共振光散射法測定食用油中鐵含量

李詠梅 李人宇 施鵬飛

(淮海工學院化學工程學院1，連云港 222005)(連云港師范高等?？茖W校2，連云港 222006)

食用油通常含有微量鐵，對人體具有一定的補鐵作用［1］。食用油中的鐵含量容易受到環境污染、原料選取、生產加工、運輸儲存等因素的影響而增大。若食用油中鐵含量過大會影響油的色澤和滋味，催化油的氧化變質，縮短油的保質期［2］。因此，嚴格監控食用油中鐵含量具有重要意義。

測定鐵的方法主要有原子吸收分光光度法［3－4］、分光光度法［5－6］、熒光法［7］、色度法［8］等。共振光散射法是一種簡便、快速、靈敏、經濟的分析方法，自1993年創立以來，已廣泛應用生物大分子、藥物和無機元素分析［9－10］，但極少用于鐵的測定［11］。本研究中，鐵(Ⅱ)在氨－氯化銨緩沖溶液中能與鄰菲啰啉和燦爛黃發生絡合反應，使共振光散射顯著增強，國內外鮮見文獻報道。通過試驗對反應條件進行優化，結合微波消解樣品前處理技術，建立了共振光散射法測定食用油中鐵含量，檢出限顯著低于國標法－原子吸收分光光度法。

1 材料與方法

1.1 材料

芝麻油、色拉油:市售;硫酸亞鐵銨(優級純):中國食品藥品檢定研究院;硫酸、硝酸、雙氧水、鹽酸羥胺(優級純):國藥集團化學試劑有限公司;氯化銨、冰乙酸、結晶乙酸鈉、乙酸銨、鄰菲啰啉、燦爛黃(分析純):國藥集團化學試劑有限公司;氨水(分析純):南京化學試劑有限公司。實驗用水為重蒸水。

鐵(Ⅱ)標準儲備液:100μg/mL，準確稱取0.070 2 g硫酸亞鐵銨，溶于5 mL(1+1)硫酸中，移入100 mL容量瓶中，用水定容并搖勻，貯存于聚乙烯瓶內，冰箱4℃保存。鐵(Ⅱ)標準工作液:1 μg/mL，精確吸取1.0 mL鐵(Ⅱ)標準貯備液，用水定容至100 mL，臨用現配;pH 8.5氨－氯化銨緩沖溶液:稱取40 g氯化銨溶于水，加入8.8 mL氨水，用水稀釋至500 mL，經酸度計校正;鄰菲啰啉溶液:1.0×10－4mol/L;燦爛黃溶液:1.0 ×10－5mol/L。

1.2 試驗儀器

970CRT熒光分光光度計:上海精密科學儀器有限公司;ETHOS E微波消解儀:意大利Milestone公司;DHC2010低溫恒溫槽:重慶四達實驗儀器有限公司;pHS－3C型酸度計:上海精密科學儀器有限公司;SYZ－B型石英亞沸高純水蒸餾器:宜興新建石英玻璃器廠。

1.3 試驗方法

在10 mL比色管中，依次加入1.0 mL pH 8.5的氨－氯化銨緩沖溶液，一定量鐵(Ⅱ)標準工作液或樣品溶液，1.5 mL 1.0 ×10－4mol/L 鄰菲啰啉溶液和1.5 mL 1.0 ×10－5mol/L 燦爛黃溶液，用水定容并搖勻，控溫于20℃反應10 min。取適量溶液于石英比色皿中，置于熒光分光光度計上，在激發光和發射光狹縫寬度均為10 nm，靈敏度為3=的條件下，于最大共振光散射波長360.9 nm處測量溶液的共振光散射強度。以不加鐵(Ⅱ)的溶液為試劑空白，測量其共振光散射強度，計算

1.4 樣品處理

稱取0.5 g(精確到0.000 1 g)油樣于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入6 mL硝酸和2 mL雙氧水，輕微搖勻，安裝好消解罐，置于微波消解儀中，按設置程序消解。在5 min內由室溫升至180℃，保溫5 min，再在5 min內升溫至190℃，保溫5 min，消解完畢得透明溶液。待冷卻后轉入50 mL燒杯中，置于電熱板上加熱趕酸至消解液約0.5 mL為止，在此過程中適當滴加鹽酸以利于氮氧化物的逸出。冷卻后，用少量水將消解液轉入10 mL容量瓶中，加入1mL 1 g/L鹽酸羥胺溶液將鐵(Ⅲ)還原為鐵(Ⅱ)，用水定容，置于冰箱4℃保存，待測。

2 結果與討論

2.1 共振散射光譜

按照試驗方法在λex=λem條件下掃描獲得共振散射光譜，如圖1所示。在pH 8.5氨－氯化銨緩沖溶液中，當鄰菲啰啉和燦爛黃共存時，最大共振光散射峰位于360.9 nm(曲線1)。當鐵(Ⅱ)加入其中發生絡合反應后，最大共振光散射峰仍位于360.9 nm(曲線2～4)，且此波長處共振光散射強度增加量與鐵(Ⅱ)濃度呈正比。故選擇λex=λem=360.9 nm為測定波長。

圖1 共振散射光譜

2.2 反應條件的優化

2.2.1 酸度的影響

按試驗方法，分別以乙酸 －乙酸鈉(pH3.6～5.7)，乙酸銨(pH7.0)和氨 － 氯化銨(pH7.5 ～10.5)緩沖溶液作為反應介質進行試驗，結果表明，反應在堿性介質中容易發生，但在酸性或中性介質中很難發生。由表1可知，在pH 8.5氨－氯化銨緩沖溶液中反應，體系靈敏度最高值最大。改變其用量進行試驗，當緩沖溶液用量為1.0 mL時值最大，如圖2所示。選用1.0 mL pH 8.5氨－氯化銨緩沖溶液。

表1 pH值的影響

圖2 緩沖溶液用量的影響

2.2.2 鄰菲啰啉用量的影響

試驗結果表明，當1×10－4mol/L鄰菲啰啉溶液用量為1.5 mL時值最大，如圖3所示。選用1.5 mL鄰菲啰啉溶液。

圖3 鄰菲啰啉用量的影響

2.2.3 燦爛黃用量的影響

試驗結果表明，當1.0 ×10－5mol/L燦爛黃溶液用量在1.0～3.0 mL 范圍內值最大，如圖 4 所示。選用1.5 mL燦爛黃溶液。

圖4 燦爛黃用量的影響

2.2.4 反應溫度的影響

圖5 反應溫度的影響

2.2.5 反應時間與穩定性

圖6 反應時間的影響

2.3 標準曲線與檢出限

在一組10 mL比色管中，分別準確加入1μg/mL鐵(Ⅱ)標準工作液 0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL，按試驗方法在最優條件下反應，測定其值，繪制標準曲線，如圖7所示。線性范圍為0～0.25 μg/mL，標準曲線回歸方程為=2 109.3ρ －4.654 1，相關系數r=0.999 3。測定11份試劑空白溶液的散射光強度，求得標準偏差s=1.99，按照式DL=3s/k(k:斜率)計算出方法檢出限為2.8 ng/mL，顯著低于原子吸收光譜法的檢出限(0.2μg/mL)。

圖7 標準曲線

2.4 共存離子的影響

在最佳反應條件下，對10 mL溶液中2μg鐵(Ⅱ)進行測定，相對誤差≤±5%范圍內，常見離子的允許倍量(未做上限)為結果表明，方法有良好的選擇性。對于食用油樣品無需分離，可直接測定樣品中鐵含量。

2.5 樣品分析

精確吸取1.0 mL按照1.4步驟制備的樣品溶液于10 mL比色管中，按照1.3試驗方法測定鐵含量，并與國標法－原子吸收分光光度法［3］對照，測定結果見表2。由表2可知，兩種方法的測定結果一致，且RSD為1.48%～2.69%，表明該方法準確可靠，精密度高。

表2 樣品中鐵含量測定結果(n=5)

另稱取0.5 g油樣，加入10μg鐵(Ⅱ)標準工作液，按照1.4步驟預處理，精確吸取1.0 mL預處理后的樣品溶液于10 mL比色管中，按照1.3試驗方法測定鐵含量，再計算回收率，結果見表3。由表3可知，回收率為97.3%～102.5%，表明該方法測定結果準確。

表3 回收率測定結果(n=5)

3 結論

試驗優化了鐵(Ⅱ)－鄰菲啰啉－燦爛黃體系反應條件，確定了最佳條件，采用微波消解對食用油進行前處理，建立了共振光散射法測定食用油中鐵含量，檢出限顯著低于國標法－原子吸收分光光度法。該方法靈敏準確、簡便快速、精密度高、高效環保，完全滿足食用油中鐵含量檢測要求。

［1］遲錫增.微量元素與人體健康［M］.北京:化學工業出版社，1997，79 －80

［2］武漢醫學院.營養與食品化學［M］.北京:人民衛生出版社，1981，269

［3］GB/T 5009.90—2003，食品中鐵、鎂、錳的測定［S］

［4］陳樹榆，林淑欽，齊文啟.霧化淀積石墨爐原子吸收法直接測定植物油中微量鐵［J］.中國科學技術大學學報，1989，19(1):141 －145

［5］Wolpp R H H，Orhanovir M.A Simple method for the colorimetric and spectrophotometric determination of ferric iron in a large concentration range［J］.Talanta，1965，11(7):1019 －1029

［6］朱戰勝，張晶，劉素芳，等.快速測定營養強化大米和鐵鍋烹飪食品中的鐵含量［J］.中國食物與營養，2011，17(1):83－85

［7］喬善寶，王慶東，焦昌梅.熒光猝滅法測定嬰幼兒米粉中的鐵［J］.化學世界，2010，51(1):15 －17

［8］王小偉，侯彩云.小麥粉中三價鐵檢測方法的研究［J］.中國糧油學報，2006，21(5):144 －147

［9］李原芳，黃承志，胡小莉.共振光散射技術的原理及其在生化研究和分析中的應用［J］.分析化學，1998，26(12):1508－1515

［10］梁金虎，唐英，張進，等.共振光散射技術的原理與研究進展［J］.重慶文理學院學報:自然科學版，2010，29(4):31－36

［11］謝鋰紗，李永麗，劉忠芳，等.共振瑞利散射法測定鹽漬食品中的亞鐵氰化鉀［J］.分析化學，2006，34(10):1511－1511.