微乳液增敏光度法测定面制食品中的铝

周菊峰，谢 红，彭爱姣，张 辉

(1.湘南学院化学与生命科学系，湖南 郴州 423000；2.湘南学院图书馆，湖南 郴州 423000)

微乳液增敏光度法测定面制食品中的铝

周菊峰1，谢 红1，彭爱姣2，张 辉1

(1.湘南学院化学与生命科学系，湖南 郴州 423000；2.湘南学院图书馆，湖南 郴州 423000)

目的：在微乳液介质中，用分光光度法测定面制食品中铝的含量。方法：样品经智能消解仪消解，在聚乙烯醇、正丁醇、正庚烷和水构成的微乳液中，以乙酸-乙酸钠为缓冲体系，用铬天青S作显色剂，其吸光度与铝含量在一定质量浓度范围内呈正比。结果：铝含量在0～6.0μg/25mL之间线性关系良好，相关系数r=0.9971，回收率在95%～108%之间。结论：该方法简便、灵敏、稳定，适用于面制食品中铝的测定。

智能消解仪；微乳液；铬天青S；分光光度法；面制食品；铝

Abstract：Objective:To determine the content of aluminum in flour with spectrophotometry in microemulsion medium.Methods:Samples were dissolved using an intelligent electronic digestion system in microemulsion medium composed of PVA,n-butanol,n-heptanol and water in acetic acid-sodium acetate buffer system. The chromogenic agent was chrome azurol S (CAS)and the absorbance has a direct proportion to the concentration of aluminum in solution. Results:Standard curve revealed an excellent linearity within the range of 0.0 － 6.0 μg/25 mL with a correlation coefficient of 0.9971. The recovery rates of spiked samples were 95%－108%. Conclusion:This method is simple, sensitive and stable, and it can be used to determine the content of aluminum in flour.

Key words：intelligent digestion system；microemulsion；chrome azurol S；spectrophotometry；flour products；aluminum

铝是一种低毒金属元素。食品中铝含量过高，将导致人的早期衰老，铝在脑中蓄积可引起大脑神经的退化，记忆力衰退，智力和性格也会受到影响，引发老年性痴呆[1]。当体内铝蓄积量超过正常的5～16倍时，可抑制肠道对磷的吸收，干扰体内正常的钙、磷新陈代谢，可能出现贫血、骨质疏松等疾病。世界卫生组织和联合国粮农组织(WHO/FAO)已于1989年正式将铝确定为食品污染物加以控制，提出人体铝每周容许摄入量标准(按人体质量计)为7mg/kg[2]。据中国疾病预防控制中心的监测显示，中国四成居民日常食品铝含量超标，主要原因是很多面制类食品在加工过程中加入了明矾等膨化剂。中国食品中污染物铝限量标准规定铝不高于100mg/kg[3]。

测定面制食品中铝含量的方法主要有分光光度法[4-5]、石墨炉原子吸收光谱测定法[6]、微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)法[7]、荧光光度法[8]等。在国家标准GB/T 5009.182—2003《面制食品中铝的测定》[4]中，是在铝-铬天青显色体系中加入表面活性剂十六烷基三甲溴化铵增溶，稳定性和灵敏度不高，影响测定的准确度。常见处理面制食品样品的方法有硝酸-高氯酸湿法消解法[4-5]、微波消解法[7,9]、高温灼烧灰化法[10]。

微乳液粒径介于胶束和宏观乳状液之间，作为反应介质，微乳液油水之间的高面积接触和稳定性等可以使分子接触更加全面。与表面活性剂的胶束体系比较，微乳液具有超低界面张力和很高的增溶能力[9]，对光度分析更有增稳、增敏[11]作用，已得到广泛应用[12-15]。本实验利用智能消解仪处理样品，样品受热均匀，便于控制温度，可避免样品炭化，也易于控制高氯酸的去除。在显色体系中将加入表面活性剂改为加入微乳液(聚乙烯醇/正丁醇/正庚烷/二重蒸馏水)，稳定性和灵敏度提高。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

油条(1.市场摊点；2.学校食堂)；油饼(市场摊点)；饼干(1、2、3)；面包(1、2)。

微乳液：由聚乙烯醇溶液、正丁醇、正庚烷和二重蒸馏水组成；高氯酸、硫酸、浓盐酸、浓硝酸(均为分析纯)；乙酸-乙酸钠溶液；0.5g/L铬天青溶液；0.2g/L十六烷基三甲溴化铵溶液；铝标准溶液(1μg/mL)。

1.2 仪器与设备

JRY智能电热消解仪 湖南浏阳仪器厂；722型分光光度计 上海天翔医疗仪器厂；JGD65-1型干燥箱 北京市朝阳区来广营医疗机械厂；电子天平 德国赛多利斯(Sartorius)公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

将样品粉碎均匀，取约30g，置90℃烘箱中干燥4h后，精确称取2.0000g，置于消解管中，按高氯酸:硝酸=1:5(V/V)的比例移取高氯酸2mL、硝酸10mL于消解管，放置过夜。取表面磨砂的玻璃珠一粒放入消解管中，塞上塞子，插入消解仪孔中，设置消解仪温度为45℃，缓慢加热使样品起泡，恒温10min。升温到65℃，使酸回流清洗试管内壁，保持30min。升温到135℃保持2h，消解样品(如果溶液不透明，冷却后补加混酸，或滴加双氧水，升温并保持温度，至溶液透明)，升温到150℃，赶酸至2mL左右。

将消解好的样品加1.0mL的体积分数1%硫酸，不塞塞子，置智能消解仪上加热除去高氯酸至白色烟雾不再冒出，加10mL蒸馏水，加热至沸，放冷后用二重蒸馏水定容至50mL。若样品稀释倍数不同，应保证样品溶液中含有1%硫酸，同时做高氯酸浓硝酸混酸试剂空白。

1.3.2 测定

取待测溶液1.0mL置25mL比色管中，加入1.0mL 1%硫酸溶液，8.0mL乙酸-乙酸钠缓冲液，1.0mL抗坏血酸溶液，混匀；再加8.0mL微乳液、2.0mL铬天青S溶液，混匀后，用水稀释至刻度。在75℃水浴中析相15min，取出后冷却50min左右，用1cm比色杯，以试剂空白参比，在580nm波长处测吸光度。由下式计算测定结果。

式中：A为吸光度(相当于1.0mL样品溶液铝的微克数)；X为样品中铝的含量/(mg/kg)；m为样品质量(2.0000g)；V1为样品消化液总体积(50mL)；V2为测定用样品消化液体积(1/25mL)。

2 结果与分析

2.1 测定波长的选择

在波长540～700nm范围分别测定了一份油条样品和一份标准品溶液的吸光度，得到最大吸收波长为580nm，在640～700nm范围吸光度趋于稳定。

2.2 微乳液的增敏效应

与国标GB/T 5009.182—2003《面制食品中铝的测定》比较，在微乳液体系中，不加十六烷基三甲溴化铵，灵敏度明显提高。吸取1.0mL铝标准溶液，对比了GB/T 5009.182—2003《面制食品中铝的测定》方法和本测定方法的吸光度，经6次测定，得到表观摩尔吸光系数分别为：微乳液条件，ε微=1.15×104L/(mol·cm)；GB/T 5009.182—2003《面制食品中铝的测定》法，εG=7.08 × 103L/(mol·cm)。

同时，用1mL油饼样品溶液比较了几个不同波长处的吸光度，结果同样证明了微乳液的增敏效应(表1)。

表1 不同波长吸光度比较Table 1 Comparison of absorbance in different wavelengths

2.3 显色反应条件的选择

吸取油条样品溶液1mL，以试剂空白作对照调零，测定方法除测试项条件外，均参照1.3.2节方法，于580nm波长处测吸光度。

2.3.1 微乳液组成及用量

2.3.1.1 微乳液的组成

比较了几种不同配比微乳液的吸光度，考虑浑浊等不利于测定的效应，找出了最佳范围及最佳配比(表2)为V聚乙烯醇溶液:V正丁醇:V正庚烷:V二重蒸馏水=2.7:15:1.5:4。

表2 微乳液配比与吸光度关系Table 2 Relationship between absorbance and microemulsion ratio

2.3.1.2 微乳液的用量

表3 微乳液用量与吸光度关系Table 3 Relationship between absorbance and microemulsion amount

微乳液用量相对较少时，灵敏度较高(表3)。考虑测吸光度所需体积及测试的方便，测定时用微乳液体积为8mL。

2.3.2 析相温度与时间

2.3.2.1 析相温度

析相温度从30～60℃吸光度呈上升趋势，75～85℃的吸光度较大，且趋于稳定(图1)。

图1 析相温度与吸光度的关系Fig.1 Relationship between absorbance and phase separation temperature

2.3.2.2 析相时间

常温时析相时间长，需要50～70min。温度越高，微乳液相析出速度越快，而灵敏度变化很小。水浴温度50℃时，30min左右析相完全；75℃时，15min左右析相完全(测定时选择此析相温度和时间)，结果见图2。

图2 析相时间与温度的关系Fig.2 Relationship between phase separation temperature and phase separation time

2.3.3 缓冲溶液pH值与缓冲溶液用量

2.3.3.1 缓冲溶液pH值

图3 缓冲溶液pH值与吸光度的关系Fig.3 Relationship between absorbance and pH in buffer solution

pH值在5.5左右吸光度最大，pH值从4.0到5.5时，吸光度逐渐增大，pH值从5.5～6.5时，吸光度又下降(图 3)。

2.3.3.2 缓冲溶液用量

图4 缓冲溶液用量与吸光度的关系Fig.4 Relationship between absorbance and the amount of buffer solution

由图4可见，缓冲溶液用量为8mL时，吸光度最大。

2.3.4 显色反应稳定性

在该微乳液条件下，显色配合物32～60min内吸光度基本保持不变，60～85min吸光度增大，85min左右时吸光度有最大值，随后又下降(图5)，从时间和实验稳定性方面考虑，选择32min为显色时间。

图5 冷却时间与吸光度的关系Fig.5 Relationship between absorbance and cooling time

2.4 工作曲线线性范围及检出限

铝含量在0～6.0μg/25mL之间线性关系良好，回归方程A=0.1323v+0.0141，相关系数r=0.9971，检出限为0.31μg。

2.5 加标回收率和精密度

2.5.1 样品加标回收实验

测定2份不同浓度的油条和饼干2加不同量的铝标准溶液，测得加标回收率在95%～108%之间(表4)。

2.5.2 精密度实验

对两份样品重复6次测定，相对标准偏差见表5。精密度较高，满足分析要求。

2.6 部分面制食品中铝的测定结果

表4 铝测定的加标回收率Table 4 Standard addition recovery rate of aluminum

表5 精密度实验Table 5 Results of precision experiments

吸取各样品溶液1mL，参照1.3.2节测定方法，于590nm波长处测吸光度，只有一份样品没有超标，结果见表6。

表6 样品测定结果Table 6 Determination results of aluminum in flour samples

3 结 论

用本实验方法测定面制食品样品中的铝含量时，在国标GB/T 5009.182—2003《面制食品中铝的测定》硝酸-高氯酸湿法消解基础上，采用智能消解仪，不仅能一次消解数个待测样品，而且节省了消解时间。与微波消解法比较，仪器经济简便；与高温灼烧灰化法比较，可减少铝的损失。测试经处理后的样品溶液，所需仪器为一般实验室都有的分光光度计，在微乳液介质中进行，与国标法相比，无需加表面活性剂十六烷基三甲溴化铵，提高了稳定性和灵敏性。用于实际样品的检测，结果令人满意。

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Determination of Aluminum in Flour Food by Microemulsion Sensitization-Spectrophotometry

ZHOU Ju-feng1，XIE Hong1，PENG Ai-jiao2，ZHANG Hui1
(1. Department of Chemistry and Life Sciences, Xiangnan University, Chenzhou 423000, China；2. Library of Xiangnan University, Chenzhou 423000, China)

TS207.7

A

1002-6630(2010)22-0407-04

2010-01-31

周菊峰(1963—)，男，副教授，研究方向为分析化学。E-mail：hnsd333@126.com