鄰菲羅啉分光光度法測(cè)定畜禽肉中的鐵元素含量

王 遷

(渭南師范學(xué)院 化學(xué)與材料學(xué)院, 陜西 渭南 714099)

鐵元素是人體必需微量元素中含量最多的一種，在人體生命活動(dòng)中擔(dān)負(fù)著重要的生理功能[1-2]。鐵是構(gòu)成血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素和多重氧化酶的重要成分，能幫助運(yùn)輸氧氣，直接參與人體能量代謝，同時(shí)鐵能幫助機(jī)體提高免疫力，增強(qiáng)體質(zhì)[3-5]。人體內(nèi)缺鐵會(huì)導(dǎo)致代謝紊亂，持續(xù)疲勞，影響生長(zhǎng)發(fā)育，嚴(yán)重者會(huì)引發(fā)貧血等各種疾病。人體若攝入過(guò)量的鐵會(huì)導(dǎo)致鐵中毒，引起組織的嚴(yán)重破壞、血色素沉著癥、誘發(fā)癌癥等，嚴(yán)重者甚至危及生命[6-10]。所以，人體只有攝入正常含量的鐵才能保證機(jī)體的健康。在日常生活中很多人都會(huì)通過(guò)服用營(yíng)養(yǎng)品的方式補(bǔ)充鐵元素，但在大多數(shù)情況下是通過(guò)攝取含鐵的食物進(jìn)行補(bǔ)充。

畜禽肉類(lèi)是膳食中鐵的良好來(lái)源，其含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、礦物質(zhì)及多種維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[11-12]。常吃畜禽肉類(lèi)有補(bǔ)中益氣、滋養(yǎng)脾胃及強(qiáng)筋壯骨等功效。因而測(cè)定畜禽肉中鐵元素的含量具有重要的醫(yī)學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)意義。鄰菲羅啉是測(cè)定微量鐵的一種較好顯色劑，其測(cè)定肉類(lèi)中鐵元素的原理是在pH 4～6條件下，用鹽酸羥胺把Fe3+完全還原為Fe2+，F(xiàn)e2+與鄰菲羅啉生成穩(wěn)定的橙紅色絡(luò)合物，用可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定其吸光度，繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)而根據(jù)朗伯-比爾定律求得畜禽肉中鐵元素的含量?；诖耍捎绵彿屏_啉分光光度法對(duì)常見(jiàn)畜禽肉中的鐵元素含量進(jìn)行測(cè)定，探討該方法測(cè)定肉類(lèi)中鐵元素的可行性，以期為快速檢測(cè)畜禽肉中的鐵元素含量提供方法參考，也為后續(xù)相應(yīng)的保健藥物開(kāi)發(fā)提供有效的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

儀器：1810B型自動(dòng)雙重純水蒸餾器(上海申立玻璃儀器有限公司)，TU-1800PC紫外分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)，BS-224S型電子天平(深圳泰立儀器公司)，WG43-電熱鼓風(fēng)干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司)。

試劑：硫酸亞鐵胺、鹽酸羥胺、鄰菲羅啉、濃硝酸、濃鹽酸、乙酸和乙酸鈉均為分析純，試驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

檢測(cè)樣品：新鮮豬肉、牛肉、羊肉、雞肉、鴨肉、鵝肉、豬肝、牛肝、羊肝、雞肝、鴨肝和鵝肝均購(gòu)于渭南市某大型超市。

1.2 待測(cè)樣品處理

取少許各檢測(cè)樣品(豬肉、牛肉、羊肉、雞肉、鴨肉、鵝肉、豬肝、牛肝、羊肝、雞肝、鴨肝、鵝肝)，分別用自來(lái)水、二次蒸餾水沖洗干凈，置陰涼處自然風(fēng)干，于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中110℃烘至恒重，用小型粉碎機(jī)粉碎，保存于干燥器中，備用。

分別稱取預(yù)處理后的試樣1.000 g于100 mL燒杯中，各樣品進(jìn)行編號(hào)，并緩慢加入混合酸25 mL(濃HNO3∶HClO4=4∶1)，搖勻，放置在通風(fēng)櫥中浸泡過(guò)夜，次日將樣品置于電熱板上消解，先緩慢加熱2 h除去有機(jī)質(zhì)，隨后高溫加熱至溶液變?yōu)樽睾谏?，取下蒸發(fā)液，靜置冷卻，補(bǔ)加少量混合酸繼續(xù)加熱消解，使樣品處于微沸狀態(tài)，至大量白煙冒出，消化液變?yōu)槌吻濉⑼该?、無(wú)色或微帶黃色，靜置冷卻后將消化液移至100 mL容量瓶中，用二次蒸餾水少量多次洗滌燒杯，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，搖勻，待測(cè)。按相同的方法做空白對(duì)照樣品。

1.3 最佳測(cè)定條件試驗(yàn)

1.3.1 波長(zhǎng) 用移液管準(zhǔn)確移取10.0 μg/mL的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00 mL于50 mL容量瓶中，依次向容量瓶中加入10%鹽酸羥胺溶液1.00 mL、HAc-NaAc緩沖溶液5.00 mL及0.15%鄰菲羅啉溶液1.00 mL，用二次蒸餾水定容至刻度，搖勻，靜置15 min。用1 cm比色皿，以空白試劑作為參比溶液，用分光光度計(jì)在440～560 nm波長(zhǎng)測(cè)定樣品的吸光度值，每隔10 nm測(cè)定1次吸光值。以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制出吸收曲線，確定最佳波長(zhǎng)。

1.3.2 顯色劑用量 在9個(gè)50.00 mL容量瓶中分別加入10.0 μg/mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00 mL，10%鹽酸羥胺溶液1.00 mL，HAc-NaAc緩沖溶液5.00 mL，依次向容量瓶中加入體積分別為0.00、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL、3.00 mL、3.50 mL、4.00mL的0.15%鄰菲羅啉溶液，每加1種試劑后搖勻，用二次蒸餾水定容至刻度，靜置15 min。用1 cm比色皿，以空白試劑作為參比溶液，用測(cè)定所得的最佳波長(zhǎng)測(cè)定各溶液的吸光度，確定鄰菲羅啉最佳用量。

1.3.3 顯色時(shí)間 在8個(gè)50.00 mL容量瓶中分別加入10.0 μg/mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00 mL，10%鹽酸羥胺溶液1.00 mL，依次向容量瓶中加入HAc-NaAc緩沖溶液5.00 mL，加入測(cè)定所得的鄰菲羅啉溶液最佳用量，用二次蒸餾水定容至刻度，搖勻，靜置。用1 cm比色皿，以空白試劑作為參比溶液，在最佳波長(zhǎng)處測(cè)定不同放置時(shí)間的溶液吸光度，放置時(shí)間分別為2 min、5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min和40 min，確定鄰菲羅啉最佳放置時(shí)間。

1.3.4 pH值 在8個(gè)50.00 mL容量瓶中分別加入10.0 μg/mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00 mL，10%鹽酸羥胺溶液1.00 mL，搖勻，依次向容量瓶中加入pH為1、2、3、4、5、6、7、8的HAc-NaAc緩沖溶液，加入最佳用量的鄰菲羅啉溶液，用二次蒸餾水定容至刻度，搖勻，靜置15 min。用1 cm比色皿，以空白試劑作為參比溶液，在最佳波長(zhǎng)處測(cè)定各溶液的吸光度。

1.3.5 鹽酸羥胺用量 在8個(gè)50.00mL容量瓶中分別加入10.0 μg/mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00 mL，依次加入10%鹽酸羥胺溶液0.00 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL、3.00 mL，再加入最佳pH值的HAc-NaAc緩沖溶液和鄰菲羅啉溶液最佳用量，用二次蒸餾水定容至刻度，搖勻，在最佳靜置時(shí)間條件下，用1 cm比色皿，以空白試劑作為參比溶液，在最佳波長(zhǎng)處測(cè)定各溶液的吸光度。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

在9個(gè)50.00 mL容量瓶中分別加入10.0 μg/mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、5.00 mL、6.00 mL、7.00 mL、8.00 mL，以空白試劑作為參比溶液，按最佳測(cè)定條件測(cè)定各溶液的吸光度，以吸光度(A)為縱坐標(biāo)，鐵含量(C)為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.5 樣品中鐵含量的測(cè)定

準(zhǔn)確吸取各測(cè)定樣品(豬肉、牛肉、羊肉、雞肉、鴨肉、鵝肉；豬肝、牛肝、羊肝、雞肝、鴨肝、鵝肝)儲(chǔ)備液5.00 mL分別置于50 mL容量瓶中，按最佳測(cè)定條件測(cè)定各樣品的吸光度值，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計(jì)算各樣品的鐵含量。

1.6 方法的精密度測(cè)定

分別對(duì)雞肉、羊肉、鵝肉、鴨肝、羊肝、牛肝樣品的鐵含量進(jìn)行6次平行測(cè)定，以考察方法的精密性。

1.7 方法的回收率測(cè)定

為考察分析方法的可靠性，分別取雞肉、羊肉、鵝肉、鴨肝、羊肝、牛肝樣品進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)樣品中待測(cè)的鐵元素進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。為避免試驗(yàn)的偶然性，加標(biāo)濃度分為低、中、高濃度水平同時(shí)進(jìn)行[11-13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的最佳測(cè)定條件

樣品的吸光度值在波長(zhǎng)為510 nm時(shí)最大，選擇最佳波長(zhǎng)為510 nm。

隨著顯色劑鄰菲羅啉溶液用量的增加吸光度值不斷上升，當(dāng)鄰菲羅啉用量達(dá)1.00 mL時(shí)，吸光度值達(dá)最大且趨于穩(wěn)定，故顯色劑鄰菲羅啉的用量選擇為1.00 mL。

在設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)，顯色時(shí)間的吸光度值隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增大，當(dāng)顯色反應(yīng)15 min后，吸光度值達(dá)最大值且基本穩(wěn)定，因此，選擇最佳顯色時(shí)間為15 min。

HAc-NaAc緩沖溶液的pH為5.00時(shí)體系吸光度值最大，因此，測(cè)定體系選擇最佳pH值為5.00。

隨著10%鹽酸羥胺溶液用量的增加吸光度不斷上升，當(dāng)鹽酸羥胺溶液用量為1.00 mL時(shí)吸光度達(dá)最大值且趨于穩(wěn)定，故鹽酸羥胺溶液的用量選擇為1.00 mL。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，以吸光度(A)為縱坐標(biāo)，鐵含量(C)為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖1)。線性回歸方程為A=0.163C+0.007 5，R=0.999 1。

2.3 不同畜禽肉及肝臟中的鐵元素含量

利用建立的分光光度法測(cè)定不同畜禽肉及肝臟中的微量元素鐵含量，結(jié)果(圖2)表明，畜禽肝臟中的鐵元素含量遠(yuǎn)高于肉類(lèi)。畜禽肝臟中鐵含量以鴨肝的最高，為477.93 mg/kg；其次是豬肝，為468.36 mg/kg；再次是羊肝，為393.52 mg/kg；牛肝的最少，為157.48 mg/kg。畜禽肉中鐵含量以鵝肉的最高，為47.26 mg/kg，其次是牛肉，為32.25 mg/kg，雞肉的最少，僅13.46 mg/kg。

2.4 方法的精密度

由表1可知，方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.57%～4.90%，說(shuō)明測(cè)定方法的精密度高。

表1 方法的精密度測(cè)定結(jié)果(n=6)

2.5 方法的回收率

由表2可知，樣品加標(biāo)回收率為92.43%～105.48%，回收效果較好，符合火焰原子吸收光譜法的檢測(cè)要求。

表2 樣品加標(biāo)回收率的測(cè)定結(jié)果

3 結(jié)論與討論

對(duì)優(yōu)化的鄰菲羅啉分光光度法測(cè)定畜禽肉中鐵含量，即將測(cè)定樣品用VHNO3∶VHClO4為4∶1的混合體系進(jìn)行硝解，在用分光光度計(jì)波長(zhǎng)為510 nm，顯色劑鄰菲羅啉的用量為1.00 mL，顯色反應(yīng)時(shí)間15 min， HAc-NaAc緩沖溶液的pH為5.00，10%鹽酸羥胺溶液用量1.00 mL的條件下測(cè)定，結(jié)果為畜禽肝臟中的鐵元素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其肉類(lèi)，鴨肝中的鐵含量最高，為477.93 mg/kg，鐵元素含量由大到小依次為鴨肝、豬肝、羊肝、雞肝、鵝肝、牛肝、鵝肉、牛肉、羊肉、鴨肉、豬肉、雞肉。

鄰菲羅啉分光光度法測(cè)定畜禽肉中鐵含量的精密度高(RSD為0.57%～4.90%)，回收效果好(回收率為92.43%～105.48%)，具有簡(jiǎn)便快速、準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)。