铬天青S分光光度法测定食品中铝

赵 鹏

(浙江省建德市疾病预防控制中心, 建德 311600)

铬天青S分光光度法测定食品中铝

赵 鹏

(浙江省建德市疾病预防控制中心, 建德 311600)

铝是地壳中含量位居第三的元素,广泛分布于自然界中,在一些植物本底中含量很高[1]。另外由于传统工艺的运用,某类食物中的铝含量也较高。纵观各种关于食品中铝毒性的报道可知,近几年开展的食品污染物风险监测选择膨化食品、面制食品、米粉和海蜇等进行铝的测定是非常及时和必要的。目前测定铝的方法有分光光度法、荧光光谱法、原子吸收光谱法和等离子体原子发射光谱法[2]等。

本工作采用微波消解处理食品样品,铬天青S分光光度法对样品进行分析,并对《2015年国家食品污染物和有害因素风险监测工作手册》中的方法[3]进行部分改进。

1 试验部分

1．1 仪器与试剂

岛津UV-1700型分光光度计,CEM MARS6型微波消解仪,FE 20型pH计,DFY 200C型粉碎机。

乙二胺-盐酸缓冲溶液(pH 6.7～7.0):取无水乙二胺100 mL缓缓加入至200 mL水中,冷却后加入盐酸190 mL,混匀。若pH大于7.0或小于6.7时,可分别添加盐酸或乙二胺(1+2)溶液用酸度计调节酸度。

铝标准储备溶液:100 mg·L-1。

硝酸、铬天青S为化学纯,试验用水为超纯水。

玻璃器皿专项专用,在体积分数为15%硝酸溶液中浸泡24 h以上,冲洗至无酸之后使用。

1．2 试验方法

1．2．1 样品处理

膨化食品和米粉取出粉碎后称量;馒头和花卷等面制品于85 ℃干燥4 h后粉碎称量。称取试样0.2～0.5 g于聚四氟乙烯消解罐中,加入硝酸5 mL和过氧化氢2 mL放置过夜。在微波消解仪中消解完成之后于140 ℃赶酸至无烟,取下放冷,用水定容至10 mL,同时消解空白。消解之后的赶酸温度为140～150 ℃,3 h左右赶酸彻底。

1．2．2 样品测定

移取一定体积的消化液,加水至10 mL,加入10 g·L-1抗坏血酸溶液1 mL,混匀后依次加入1.0 g·L-1铬天青S溶液2.0 mL、烷基酚聚氧乙烯醚(OP)(3+100)溶液1.0 mL以及3.0 g·L-1溴化十六烷基吡啶(CPB)溶液2.0 mL,加入pH 6.94的乙二胺-盐酸缓冲溶液3.0 mL,混匀后放置30 min,于波长620 nm处,用1 cm比色皿测量吸光度,同时绘制标准曲线。

2 结果与讨论

2．1 缓冲溶液酸度的选择

文献[4-11]中有很多关于不同缓冲溶液对显色的讨论,其争论焦点集中于两个pH范围。试验使用乙二胺-盐酸缓冲溶液配制5.67,6.94两种pH缓冲溶液作为两个pH范围的代表,对铝标准溶液(含铝5 μg)进行测定,同时测定其对应的空白,显色之后用分光光度计进行扫描,波长与吸光度的散点图见图1。

1-pH 5.67;2-pH 5.67(空白);3-pH 6.94;4-pH 6.94(空白)图1 体系在不同pH缓冲溶液中的吸收光谱Fig. 1 Absorption spectra of the system under different pH buffer solution

由图1可知:缓冲溶液pH不同,最大吸收峰也不同,在pH 5.67的缓冲溶液中空白和铝标准溶液图谱吸收峰不明显。试验过程中,加入pH为5.67的缓冲溶液6 mL后才能使最终反应pH达到5.52,得到最大吸收峰在595 nm处;加入pH为6.94的缓冲溶液3 mL即可维持最终反应pH在6.9左右,吸收峰出现在620～640 nm之间。试验选用pH 6.94的乙二胺-盐酸缓冲溶液,并在波长620 nm处测量吸光度。

2．2 酸度调节环节的选择

手册上对标准曲线点以及样品都是进行酸度调节后加入显色剂。试验选用pH 6.94的乙二胺-盐酸缓冲溶液,对标准曲线空白、高、低以及样品消化液进行酸度调节后加入缓冲溶液与直接加入缓冲溶液的pH进行比较,结果见表1。

表1 调节酸度后加入缓冲溶液与直接加入缓冲溶液后溶液的pH对比Tab. 1 Comparison of pH in solution by addition of buffer solution after regulating acidity and direct addition of buffer solution

由表1可知:调节酸度后加缓冲溶液与不调节酸度直接加缓冲溶液这两种方式最终使溶液的pH相差不大,不调酸度直接加入缓冲溶液也可保证铬天青S的显色反应最终的pH一致。所以,酸度调节这一环节可以省略,既简化了繁琐的操作步骤,又减少了增加污染的机会。当然,这一操作只有在赶酸很彻底,最终定容的溶液体系酸度比较一致且很低的时候适用。经过微波消化和赶酸之后食品样品消化液的酸度基本上能保持一致,其消化液无论是稀释[12]定容还是加入氢氧化钠调节酸度[13],其最终的目的是使其酸度和标准溶液系列一致,即使略有不同,在加入一定量的缓冲溶液之后也能保持在6.7～7.0的最终反应环境中。

2．3 铬天青S用量的选择

铬天青S是生物指示剂,其纯度不高,有自身的底色,在不同酸度下和铝反应有一定的物质的量之比。该试剂提纯之后使用可以降低空白[14-15],最好使用进口试剂。使用容量瓶新配铬天青S溶液,用量要准确。

试验中用铝标准溶液(含铝5 μg)进行反应,吸光度和用量的关系见图2。

图2 吸光度与铬天青S用量的关系Fig. 2 Relationship between absorbance and amount of chrome azurol S

由图2可知:随铬天青S用量的增加,溶液的吸光度逐渐上升;铬天青S的用量为1.5 mL左右时,溶液的吸光度达到最大并稳定,且此时空白吸光度仍然较低。试验选择铬天青S的用量为2.0 mL,保证灵敏度的同时,降低本底吸光度。

2．4 表面活性剂用量的选择

按试验方法固定铬天青S用量,取铝标准溶液(含铝5 μg),分别加入不同量的CPB和OP,结果表明:加入3.0 g·L-1CPB溶液2.0 mL和OP(3+100)溶液1.0 mL时体系净吸光度最大。试验选择加入3.0 g·L-1CPB溶液2.0 mL和OP(3+100)溶液1.0 mL。

2．5 反应时间的选择

室温下使用0.5 μg和5 μg两个铝标准点,以水为参比在不同时间点测量其吸光度。结果表明:在15～40 min内,溶液的吸光度比较稳定,随后逐渐降低。试验选择反应时间为30 min。

2．6 干扰试验

铬天青S可以和多种金属生成螯合物,选择性差[16]。铁、锰、铜、锌均可以产生正干扰,加入抗坏血酸作为掩蔽剂可以很好地屏蔽上述干扰。

2．7 标准曲线和检出限

按试验方法对铝标准溶液系列进行测定,并绘制标准曲线。结果表明:铝的线性范围为0.5～5.0 μg,线性回归方程为y=0.146x-0.032 3,相关系数为0.999 3。

测量20次试剂空白吸光度得到标准偏差,使用3倍标准偏差除以标准曲线斜率,计算得到检出限(3s/k)为0.15 μg。

按照《2015年国家食品污染物和有害因素风险监测工作手册》进行操作,拟合之后得到的线性回归方程为y=0.163x-0.018 4,相关系数为0.999 8。显然与本法相比两者的斜率并无明显差异,而且试剂空白相差也不大。

2．8 有证标准物质和样品分析

取食品样品各4份[包括菠菜有证标准物质(GBW 10015)],按试验方法进行测定,结果见表2。

表2 样品分析结果Tab. 2 Analytical results of the samples

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10.11973/lhjy-hx201702022

2016-04-25

O657.32

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1001-4020(2017)02-0224-03