食品中铝元素的测定方法分析

段嘉绅

铝元素在地壳中的含量在所有元素中占第三位，铝元素主要以化合物形态存在于岩石和矿石中。当前，铝被认定为食品污染物，铝会对人体造成毒性反应，铝在进入人体之后很难被排出去，导致其会在人体中的各个部位累积，从而导致慢性疾病的发生。世界卫生组织建议，人体每日摄入的铝元素应控制在5mg以下。随着人们越来越重视食品安全，加强对食品中铝元素的检测显得十分重要，本文对食品中铝元素的测定方法进行了探讨。

一、食品中铝元素的来源及对健康的危害

1.食品中铝元素的来源。铝元素进入人体的途径主要有四种，分别是食物本底、添加剂、饮用水和食品接触材料。

首先，在地壳中含有非常多的铝元素，随着近年来酸雨越来越频繁，很多岩石中的铝元素被溶解，以硫酸铝盐的方式进入到了饮用水源中，通过饮用水进入到了人体。

其次，在日常生活中，铝是一种常用的食品容器、烹调工具和包装材料，如铝锅、锡纸等。在应用铝制的食品器具时，铝的溶出量比较高，此外在应用铝锅进行酸性食物的烹饪时，也会导致食品中铝含量的增加。

再次，在大部分动植物体内都含有一定的铝元素，在动物的肺、大脑、甲状腺等器官内容易富集铝元素，这些铝元素会通过食物链会进入到人体内。

最后，在食品加工过程中会加入一些含铝元素的食品添加剂，包括膨松剂、铵明矾和钾明矾等。明矾常被应用于净水剂使用，在淀粉类食品的加工过程中，也常加入明矾来提高食品的口感，从而导致食品中有铝元素残留。

2.铝对人体的危害。铝元素在进入人体后，虽然不会导致人体出现急性中毒的情况，但是当人体内铝元素超标以后，会严重损害人体健康。研究显示，铝元素在进入人体以后，大约有10%-15%的铝能够被排除体外，而大部分铝元素会在人体内富集，铝元素会和各类蛋白质和酶等结合，从而影响人体内多种生化反应的正常运行。长时间摄入铝元素会对人体的大脑造成比较大的影响，尤其对孕妇、老人和小孩的影响较大，会导致儿童发育迟缓，还容易造成老年痴呆。

二、铝元素的检测方法

随着检测技术的发展，当前铝元素的检测方法有多种，包括分光光度法、原子吸收法、电感耦合等离子体光谱法和电感耦合等离子质谱法等。需要注意的是，在进行铝元素的检测时，检测的是溶液中铝离子的含量，需要先对待测食品进行消化处理，因此消化过程的选择和控制是铝元素测定工作中的一项重要内容。

1.分光光度计法。分光光度计是比较常见的分析仪器，其特点是设备成本低、运行成本低、分析速度快，而且维护方便，但是应用其进行铝元素的测定时，需要使消化液中的铝离子和铬天青S等络合物反应，形成络合物，然后应用分光光度计来测定络合物在特定波长处的吸光度值，再应用外标标准曲线法定量。在实际应用中，这种方法对反应条件的要求比较高，要求选择合适的络合剂，只有得到的络合产物具有良好的稳定性，才能够保证检测结果的准确性。

国标GB/T 5009.182-2003《面制食品中铝的测定》中，规定的方法稳定性较差，因此很多研究人员对该方法进行了改进。李磊对该方法进行了以下改进，采用干灰化法进行样品消解，在600℃条件下灰化9h，通过这样的方式可以降低消化液中的酸含量，有效提高测定结果的稳定性。平红等对消化方法进行了改进，没有采用硝酸高氯酸体系，而是应用了硝酸硫酸体系，通过这样的改进降低了消化过程中的爆炸风险，提高了实验的安全性，该方法和灰化法进行比较后发现，两种方法的相对误差不超过5%。在国标GB/T 5009.182-2003的检测方法中，高氯酸的含量会对测定结果造成比较大的影响，研究显示酸度会影响检测结果，因此有研究人员通过加入酚酞的方式，对酸度进行控制，提高络合物的稳定性，从而提高检测结果的稳定性。此外，研究人员还尝试采用其它络合剂来代替铬天青，从而提高检测结果的准确性，如有研究人员采用5′-硝基水杨基荧光酮在吐温-20增敏作用下与铝反应生成络合物，用紫外可见分光光度计进行检测，在562nm波长下可以获得较好的效果。

除了紫外可见分光光度计以外，研究人员还采用红外吸收光谱仪、紫外荧光分光光度、荧光分光光度计等进行了食品中铝元素的检测，均可以获得不错的结果。

2.原子吸收法。在元素分析中，原子吸收法是一种不可或缺的方法，包括火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收法两类，这两种方法都可以用于铝元素的检测。其中，火焰原子吸收法的优势是检测成本低，而且操作简单、便捷，但是由于铝元素具有较高的电离能，因此需要应用笑气-乙炔火焰来使铝元素电离，而笑气-乙炔火焰具有较大的危险性，因此火焰原子吸收法在铝元素检测中并不常用。

石墨炉原子吸收光谱法具有检出限低、测量速度快等优点，但是在实际检测过程中需要应用到锆鹽涂层特制石墨管，因此检测的成本比较高。在应用该方法进行铝元素的检测时，受到铝元素较为活泼的化学性质的影响，会导致测定结果的稳定性较差，为了提高测定结果的稳定性，在检测时需要应用基体改进剂。刘明的研究中以干灰化法消化、硝酸镁为基体改进剂，使用石墨炉原子吸收光谱法进行了面制食品中铝元素的分析，相关研究显示，应用石墨炉原子吸收光谱法进行铝元素的检测，检出限可以达到5μg/L以下。此外，国外研究人员还应用高分辨连续光源石墨炉原子吸收仪来进行铝元素的检测，这种新型仪器在铝元素检测方面具有多方面的优势，包括分析速度快、分辨率高等，在铝元素检测中具有很好的应用前景。

3.电感耦合等离子体法。电感耦合等离子体法包括电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体光谱法两种，这两种方法都是应用电感耦合等离子体作为激发源的，这两种仪器的优点在于多元素分析能力很强，而且测量准确性比较高，不过价格都比较昂贵，运行成本也比较高。在铝元素检测方面，电感耦合等离子体光谱的优点是受到的干扰比较小，而电感耦合等离子体质谱法的优点是检测能力优异。在实际应用过程中，这两种方法具有较强的分析能力，对前处理条件的要求也比较低，因此能够准确、方便地进行铝元素的检测，但是由于这两种仪器设备价格较高，而且需要较高的运行成本，因此还不普及。

综上，铝元素是一种常见的食品污染源，长期摄入铝元素会给人体造成比较大的损害，因此铝元素的检测越来越受到人们的重视，国家标准中对食品中铝元素含量进行了严格的规定，铝元素的检测方法发展也非常快。就当前铝元素的检测工作而言，受到基层检测机构条件的限制，分光光度计在未来会有着非常重要的应用，因此为了提高食品中铝元素检测的准确性，对分光光度法进行完善是铝元素检测未来发展的重要方向;随着电感耦合等离子体质谱法的进一步发展，其在铝元素检测方面具有非常大的优势，是未来发展的重要方向。总之，随着研究的不断深入，食品中铝元素检测的准确性会不断提高，从而更好保障食品安全。