析天平（d= 0.0001g）：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；

精密pH計：梅特勒公司（FE20）；

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

烘箱：上海實驗儀器廠有限公司（101A-1）。

1.2 材料和試劑

材料：選用市場的上的油條、粉條、調(diào)味料、蛋糕、腐竹等；

試劑：對硝基苯酚乙醇溶液（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。

鋁標準溶液：國家有色金屬及電子材料分析測試中心（1000 μg/mL）；

實驗室用水為純水機制成；

硝酸、硫酸、氨水等所用試劑均為分析純，購自上海國藥集團。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理及標液配制

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，至消化液呈無色透明或微黃色），最后將硝酸完全揮干，定容至50 mL。

⑵ 標準液配制：

吸取5.00 mL鋁標準溶液（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濃度的鋁標準溶液。

1.3.2 波長選擇

吸取1.3.1節(jié)中不同濃度的鋁標準溶液0.100 mL，加入1.00 mL硫酸溶液（1%），加入1滴對硝基苯酚乙醇溶液，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。掃描波長范圍為500～700 nm。

1.3.3 儀器參數(shù)設定

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。

反應時間：試劑R1和樣液混勻，36 s后加入試劑R2，再反應36 s后加入R3，再反應36 s后加入R4，最后反應540 s后比色。

1.3.4 顯色反應

樣品反應：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，上機測定（參數(shù)設定同1.3.3）。

標液反應：吸取0.100 mL的1.3.1鋁標準溶液，加入1.00 mL硫酸溶液（1%），加入1滴對硝基苯酚乙醇溶液（1 g/L），其它過程同上述樣品反應。

1.3.5 精密度實驗

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，每份樣品重復6次。

1.3.6 加標回收率

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鋁標準溶液，則加入的鋁含量M分別為25、50、100 μg，加標后經(jīng)1.3.1消化處理，再經(jīng)1.3.3反應，每個測定6次，并計算回收率。

1.3.4 2種測定方法結(jié)果比對

⑴ A方法：全自動間斷化學分析儀法，消化處理同1.3.1，顯色反應同1.3.3。

⑵ B方法：國家標準GB 5009.182-2017[7]。

取同一份樣品，分別用A方法和B方法測定6次。

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗前處理注意事項

⑴ 實驗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準工作曲線。

2.2 波長選擇

圖1 不同濃度鋁標準溶液最大吸收波長掃描

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

2.3 標準曲線及線性回歸方程

圖2 標準工作曲線

由圖2可知，標準工作曲線的線性良好，R2相關系數(shù)為0.9993，線性方程為A=0.1503C-0.0315。結(jié)果表明，經(jīng)處理后，再將樣品上機測定，鋁標準溶液濃度在0.5～5.0 μg/mL范圍內(nèi)線性良好。

2.3 精密度

采用全自動間斷化學分析法對6種食品進行6次測定，測定結(jié)果如表1所示，同時并計算其平均值和相對標準偏差（RSD），相對標準偏差（RSD）最大為2.76%，符合實驗要求。其中油條等樣品含量較高時，可以通過減少稱樣量m或者減少取樣量V進行實驗。

2.4 加標回收率

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）加標后從消化開始處理測定，每個測定6次，并計算回收率。

由表2可以看出，鋁含量的回收率在89.2%～99.6%，表明全自動間斷化學分析法能獲得較好的回收率，進一步確認了本方法的準確性。

2.5 全自動間斷化學分析方法與國標方法對比

同一份樣品分別用全自動間斷化學分析法和國標法測定，測定結(jié)果見表3，由表可知，全自動間斷化學分析方法和國標法測定結(jié)果相對誤差最大為5.0%，符合實驗要求。

表1 精密度驗證（n=6）

表2 加標回收（n=6）

表3 全自動間斷化學分析法和國標法測定結(jié)果對比 單位：mg/kg

3 結(jié)論

采用全自動間斷化學分析儀測定食品中鋁含量是一種快速、批量測定食品中鋁含量的方法，該方法操作較簡單實用，測定結(jié)果準確性和重復性高。相對于國標法，采用全自動間斷化學分析儀測定鋁食品中含量，具有自動化程度高、有效的提高檢測效率的特點，且該方法顯色反應采用的都是微升級試劑，試劑用量較少、環(huán)境污染小，同時方法精密度、回收率與國標法比對結(jié)果均較為滿意，因此，可以較好地應于樣品量較多的食品中鋁含量檢測工作中。