应用全自动间断化学分析仪测定食品中铝的含量

李健

（福建省产品质量检验研究院，福建 福州 350002）

铝是地壳中含量最多的金属元素，随着医学的发展和全球土壤酸化日益严重，人们逐渐认识到了铝对人体健康的危害[1]。铝可在人体中逐渐积累，并产生慢性毒素，能对人的神经系统、细胞和免疫系统等造成不良的影响[2]。国家标准采用铬天青S比色法进行食品中铝含量测定，但此方法存在操作步骤繁杂、耗时长、效率低等缺点[3]。

全自动间断化学分析仪是一种能自动加显示剂和比色的微型反应分析仪，其自动化程度高，测定分析速度快，可满足大批量样品测定，目前已经被广泛应用于氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐等领域指标的测定[4,5]。用间断化学分析仪测定杉木叶片和根中的铝已见报道，但在食品领域中的应用还未报道[6]。本文采用间断化学分析仪通过分光光度法测定食品中铝的含量（统称为全自动间断化学分析仪法），结果稳定性好，操作简单，耗时短，并且准确度和重复性都较好，适合批量样品的测定，实验中显色反应所用化学试剂及样品少，也降低了实验室污染。

1 材料与方法

1.1 仪器

分光光度计：日本岛津公司（KYOTO）；

消化炉：上海实验仪器厂有限公司（SX2-5-12）；

分析天平（d= 0.0001g）：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；

精密pH计：梅特勒公司（FE20）；

全自动间断化学分析仪：DECHEM-TECH，BT114S德DeChem—Tech.GmbH（CLEVER CHEN 380）；

烘箱：上海实验仪器厂有限公司（101A-1）。

1.2 材料和试剂

材料：选用市场的上的油条、粉条、调味料、蛋糕、腐竹等；

试剂：对硝基苯酚乙醇溶液（1 g/L）；抗坏血酸溶液（10 g/L），现配现用；乙二胺-盐酸缓冲液（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）；铬天青S（1 g/L）溶液，用1+1乙醇溶液配制，现配现用。

铝标准溶液：国家有色金属及电子材料分析测试中心（1000 μg/mL）；

实验室用水为纯水机制成；

硝酸、硫酸、氨水等所用试剂均为分析纯，购自上海国药集团。

1.3 方法

1.3.1 样品处理及标液配制

⑴ 消化处理：

取样于85 ℃烘干4 h，再称取样品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 ℃继续消化（若最后颜色变棕黑色则继续滴加硝酸，至消化液呈无色透明或微黄色），最后将硝酸完全挥干，定容至50 mL。

⑵ 标准液配制：

吸取5.00 mL铝标准溶液（1000 μg/mL），用5%硝酸溶液定容至50 mL，分别吸取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浓度的铝标准溶液。

1.3.2 波长选择

吸取1.3.1节中不同浓度的铝标准溶液0.100 mL，加入1.00 mL硫酸溶液（1%），加入1滴对硝基苯酚乙醇溶液，摇匀用氨水溶液（1+1）滴至浅黄色，再用硝酸溶液（2.5%）调至黄色刚消失，并多加1.00 mL硝酸溶液（2.5%），加入1.00 mL抗坏血酸溶液后摇匀，加入3.00 mL乙二胺-盐酸缓冲液，1.00 mL Trition X-100溶液，3.00 mL CPB溶液，摇匀后加3.00 mL铬天青S溶液，加水定容至25 mL，摇匀放置30 min。扫描波长范围为500～700 nm。

1.3.3 仪器参数设定

仪器参数：滤光片630 nm；

样液及试剂加入量：样液300 μL，试剂R1（乙二胺-盐酸缓冲液）120 μL，试剂R2（Trition X-100溶液）30 μL，试剂R3（CPB溶液）90 μL，试剂R4（铬天青S溶液）120 μL。

反应时间：试剂R1和样液混匀，36 s后加入试剂R2，再反应36 s后加入R3，再反应36 s后加入R4，最后反应540 s后比色。

1.3.4 显色反应

样品反应：吸取V（mL）样品，加入0.100 mL的5%硝酸溶液，加5 mL水，加入1滴对硝基苯酚乙醇溶液（1 g/L），摇匀用氨水溶液（1+1）滴至浅黄色，再用硝酸溶液（2.5%）调至黄色刚消失，并多加1.00 mL硝酸溶液（2.5%），加入1.00 mL抗坏血酸溶液后摇匀，加水定容至10 mL，摇匀，上机测定（参数设定同1.3.3）。

标液反应：吸取0.100 mL的1.3.1铝标准溶液，加入1.00 mL硫酸溶液（1%），加入1滴对硝基苯酚乙醇溶液（1 g/L），其它过程同上述样品反应。

1.3.5 精密度实验

取6份不同样品，经1.3.1中消化处理，再经1.3.3反应，每份样品重复6次。

1.3.6 加标回收率

称取m=1.0000 g同一样品作为本底（本底铝含量为51.6 mg/kg），分别加入0.250、0.500、1.00 mL的100 μg/mL铝标准溶液，则加入的铝含量M分别为25、50、100 μg，加标后经1.3.1消化处理，再经1.3.3反应，每个测定6次，并计算回收率。

1.3.4 2种测定方法结果比对

⑴ A方法：全自动间断化学分析仪法，消化处理同1.3.1，显色反应同1.3.3。

⑵ B方法：国家标准GB 5009.182-2017[7]。

取同一份样品，分别用A方法和B方法测定6次。

2 结果与讨论

2.1 实验前处理注意事项

⑴ 实验过程所用的玻璃器皿都需要用硝酸溶液浸泡24 h以上，再用水反复冲洗，最后晾干后使用。

⑵ 消化处理过程，需要消化完全，如遇到较难消化样品可相应提高消化温度。

⑶ 铬天青S溶液和抗坏血酸溶液需要现配现用，且由于显色液、环境等的差异，每次需要重新做过标准工作曲线。

2.2 波长选择

图1 不同浓度铝标准溶液最大吸收波长扫描

采用全自动间断化学分析仪测定时，使用的样液及试剂量均较少，则相应增加样液、试剂使用量及反应时间，用于波长扫描。由图1中可以看出，在0.5～5.0 μg/mL铝标准溶液浓度范围内，随着铝标准溶液浓度的增大，其吸光度值逐渐增大，并且其最大吸收波长均在610～650 nm内，由于全自动间断化学分析仪限制选取630 nm（其中国标法选用620 nm）[7]。

2.3 标准曲线及线性回归方程

图2 标准工作曲线

由图2可知，标准工作曲线的线性良好，R2相关系数为0.9993，线性方程为A=0.1503C-0.0315。结果表明，经处理后，再将样品上机测定，铝标准溶液浓度在0.5～5.0 μg/mL范围内线性良好。

2.3 精密度

采用全自动间断化学分析法对6种食品进行6次测定，测定结果如表1所示，同时并计算其平均值和相对标准偏差（RSD），相对标准偏差（RSD）最大为2.76%，符合实验要求。其中油条等样品含量较高时，可以通过减少称样量m或者减少取样量V进行实验。

2.4 加标回收率

用同一样品作为本底（本底铝含量为51.6 mg/kg），取低中高3种铝浓度（25、50、100 μg）加标后从消化开始处理测定，每个测定6次，并计算回收率。

由表2可以看出，铝含量的回收率在89.2%～99.6%，表明全自动间断化学分析法能获得较好的回收率，进一步确认了本方法的准确性。

2.5 全自动间断化学分析方法与国标方法对比

同一份样品分别用全自动间断化学分析法和国标法测定，测定结果见表3，由表可知，全自动间断化学分析方法和国标法测定结果相对误差最大为5.0%，符合实验要求。

表1 精密度验证（n=6）

表2 加标回收（n=6）

表3 全自动间断化学分析法和国标法测定结果对比 单位：mg/kg

3 结论

采用全自动间断化学分析仪测定食品中铝含量是一种快速、批量测定食品中铝含量的方法，该方法操作较简单实用，测定结果准确性和重复性高。相对于国标法，采用全自动间断化学分析仪测定铝食品中含量，具有自动化程度高、有效的提高检测效率的特点，且该方法显色反应采用的都是微升级试剂，试剂用量较少、环境污染小，同时方法精密度、回收率与国标法比对结果均较为满意，因此，可以较好地应于样品量较多的食品中铝含量检测工作中。