油條中鋁元素的定性檢測實驗探究

喬金鎖+張向忠+姚霞飛

摘要：采用化學(xué)實驗室常用儀器與試劑，利用鋁離子的特征反應(yīng)，對兩種不同產(chǎn)地的油條分別灰化、研磨后，對試樣中的鋁用1.0mol/L的鹽酸溶液提取、過濾、脫色，對所得試液進行定性檢測。實驗表明：兩種油條中均含有鋁。實驗安全、可靠、靈敏度高，儀器簡單、操作方便，污染小、成本低，適宜作為學(xué)生探究實驗。

關(guān)鍵詞：油條；鋁含量；允許攝入量；定性檢驗；實驗探究

文章編號：1005-6629（2015）12-0056-03 中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：B

人體內(nèi)過多的鋁對人中樞神經(jīng)系統(tǒng)及胚胎發(fā)育等均有不良影響，還可能干擾孕婦體內(nèi)的酸堿平衡，使卵巢萎縮，影響胎兒生長和機體磷鈣的代謝。老年癡呆癥、關(guān)島帕金森氏癡呆綜合癥、肌萎縮性脊髓硬化和透析性腦病等神經(jīng)失調(diào)疾病、骨軟化癌及貧血等，在臨床上發(fā)現(xiàn)都與鋁有關(guān)。另外，人體攝入的鋁的排泄主要通過腎臟，鋁在體內(nèi)積蓄，必然要增加腎的負擔(dān)，對腎臟造成傷害，引起腎功能失調(diào)、腎衰竭和尿毒癥等。鋁在人體內(nèi)引起的毒性是緩慢的、長期的、不易被覺察的，然而一旦發(fā)生代謝紊亂，后果卻是嚴重的、不可恢復(fù)的。可見，人攝入鋁過量，會對人體造成不可估量的危害。因此，世界衛(wèi)生組織把鋁列為食品污染源之一，WTO和FAO規(guī)定鋁的暫定每周允許攝入量為7 mg/kg。我國食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2760-1996規(guī)定，用于油炸食品和蒸制面食中鋁的殘留量不得超過100 mg/kg，成人每日攝入鋁元素的量應(yīng)控制在0.004g以下。油條是中國北方常用食品之一，每270g油條中約含有0.9g明礬[KAlSO₄）₂·12H₂O]。若成人每日食用50g油條，鋁元素的攝入量為0.0094g，這已約超過了日容許攝入量的2倍。我們采用實驗室中簡單儀器和微型實驗，利用鋁的特征反應(yīng)，對兩種不同產(chǎn)地的油條中是否含鋁進行了定性檢測，結(jié)果顯示兩種油條中均含有鋁。建議應(yīng)盡量少吃或不吃含鋁油條。該實驗可作為學(xué)生探究實驗的素材。

1 實驗用品

儀器與材料：研缽、火柴、坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角、酒精燈、學(xué)生天平、藥勺、點滴板、長頸漏斗、濾紙、鐵架臺、小燒杯（50mL）、大燒杯（500mL）、電熱套、離心管若干、玻璃棒、膠頭滴管若干、容量瓶（100mL）

實驗試劑：工業(yè)酒精、鹽酸（0.05 mol/L、0.1mol/L、0.3 mol/L、0.5 mol/L、1.0 mol/L）、活性炭、鋁試劑、HAC（2 mol/L）、2%氨水

實驗試樣：①號油條（晉中市田森超市中廚）、②號油條（晉中市玉湖小攤）

2 實驗原理

在離心試管中依次滴加2滴鋁離子試液、5滴水、2滴2 mol/L HAC和2滴鋁試劑，振蕩后在水浴中加熱片刻，再加入2滴氨水，若生成紅色絮狀沉淀，證明鋁離子存在。

3 實驗探究步驟

3.1 實驗前查閱文獻和探究方案設(shè)計

實驗前通過搜集相關(guān)資料與信息，結(jié)合教師的指導(dǎo)與同學(xué)的交流，明確哪些日常食品中含有鋁？過量攝入鋁會給人體帶來哪些危害？如何檢測兩種油條中是否含有鋁離子？需要用什么物質(zhì)把油條中鋁溶解出來？鋁離子所涉及的特征反應(yīng)是什么？鋁離子檢驗時是否有干擾以及如何排除干擾？

3.2 探究方案的審閱

要求探究方案設(shè)計遵循化學(xué)實驗的基本要求，即操作簡單方便，現(xiàn)象明顯穩(wěn)定，便于觀察，結(jié)論可靠合理。方案確定后交由指導(dǎo)老師審閱修改，最后確定實驗方案并進行實驗探究。

3.3 試樣處理

3.3.1 確定合適濃度的鹽酸溶液

為防止實驗現(xiàn)象產(chǎn)生干擾，經(jīng)對照試驗后決定本實驗選用1.0 mol/L的鹽酸做油條浸泡液。

3.3.2 獲取油條中鋁試液

（1）灰化法獲取①號油條試液

將①號油條風(fēng)干后，稱取10g放在研缽中，研磨后在坩堝中加酒精點燃灰化后，得剩余物4g。稱取1g油條灰于干凈小燒杯中，加入1.0 mol/L鹽酸溶液10mL，用玻璃棒攪拌后過濾，得黃色濾液。在濾液中加入適量活性炭，進行脫色處理，再過濾后得到無色透明試液。

（2）研磨法獲取①號油條試液

稱取新鮮油條1g，將其研碎，置于小燒杯中，加入1.0 mol/L鹽酸10mL，攪拌后靜止一會兒進行過濾，得到淺黃色濾液。在濾液中加入適量活性炭進行脫色處理，再過濾后得到無色透明試液。

（3）用上述方法獲取②號油條試液

用灰化法獲取②號油條無色透明試液；用研磨法獲取②號油條無色透明試液。

3.4 實驗探究

3.4.1 ①號油條中鋁的定性檢驗

（1）灰化法獲取①號油條試液中鋁的定性檢驗

按照人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《實驗化學(xué)》鋁離子的檢驗方法進行檢驗。在離心管中滴加2滴鋁試液、5滴水、2滴2 mol/L HAC和2滴鋁試劑，振蕩后在水浴中加熱片刻，再滴加2滴2%氨水，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：離心管中試液有紅色絮狀沉淀。

作出判斷：①號油條中含有鋁。

（2）研磨法獲取①號油條試液中鋁的定性檢驗

檢驗方法同（1）。在離心管中滴加2滴鋁試液、5滴水、2滴2 mol/L HAe和2滴鋁試劑，振蕩后在水浴中加熱片刻，再滴加2滴2%氨水，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象：離心管中試液有紅色絮狀沉淀。

作出判斷：①號油條中含有鋁。

3.4.2 ②號油條中鋁的定性檢驗

（1）灰化法獲取②號油條試液中鋁的定性檢驗

檢驗方法同3.4.1中（1）。

實驗現(xiàn)象：離心管中試液有紅色絮狀沉淀。其紅色較3.4.1中（1）、（2）的紅色深。

作出判斷：②號油條中含有鋁，且比①號油條中含鋁多。

（2）研磨法獲取②號油條試液中鋁的定性檢驗

檢驗方法同3.4.1中（2）。

實驗現(xiàn)象：離心管中試液有紅色絮狀沉淀。其紅色較3.4.1中（1）、（2）的紅色深。

作出判斷：②號油條中含有鋁，且比①號油條中含鋁多。

3.4.3 檢測油條中鋁的空白實驗與對照實驗

把50g油條（一根）灰化后轉(zhuǎn)入燒杯中，加入1.0 mol/L鹽酸65mL，攪拌后過濾、濾液脫色，得15mL無色透明試液。若成人每日食用50g油條（一根），鋁元素的攝入量為0.0094g。把含0.0094g鋁的0.165g明礬用15mL蒸餾水溶解，得對照實驗試液。先后分別做檢測油條中鋁的實驗、對照實驗和空白實驗，實驗情況見表1。

4 結(jié)論與討論

通過以上的實驗探究，定性地檢測出了晉中市田森超市中廚油條和玉湖小攤油條均含有鋁，且玉湖小攤油條鋁含量較田森超市油條多。以上結(jié)論只代表本實驗所用產(chǎn)地的油條中所含鋁的情況，不同產(chǎn)地的油條實驗結(jié)果可能會存在不同程度的差異。

4.1 可用灰化法與研磨法獲取油條中鋁試液

用灰化法與研磨法所獲油條中鋁試液都可以檢測出鋁，但研磨法獲取鋁試液比灰化法簡便，可依據(jù)具體情況取其中一種方法處理試樣。

4.2 油條中為什么加入明礬

為了使油條松脆可口，揉制油條面團時加入了明礬和蘇打，在高溫油炸過程中，明礬和蘇打發(fā)生以下反應(yīng)：

由于CO₂大量產(chǎn)生，使油條內(nèi)部膨脹形成較大的孔隙，氫氧化鋁膠體對此孔隙具有—定的支撐作用，并在表面形成一層松脆的皮膜，非常好吃。現(xiàn)在，無鋁膨松劑雖已經(jīng)研發(fā)成功，但油條制作者為什么還要在原料中加入明礬呢？一是加明礬比加無鋁膨松劑成本低；二是明礬的收斂作用，能和蛋白質(zhì)結(jié)合形成疏松凝膠而固化，使食品組織致密化，也就是使油條更脆，而無鋁膨松劑難有如此效果；三是政府相關(guān)部門對無鋁膨松劑的推廣力度還不夠；四是衛(wèi)生監(jiān)督部門監(jiān)管不力。

4.3 亟待開發(fā)和完善無鋁膨松劑，消除油條中的鋁污染

潘鋒、陳在耀等用鉻天青分光光度法分別對葫蘆島市、三明市市售油條中鋁含量檢測的結(jié)果顯示，其含量范圍為134.69～653.99 mg/kg，鋁含量嚴重超標(biāo)。陸日貴等對南寧市面制食品油條、饅頭進行隨機抽樣，按GB/T 5009.182-2003方法進行檢測，結(jié)果顯示共檢測油條136份，鋁含量超標(biāo)124份，超標(biāo)率為91.2%。可見，油條的鋁污染范圍很廣原因是加工過程中使用含鋁添加劑造成的。要想從根本上控制食品中鋁污染，重點在控制含鋁膨松劑的使用。無鋁膨松劑是復(fù)合膨松劑的一種，目前研究主要集中在以磷酸鹽、酒石酸氫鉀、檸檬酸等為主要原料代替酸性劑中的明礬。利用酸性磷酸鹽和有機酸鹽在受熱時可與NaHCO₃發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生CO₂的特性，將小蘇打、酒石酸氫鉀、磷酸二氫鈣和葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯配制成復(fù)合膨松劑，將其調(diào)制在油條面團中，炸制時發(fā)生反應(yīng)放出CO₂，使制品體積膨脹，同時形成均勻致密、疏松多孔的組織結(jié)構(gòu)，達到膨松的目的。

5 結(jié)語

多數(shù)喜歡食用油條、粉條、粉絲、粉皮、涼粉、涼皮、膨化食品等含鋁食品的人，很少或不考慮由鋁帶來的對身體的危害，特別是學(xué)生，這是必須引起注意的。通過該實驗，學(xué)生不僅可以方便地檢測油條中是否含有鋁，而且可以調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生更好地理解化學(xué)與生活的密切關(guān)系，理解化學(xué)知識的價值。該實驗比4.3中所述定量檢測食品中鋁含量方法所用儀器簡單、操作簡便、安全可靠、靈敏度高、成本低。該實驗作為學(xué)生探究實驗的素材，一般實驗室設(shè)備都能滿足實驗所需要的條件。