食品级丁基橡胶中砷含量的测定

摘 要：食品级丁基橡胶是胶基糖果的主要成分，属于特殊的复配食品添加剂。根据《食品安全国家标准 胶基糖果中基础剂物质及其配料》中的规定，胶基糖果生产原料必须符合食品或食品添加剂的要求。将规定食品级丁基橡胶作样品，经消解，碘化钾、氯化亚锡将高价砷还原为三价砷，然后与锌粒和酸产生的新生态氢生成砷化氢，经银盐溶液吸收，用分光光度计测定砷（As）并分析比较，发现检测方法可靠，实验值准确可信。

关键词：食品级丁基橡胶;砷;测定

1 概述

食品级丁基橡胶是以异丁烯和异戊二烯聚合而成的高聚物，主要用于生产胶基糖果。在其生产过程中，加入的添加剂常有重金属砷引入。砷元素及其化合物广泛存在于环境中，高价砷的化合物含有毒性。一般情况下，水、空气、植物和人体都含有微量的砷。环境中的砷化合物不超过人体负荷的量不会对健康构成危害。若人体摄入砷的化合物超过自身的排泄量，则会造成砷中毒。砷还能通过食物链累积并贮存于生物体内，且毒害效应难以察觉，长期摄入低剂量的砷经过十几年甚至几十年的体内蓄积才发病，因此必须严格控制食品中砷的含量。

食品级丁基橡胶作为食品添加剂，根据《食品安全国家标准胶基糖果中基础剂物质及其配料》中规定其中的砷（As）含量见表1。

表1  标准规定重金属砷含量表

[项  目＼&标准规定含量＼&总砷（以As计），mg/kg ＼&? 3＼&]

国标方法中总砷含量的测定方法有氢化物原子荧光光度法、银盐法、砷斑法和硼氢化物还原比色法。砷属于易挥发元素，不能用普通的灰化法，食品级丁基橡胶属于高分子聚合物，难以与国标方法灰化法要求中的硫酸镁混合。因此根据现有条件用银盐法测定食品级丁基橡胶中的总砷含量。

2 实验部分

2.1 原理

胶样经消解后，碘化钾、氯化亚锡将高价砷还原为三价砷，然后与锌粒和酸产生的新生态氢生成砷化氢，经银盐溶液吸收后，形成红色胶态物，与标准系列比较定量。

2.2 试剂仪器

原子光谱级砷标准储备液（1.0mg/mL），硫酸溶液（1：1），盐酸溶液（1：1），碘化钾溶液（150g/L），酸性氯化亚锡，无砷锌粒，乙酸铅棉花[用乙酸铅溶液（100g/L）浸透脱脂棉后晾干]，银盐溶液，三氯甲烷;分光光度计（配有1cm比色皿），砷化氢发生测砷装置。

2.3 测定过程

准确称取0.1～0.2 g左右（精确值0.0001 g）食品级丁基橡胶进行微波消解，将消解后溶液加热除尽硝酸后转移至100 mL容量瓶内稀释至刻度。

吸取25.00 mL上述制备的样液，置于砷化氢发生器的锥形瓶中，加15mL蒸馏水，再加10 mL硫酸溶液，混匀;再加3mL碘化钾溶液，0.5mL酸性氯化亚锡溶液，混匀，静置15min。再加3g锌粒，立即塞上装有0.10g乙酸铅棉花的导气管（棉花装填要蓬松一致且锥形瓶连接处用水封），并使管尖端插入盛有4mL 银盐溶液的离心管中的液面下，在常温下反应45 min后，取下离心管，加三氯甲烷补足4 mL。待测;并作空白;

分别配制含砷0.20，0.40，0.60，0.80，1.00 μg/mL的系列标准溶液。分别吸取25.00 mL与试样溶液相同方法处理后，待测;

测定：分光光度计：用1cm 比色杯，于波长520nm处测定。绘制标准曲线;以标准曲线算出砷含量。

3 实验结果与讨论

3.1 实验影响条件

3.1.1 硝酸的影响

在本实验中，胶样经消解后再进行后续测定。银盐法的测定原理是利用锌粒和酸生成砷化氢，由银盐溶液吸收而显色。因此，氢气的生成量及生成速率是关键。而消解所用的是浓硝酸，如果不能除尽的话将会影响氢气的产生量，从而影响测定结果。本方法中，是加水稀释后加热时硝酸挥发，反复如此处理2～3次后即可基本除去硝酸。

可以根据加入锌粒后，产生气泡的速率来判断是否除尽硝酸：若气泡产生速率较快则可认为已除尽硝酸。反之，则需重新消解除硝酸。

3.1.2 乙酸铅棉花的影响

1-砷化氢发生器; 2-乙酸铅脱脂棉; 3-吸收液

图1  收集砷装置图

乙酸铅棉花的填充部位如图1所示，其作用是过滤硫化氢干扰气体。因此，棉花填塞量及疏松程度要一致，过于疏松达不到过滤效果，过于紧密又会影响砷化氢的吸收。经试验，当填充150 mL规格的砷化氢发生装置时，需要0.10 g左右的乙酸铅棉花，此时棉花填满发生器时，疏松程度基本相一致。不會对实验结果造成影响。

3.1.3 砷化氢发生器的密封效果

由砷化氢发生器产生的砷化氢为微量的，尤其要保证砷化氢发生器的密封，以免漏气影响测定结果。砷化氢发生器与导管连接处为磨口，见图1，因此要严格注意使用过程中不能乱放而造成不配套。此外，为了防止漏气，在加入锌粒之后，立即接上测砷管并马上用蒸馏水滴在连接处，使其漏润于缝隙间起到密封作用。

3.1.4 砷的污染

此外，为保证实验的精准性，应尽可能减少外因引起的砷的污染：如锌粒应使用无砷锌粒且测砷装置相关部位可在使用前用稀硝酸做浸泡处理。

3.2 实验结果

3.2.1 标准曲线

此法测的标准曲线线性范围为0.1～1.0μg/mL，测定标准曲线相关系数R>0.999，如图2所示。

c： 砷的含量;I吸光度

图2  分光光度法测定食品级丁基橡胶砷含量标准曲线

3.2.2 最低检出限

根据本实验方法测得含汞0.05μg/mL的标准溶液吸光度为-0.005和0.001，基本和空白吸光度一致，由此可得，在本实验中，该方法的检出限为0.1ug/mL。

3.2.3 样品测定

由以上標准曲线测定信汇食品级丁基橡胶的吸光度为-0.008和-0.0010，根据此方法最低检出限为0.1ug/mL，经计算胶样中砷含量为<0.2mg/kg。

3.2.4 加标回收率

经不同浓度的加标试验，结果如表2所示。

表2  食品级丁基橡胶砷测定实验加标回收率

[加标量/μg/mL ＼&测定值/μg/mL＼&回收率＼&0.3

0.5

0.7＼&0.282

0.543

0.666＼&94.00%

108.51%

95.14%＼&]

经试验，此方法加标回收率为94.00%～108.51%。回收率较好。

4 结论

排除实验各影响条件后，此方法标准曲线的相关系数R达到了1.000，最低检出限为0.1 ug/mL。测定样品结果可靠，准确性高，可作为食品级丁基橡胶砷含量测定较为可靠的方法。

参考文献：

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[5]GB/T5009.11-2003，食品中总砷及无机砷的测定[S].

作者简介：

黄金秀，女，25岁，本科学历，2011年参加工作，就职于浙江信汇合成新材料有限公司，分析技术员。