測定面制品中鋁含量的方法結合與比較

王 茜，田思琪

（鞍山市檢驗檢測認證中心，遼寧鞍山 114000）

油條、饅頭和糕點等面制品深受人們的喜愛，但在加工時，可能會使用硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨這兩種含有鋁添加劑的發酵粉，發酵粉中鋁的質量分數高達2 458.26 mg·kg-1[1]。人體攝入過多的鋁，在體內蓄積后會擾亂中樞神經的活動，引起消化系統功能紊亂，妨礙正常的鈣、磷代謝，抑制機體內的抗氧化系統，引起多種疾病[2]。盡管國家標準沒有對食品添加劑中鋁含量作出規定，但在國家標準《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）中規定，油炸面制品和烘烤食品中鋁的殘留量應不大于100 mg·kg-1，而對于饅頭花卷類則是不得使用。從調查結果來看，油炸類面制品特別是油條的鋁殘留量超標嚴重，主要是很多經營者采用傳統加工工藝發酵，使油條可以膨松 香脆[3]。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

MARS6微波消解儀，培安科技（北京）有限公司；UV-4802S紫外可見分光光度計，尤尼柯（上海）儀器有限公司；NExION 1000G電感耦合等離子體質譜儀，鉑金埃爾默股份有限公司。

質控樣品（餅干中鋁），參考值68 mg·kg-1，廣州譜恩科學儀器有限公司；鋁標準溶液，100 μg·mL-1，中國計量科學研究院；內標溶液（Ge、In、Re、Rh和Sc），100 μg·mL-1，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.2 實驗方法

1.2.1 試樣消解

（1）干灰化法。分別準確稱取0.5 g試樣（1～4）于100 mL坩堝中，蓋蓋，于加熱板上加熱碳化至無煙，移至馬弗爐內550 ℃灰化6 h，取出冷卻至室溫，加入少量水后再次在加熱板上進行碳化至無煙。用水轉移定容至50 mL容量瓶中，混勻備用。同時做試劑空白試驗。

（2）濕法消解法。分別準確稱取0.5 g試樣（5～8）于消解管中，加入10 mL硝酸，0.5 mL硫酸，于100 ℃電熱板上加熱1 h，升溫至150 ℃加熱1 h，再升至180 ℃加熱2 h，最后升至200 ℃。為避免消解不完全，再補加5 mL硝酸繼續消化，如此反復3次，直至消化液較為澄清。用水轉移定容至50 mL容量瓶中，混勻備用。同時做試劑空白試驗[4]。

（3）微波消解法。分別準確稱取0.5 g試樣（9～12）于消解管中，加10 mL硝酸，加蓋放置過夜，用微波消解儀消解試樣，消解條件見表1，冷卻后取出消解管，緩慢打開罐蓋排出氣體，用少量水沖洗內蓋，置于100 ℃趕酸儀中加熱趕去棕色氣體。取出冷卻，用水轉移定容至50 mL容量瓶中，混勻備用。同時做試劑空白試驗[5]。

表1 微波消解儀條件

1.2.2 紫外分光光度計檢測

（1）配制鋁標準使用液1 μg·mL-1，取25 mL比色管，分別吸取鋁標準使用液0 mL、0.500 mL、 0.750 mL、1.000 mL、1.500 mL、2.000 mL、 3.000 mL、4.000 mL和5.000 mL，加水至10 mL。

（2）分別吸取12個試樣的消解液1.000 mL和 3個空白液1.000 mL置于25 mL比色管中，加水至10 mL。

（3）向標準管、試樣管和空白管中各加1滴對硝基苯酚乙醇溶液，混勻，滴加氨水溶液至淺黃色，滴加硝酸溶液至黃色剛剛消失，再多加1 mL，加 1 mL抗壞血酸溶液，混勻后加2 mL鉻天青S溶液，1 mL TritonX-100溶液，2 mL CPB溶液，2 mL乙二胺-鹽酸緩沖溶液，加水定容至25 mL，混勻，放置40 min。于620 nm波長處，用1 cm比色皿以空白溶液為參比測定吸光度值[4]。

1.2.3 電感耦合等離子體質譜法

（1）配制鋁標準使用液10 μg·mL-1，用2%硝酸溶液將鋁標使用液逐級稀釋成一組濃度為0 mg·L-1、 0.1 mg·L-1、0.5 mg·L-1、1.0 mg·L-1、2.0 mg·L-1、 3.0 mg·L-1和5.0 mg·L-1的工作液。樣品定量方式采用外標法，內標元素選用鍺（Ge）。用2%硝酸溶液將內標配制成50 ng·mL-1。

（2）分別準確稱取0.5 g試樣（13～16）于消解管中，各加10 mL硝酸，加蓋放置過夜，用微波消解儀消解試樣，消解條件見表1，冷卻后取出消解管，緩慢打開罐蓋排出氣體，用少量水沖洗內蓋，置于100 ℃趕酸儀中加熱趕去棕色氣體。取出冷卻，用水轉移定容至50 mL，混勻備用。同時做試劑空白試驗。

（3）先使用調諧液調整電感耦合等離子體質譜儀的工作條件，使之雙電荷、分辨率、靈敏度、氧化物等各項指標達到測試要求[6]。質譜儀的工作參數為射頻功率1 500 W；跳峰采集模式；霧化器流量 1.0 L·min-1；輔助氣流量1.0 L·min-1；冷卻氣流量 15 L·min-1；氦氣流量0.90 L·min-1；模式KED；掃描次數3次；采樣深度8 mm。

2 結果與分析

2.1 紫外分光光度計檢測結果

2.1.1 標準曲線

用紫外分光光度計測定標準溶液，以鋁的含量為橫坐標，以吸光度為縱坐標繪制標準曲線，得線性方程為x=0.166 6y-0.005，R2=0.999 9，見圖1。

圖1 紫外分光光度法測定鋁的標準曲線

2.1.2 紫外分光光度計結合各前處理方法測定結果

將前處理好的1～12質控樣和空白液，用紫外分光光度計測定吸光度值和鋁含量。數據見表2。干灰化消解法4個質控樣的平均值55.93 mg·kg-1，回收率為74.7%～87.9%，RSD為6.81%；濕法消解法平均值59.48 mg·kg-1，回收率為82.5%～93.4%，RSD為5.36%；微波消解法平均值64.29 mg·kg-1，回收率93.2%～95.7%，RSD為1.11%。

干灰化消解法屬于敞開式操作，處理過程復雜煩瑣、耗時，實驗過程需專人看護，各樣品間的消化程度難以控制，且回收率較低，精密度較差；濕法消解法同樣屬于敞開式操作，酸量消耗大，安全性較弱，產生大量酸霧，環境污染較重；微波消解法用時較短，操作簡便，密閉系統可防止元素的揮發損失，回收率和精密度較好，用酸情況較安全，對實驗室的環境和檢測人員的健康損害較小，且能同時檢測大量樣品。

表2 紫外分光光度計結合各前處理方法測定結果

2.2 電感耦合等離子體質譜結合微波消解法檢測結果

線性回歸方程為y=77x，相關系數R2=0.999 363， 鋁標準曲線見圖2。測定13～16的結果分別為 67.29 mg·kg-1、68.10 mg·kg-1、67.68 mg·kg-1、 68.39 mg·kg-1。電感耦合等離子體質譜法測定樣 品13～16平 均 值67.86 mg·kg-1，回 收 率99.0%～100.6%，RSD為0.71%。

與常規的分光光度法相比，ICP-MS法具有優越的檢測能力，快速準確、靈敏度高、檢出限低，結合碰撞反應技術可用于絕大部分元素的精準檢測[7-8]。但所需儀器費用昂貴，成本較高。

3 結論

如果實驗室配有電感耦合等離子體質譜儀，可微波消解處理試樣，再利用電感耦合等離子體質譜法檢測鋁，可快速準確地完成大量檢測任務。但如果實驗室預算有限，沒有配備電感耦合等離子體質譜儀，也可先利用微波消解進行樣品前處理，再通過紫外分光光度計進行比色測定，同樣也有較高的回收率，相比較其他前處理方法，微波消解法操作簡便，用酸情況相對安全性高，既能使用實驗室常規設備，降低成本，也能縮短檢驗時間。

圖2 電感耦合等離子體質譜法測定鋁的標準曲線圖