共振光散射法测定食用油中铁含量

李咏梅 李人宇 施鹏飞

(淮海工学院化学工程学院1，连云港 222005)(连云港师范高等专科学校2，连云港 222006)

食用油通常含有微量铁，对人体具有一定的补铁作用［1］。食用油中的铁含量容易受到环境污染、原料选取、生产加工、运输储存等因素的影响而增大。若食用油中铁含量过大会影响油的色泽和滋味，催化油的氧化变质，缩短油的保质期［2］。因此，严格监控食用油中铁含量具有重要意义。

测定铁的方法主要有原子吸收分光光度法［3－4］、分光光度法［5－6］、荧光法［7］、色度法［8］等。共振光散射法是一种简便、快速、灵敏、经济的分析方法，自1993年创立以来，已广泛应用生物大分子、药物和无机元素分析［9－10］，但极少用于铁的测定［11］。本研究中，铁(Ⅱ)在氨－氯化铵缓冲溶液中能与邻菲啰啉和灿烂黄发生络合反应，使共振光散射显著增强，国内外鲜见文献报道。通过试验对反应条件进行优化，结合微波消解样品前处理技术，建立了共振光散射法测定食用油中铁含量，检出限显著低于国标法－原子吸收分光光度法。

1 材料与方法

1.1 材料

芝麻油、色拉油:市售;硫酸亚铁铵(优级纯):中国食品药品检定研究院;硫酸、硝酸、双氧水、盐酸羟胺(优级纯):国药集团化学试剂有限公司;氯化铵、冰乙酸、结晶乙酸钠、乙酸铵、邻菲啰啉、灿烂黄(分析纯):国药集团化学试剂有限公司;氨水(分析纯):南京化学试剂有限公司。实验用水为重蒸水。

铁(Ⅱ)标准储备液:100μg/mL，准确称取0.070 2 g硫酸亚铁铵，溶于5 mL(1+1)硫酸中，移入100 mL容量瓶中，用水定容并摇匀，贮存于聚乙烯瓶内，冰箱4℃保存。铁(Ⅱ)标准工作液:1 μg/mL，精确吸取1.0 mL铁(Ⅱ)标准贮备液，用水定容至100 mL，临用现配;pH 8.5氨－氯化铵缓冲溶液:称取40 g氯化铵溶于水，加入8.8 mL氨水，用水稀释至500 mL，经酸度计校正;邻菲啰啉溶液:1.0×10－4mol/L;灿烂黄溶液:1.0 ×10－5mol/L。

1.2 试验仪器

970CRT荧光分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;ETHOS E微波消解仪:意大利Milestone公司;DHC2010低温恒温槽:重庆四达实验仪器有限公司;pHS－3C型酸度计:上海精密科学仪器有限公司;SYZ－B型石英亚沸高纯水蒸馏器:宜兴新建石英玻璃器厂。

1.3 试验方法

在10 mL比色管中，依次加入1.0 mL pH 8.5的氨－氯化铵缓冲溶液，一定量铁(Ⅱ)标准工作液或样品溶液，1.5 mL 1.0 ×10－4mol/L 邻菲啰啉溶液和1.5 mL 1.0 ×10－5mol/L 灿烂黄溶液，用水定容并摇匀，控温于20℃反应10 min。取适量溶液于石英比色皿中，置于荧光分光光度计上，在激发光和发射光狭缝宽度均为10 nm，灵敏度为3=的条件下，于最大共振光散射波长360.9 nm处测量溶液的共振光散射强度。以不加铁(Ⅱ)的溶液为试剂空白，测量其共振光散射强度，计算

1.4 样品处理

称取0.5 g(精确到0.000 1 g)油样于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入6 mL硝酸和2 mL双氧水，轻微摇匀，安装好消解罐，置于微波消解仪中，按设置程序消解。在5 min内由室温升至180℃，保温5 min，再在5 min内升温至190℃，保温5 min，消解完毕得透明溶液。待冷却后转入50 mL烧杯中，置于电热板上加热赶酸至消解液约0.5 mL为止，在此过程中适当滴加盐酸以利于氮氧化物的逸出。冷却后，用少量水将消解液转入10 mL容量瓶中，加入1mL 1 g/L盐酸羟胺溶液将铁(Ⅲ)还原为铁(Ⅱ)，用水定容，置于冰箱4℃保存，待测。

2 结果与讨论

2.1 共振散射光谱

按照试验方法在λex=λem条件下扫描获得共振散射光谱，如图1所示。在pH 8.5氨－氯化铵缓冲溶液中，当邻菲啰啉和灿烂黄共存时，最大共振光散射峰位于360.9 nm(曲线1)。当铁(Ⅱ)加入其中发生络合反应后，最大共振光散射峰仍位于360.9 nm(曲线2～4)，且此波长处共振光散射强度增加量与铁(Ⅱ)浓度呈正比。故选择λex=λem=360.9 nm为测定波长。

图1 共振散射光谱

2.2 反应条件的优化

2.2.1 酸度的影响

按试验方法，分别以乙酸 －乙酸钠(pH3.6～5.7)，乙酸铵(pH7.0)和氨 － 氯化铵(pH7.5 ～10.5)缓冲溶液作为反应介质进行试验，结果表明，反应在碱性介质中容易发生，但在酸性或中性介质中很难发生。由表1可知，在pH 8.5氨－氯化铵缓冲溶液中反应，体系灵敏度最高值最大。改变其用量进行试验，当缓冲溶液用量为1.0 mL时值最大，如图2所示。选用1.0 mL pH 8.5氨－氯化铵缓冲溶液。

表1 pH值的影响

图2 缓冲溶液用量的影响

2.2.2 邻菲啰啉用量的影响

试验结果表明，当1×10－4mol/L邻菲啰啉溶液用量为1.5 mL时值最大，如图3所示。选用1.5 mL邻菲啰啉溶液。

图3 邻菲啰啉用量的影响

2.2.3 灿烂黄用量的影响

试验结果表明，当1.0 ×10－5mol/L灿烂黄溶液用量在1.0～3.0 mL 范围内值最大，如图 4 所示。选用1.5 mL灿烂黄溶液。

图4 灿烂黄用量的影响

2.2.4 反应温度的影响

图5 反应温度的影响

2.2.5 反应时间与稳定性

图6 反应时间的影响

2.3 标准曲线与检出限

在一组10 mL比色管中，分别准确加入1μg/mL铁(Ⅱ)标准工作液 0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL，按试验方法在最优条件下反应，测定其值，绘制标准曲线，如图7所示。线性范围为0～0.25 μg/mL，标准曲线回归方程为=2 109.3ρ －4.654 1，相关系数r=0.999 3。测定11份试剂空白溶液的散射光强度，求得标准偏差s=1.99，按照式DL=3s/k(k:斜率)计算出方法检出限为2.8 ng/mL，显著低于原子吸收光谱法的检出限(0.2μg/mL)。

图7 标准曲线

2.4 共存离子的影响

在最佳反应条件下，对10 mL溶液中2μg铁(Ⅱ)进行测定，相对误差≤±5%范围内，常见离子的允许倍量(未做上限)为结果表明，方法有良好的选择性。对于食用油样品无需分离，可直接测定样品中铁含量。

2.5 样品分析

精确吸取1.0 mL按照1.4步骤制备的样品溶液于10 mL比色管中，按照1.3试验方法测定铁含量，并与国标法－原子吸收分光光度法［3］对照，测定结果见表2。由表2可知，两种方法的测定结果一致，且RSD为1.48%～2.69%，表明该方法准确可靠，精密度高。

表2 样品中铁含量测定结果(n=5)

另称取0.5 g油样，加入10μg铁(Ⅱ)标准工作液，按照1.4步骤预处理，精确吸取1.0 mL预处理后的样品溶液于10 mL比色管中，按照1.3试验方法测定铁含量，再计算回收率，结果见表3。由表3可知，回收率为97.3%～102.5%，表明该方法测定结果准确。

表3 回收率测定结果(n=5)

3 结论

试验优化了铁(Ⅱ)－邻菲啰啉－灿烂黄体系反应条件，确定了最佳条件，采用微波消解对食用油进行前处理，建立了共振光散射法测定食用油中铁含量，检出限显著低于国标法－原子吸收分光光度法。该方法灵敏准确、简便快速、精密度高、高效环保，完全满足食用油中铁含量检测要求。

［1］迟锡增.微量元素与人体健康［M］.北京:化学工业出版社，1997，79 －80

［2］武汉医学院.营养与食品化学［M］.北京:人民卫生出版社，1981，269

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［4］陈树榆，林淑钦，齐文启.雾化淀积石墨炉原子吸收法直接测定植物油中微量铁［J］.中国科学技术大学学报，1989，19(1):141 －145

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［6］朱战胜，张晶，刘素芳，等.快速测定营养强化大米和铁锅烹饪食品中的铁含量［J］.中国食物与营养，2011，17(1):83－85

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