快速测定面制食品中铝含量的方法

摘要

本发明提供了一种快速测定面制食品中铝含量的方法，用铝标准储备液配制六种铝标准溶液；吸取铝标准溶液于带刻度的比色管中，分别加入铬天青S溶液、乳化剂OP溶液、溴代十六烷基吡啶溶液和乙二胺-盐酸缓冲液，定容，摇匀放置后，测定吸光度；绘制系列铝标准液的工作曲线；称取待测面制品，烘干、磨碎、过筛，制成干基样品；在干基样品中加入蒸馏水和酸液，超声波提取后，过滤，得样品制备液；将样品制备液和上述所用试剂加入比色管，定容至刻度，摇匀放置，测定吸光度，同时作空白实验；根据公式计算待测面制品中的铝含量。该快速测定方法能缩短检样周期、节省能源，稳定性、重现性和稳定性较好，回收率较高，能满足实验室的检测要求。

说明书

技术领域

本发明属于食品安全检测技术领域，涉及一种测定面制食品中某种特定元素含量的方法，特别涉及一种快速测定面制食品中铝含量的方法。 

背景技术

铝不是人体必需元素，到目前为止还没有发现人体缺乏时，会给健康带来什么损害，反之，铝盐摄入过多会使人体形成积累性中毒，影响孩子骨骼生长，智力也会受到一定的影响；会导致老年性痴呆、脑病、骨病、肾病、非缺铁性贫血、机体免疫功能下降等危害性疾病。

面制食品中铝的最大来源是人为超范围、超量使用含铝食品添加剂（譬如：以十二水合硫酸铝钾作为膨松剂），使得面制食品中铝离子含量明显增高。馒头、油条等面制食品中铝的含量超过国家标准的情况十分严重。因此，国家食品安全领域强制执行检测食品中铝离子的含量。面制食品中铝的测定方法主要执行国标GB/T5009.182-2003中规定的分光光度计法。另外，还有原子吸收光谱法（ААS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ΙCP-OES）等。这些检测方法中均采用硝酸、高氯酸消解、微波消解法和干灰化法处理样品，样品处理耗时长、工作效率低、检测成本较高。 

发明内容

 本发明的目的是提供一种样品处理时间短、工作效率高，检测成本低的快速测定面制食品中铝含量的方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种快速测定面制食品中铝含量的方法，具体按以下步骤进行：

步骤1：用质量体积浓度1.0mg/mL的铝标准储备液配制质量体积浓度分别为0.5μg/mL、1.0μg/mL、2.0μg/mL、3.0μg/mL、4.0μg/mL和5.0μg/mL的六种铝标准溶液；将每一种铝标准溶液分别进行如下处理：吸取100μL铝标准溶液于5mL带刻度的比色管中，分别加入300μL铬天青S溶液、100μL乳化剂OP溶液、200μL溴代十六烷基吡啶溶液和300μL乙二胺-盐酸缓冲液，蒸馏水定容至2.5mL，摇匀放置15min后，在620nm波长下测定吸光度；然后以吸光度为纵坐标，铝标准液中铝的质量为横坐标，绘制系列铝标准液的工作曲线；同时作空白实验，以空白作参比；

步骤2：称取10g均匀的待测面制品作为试样，在100±3℃温度下烘干3～6h，磨碎，过筛，制成干基样品；

步骤3：称取0.1g干基样品，置于50mL烧杯中，加入18mL蒸馏水和2.0mL酸液，超声波提取5～30min，过滤提取液，得样品制备液；

步骤4：取100μL样品制备液于5mL带刻度比色管中，分别加入300μL铬天青S溶液、100μL乳化剂OP溶液、200μL溴代十六烷基吡啶溶液和300μL乙二胺-盐酸缓冲液，用蒸馏水定容至2.5mL刻度，摇匀放置15～120min，用UV2300双光束紫外风光光度计、在620nm波长下测定吸光度，同时作空白实验；

步骤5：根据步骤4测得的样品制备液的吸光度值，从步骤1绘制的系列铝标准液的工作曲线上找到该吸光度值对应的铝的质量，按下式计算待测面制品中的铝含量X：

式中：X表示试样中的铝含量，单位mg/kg；C₁表示步骤5测得的样品制备液的吸光度所对应的铝的质量，单位μg；C₀表示试样空白液中铝的质量，单位μg；m表示试样质量，单位g；V₁表示步骤4中样品制备液的总体积，单位mL；V₂表示步骤5中定容后液体的体积，单位mL。

上述步骤1和步骤5中所用的试剂：

称取0.1g铬天青S，溶于100mL乙醇溶液（1+1）中，混匀，得质量体积浓度为1g/L的铬天青S溶液；

将3.0mL乳化剂OP溶于100mL水中，配成乳化剂OP溶液；

称取0.6g溴代十六烷基吡啶，溶于30mL乙醇中，加水稀释至200mL，得溴代十六烷基吡啶溶液；

取无水乙二胺100mL，加纯水200mL，冷却后加入190mL质量体积浓度为1.19g/mL 的盐酸，搅匀，调节pH值为6.7～7.0，制得乙二胺-盐酸缓冲液； 

本发明快速测定方法使用超声波提取面制食品中的铝，样品不经过干法或湿法消化处理，使得检测速度大大加快、缩短检样周期、节省能源，并具有较好的稳定性、重现性和稳定性，且回收率较高，能满足实验室的检测要求。

附图说明

图1是本发明方法中绘制的系列铝标准液的工作曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

面制食品中铝的测定方法主要执行国标GB/T5009.182-2003中规定的分光光度计法。另外，还有原子吸收光谱法（ААS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ΙCP-OES）等。但这些检测方法中均采用硝酸、高氯酸消解、微波消解法和干灰化法处理样品，样品处理耗时长、工作效率低、检测成本较高。为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种快速测定面制食品中铝含量的方法，使得样品处理时间短、工作效率高，检测成本低。该快速测定方法具体按以下步骤进行：

步骤1：称取0.1g铬天青S（C₂₃H₁₃O₉SC_l2Na₃），溶于100mL乙醇溶液（1+1）中，混匀，得质量体积浓度为1g/L的铬天青S溶液；

将3.0mL乳化剂OP溶于100mL水中，配成乳化剂OP溶液；

称取0.6g溴代十六烷基吡啶（CPB），溶于30mL乙醇（φ（C₂H₅OH）=95%）中，加水稀释至200mL，得溴代十六烷基吡啶溶液；

取无水乙二胺（C₂H₈N₂）100mL，加纯水200mL，冷却后缓缓加入190mL质量体积浓度为1.19g/mL 的盐酸，搅匀，用酸度计调节pH值为6.7～7.0，制得乙二胺-盐酸缓冲液；若pH>7，则慢慢滴加盐酸，若pH<6.7，可补加乙二胺溶液（1+2）；

步骤2：用质量体积浓度1.0mg/mL的铝标准储备液（购自中国计量科学研究院：北京）配制质量体积浓度分别为0.5μg/mL、1.0μg/mL、2.0μg/mL、3.0μg/mL、4.0μg/mL和5.0μg/mL的六种铝标准溶液；将每一种铝标准溶液分别进行如下处理：吸取100μL铝标准溶液于5mL带刻度的比色管中，分别加入300μL铬天青S溶液、100μL乳化剂OP溶液、200μL溴代十六烷基吡啶溶液和300μL乙二胺-盐酸缓冲液，用蒸馏水定容至2.5mL刻度，摇匀放置15min后，用UV2300双光束紫外风光光度计、在620nm波长下测定吸光度；然后以吸光度为纵坐标，铝标准液中铝的质量为横坐标，绘制如图1所示的系列铝标准液的工作曲线；该标准曲线的回归方程为：

y=0.13038x-0.0101,R²=0.9994。

同时作空白实验，以空白作参比；

步骤3：称取10g均匀的待测面制品作为试样，在100±3℃温度下烘干3～6h，磨碎，过40目筛，制成干基样品，保存在干燥的磨口玻璃瓶中备用；

步骤4：称取0.1g（精确至0.0001g）干基样品，置于50mL烧杯中，加入18mL蒸馏水和2.0mL酸液，将烧杯置于超声波发生器中，持续超声波提取5～30min，过滤提取液，得样品制备液；

酸液采用体积浓度为10%的盐酸溶液、体积浓度为10%的硫酸溶液或体积浓度为10%的硝酸溶液。

步骤5：取100μL样品制备液于5mL带刻度比色管中，分别加入300μL铬天青S溶液、100μL乳化剂OP溶液、200μL溴代十六烷基吡啶溶液和300μL乙二胺-盐酸缓冲液，用蒸馏水定容至2.5mL刻度，摇匀放置15～120min，用UV2300双光束紫外风光光度计、在620nm波长下测定吸光度，同时作空白实验；

步骤6：根据步骤5测得的样品制备液的吸光度值，从步骤2绘制的系列铝标准液的工作曲线上找到该吸光度值对应的铝的质量，按下式计算待测面制品中的铝含量X：

式中：X表示试样中的铝含量，单位mg/kg；C₁表示步骤5测得的样品制备液的吸光度所对应的铝的质量，单位μg；C₀表示试样空白液中铝的质量，单位μg；m表示试样质量，单位g；V₁表示步骤4中样品制备液的总体积，单位mL；V₂表示步骤5中定容后液体的体积，单位mL。

下面对本发明快速测定方法进行验证：

1）超声波提取时间

按上述步骤3和步骤4制备六种样品制备液，该六种样品制备液制备过程中的超声波提取时间分别为5min、10min、15min、20min、25min或30min；取六支5mL带刻度比色管，每支带刻度比色管加入一种样品制备液100μL，然后再在每支带刻度比色管中均加入按步骤1方法制得的铬天青S溶液300μL、乳化剂OP溶液100μL、溴代十六烷基吡啶溶液200μL和乙二胺-盐酸缓冲液300μL，蒸馏水定容至2.5mL，摇匀放置15min后，用UV2300双光束紫外风光光度计、在620nm波长下测定吸光度，同时作空白实验。分析结果如表1所示。

表1   不同超声波提取时间对样品吸光度的影响

表1显示：超声波提取时间在5min到30min的区间内，样品的吸光度无明显差异，说明本发明方法步骤4中，对样品进行5～30min的超声波提取时，不会影响样品的吸光度，该时间区间合理。在实际工作过程中，为了缩短检样周期、节省能源，可以在时间区间内任意选择超声波提取时间。

2）精密度实验

精确吸取步骤2配制的质量体积浓度为2.0μg/mL的铝标准溶液100μL于5.0mL带刻度的比色管中，按上述方法进行测定。连续测定6次，吸光度值分别为：0.245、0.238、0.252、0.242、0.241、0.247，精密度以其相对标准偏差RSD来估计，RSD为2.03%。实验结果表明，使用本发明方法测定同一样品的吸光度，吸光度的变化不大，稳定性较好，该方法能满足实验室的检测要求。

3）重复性实验

按步骤3的方法制备干基样品，称取该干基样品6份，按步骤4的方法制成六份样品制备液，按上述方法对该六份样品制备液分别进行测定，测得该六份样品铝的含量分别为：293.56mg/kg、294.98mg/kg、298.78mg/kg、291.25mg/kg、283.77mg/kg、293.90mg/kg，重复性以其RSD来估计，RSD为1.72%。实验结果表明，用本发明方法测定同一样品中铝的含量，结果变化不大，该方法具有较好的重现性。

4）稳定性实验

称取“3）重复性实验”中制备的干基样品六份，按步骤4的方法制成六份样品制备液，按上述方法处理后，分别在摇匀放置15min、30min、45min、60min、90min、120min进行测定，测得的吸光度值分别为0.235、0.238、0.233、0.223、0.210、0.198。实验结果表明，样品制备液在45min内稳定，在15min～45min测定最佳，吸光度值随时间的延长逐渐变小。

5）回收率实验

称取“3）重复性实验”中制备的干基样品6份，其中两份干基样品中分别加入25mg/kg的铝标准物质，另外两份干基样品中分别加入50mg/kg，剩余的两份干基样品中分别加入100mg/kg的铝标准物质，然后按步骤4的方法制得六份样品制备液，对该六份样品制备液分别进行测定，并计算回收率，结果见表2。

表2   回收率实验结果

表2显示：采用本发明方法处理样品后，样品中铝的回收率为82.08～97.02%。实验结果表明，使用本发明方法测定样品中铝的含量，结果重现性较好，该方法具有较好的准确性和可靠性，能满足实验室的检测要求。

通过精密度实验、重复性实验、稳定性实验和回收率实验验证，结果表明本发明快速检测方法具有良好地稳定性和可靠性。

样品制备液、铬天青S溶液、乳化剂OP溶液、溴代十六烷基吡啶溶液和乙二胺-盐酸缓冲液混合后形成的混合液的pH值仍为6.7～7.0（通过实验测定该混合液的pH还在6.7～7.0范围内，乙二胺-盐酸缓冲液的作用就是调节溶液pH值），铝在聚乙二醇辛基苯醚（OP）和溴代十六烷基吡啶（CPB）的存在下与铬天青S反应生成蓝色的四元混合胶束，比色测定。

现有技术与本发明测定方法的比较：

采用干法对样品进行前处理时，需炭化4h和灰化4h，处理耗时较长。采用湿法消解对样品进行前处理时，样品需要加酸浸泡过夜后消解，消解至少需要4小时，耗时较长；并且消解液一般为浓度较高的高氯酸、硝酸，消化过程产生的酸雾对人体伤害大，试剂用量较大，检测成本较高。而本发明测定方法采用超声提取，仅需5～30min，减短处理时间，节省能源，提高工作效率。

实施例1

称取0.1g铬天青S，溶于100mL乙醇溶液（1+1）中，混匀，得质量体积浓度为1g/L的铬天青S溶液；将3.0mL乳化剂OP溶于100mL水中，配成乳化剂OP溶液；称取0.6g溴代十六烷基吡啶，溶于30mL乙醇（φ（C₂H₅OH）=95%）中，加水稀释至200mL，得溴代十六烷基吡啶溶液；取无水乙二胺100mL，加纯水200mL，冷却后缓缓加入190mL质量体积浓度为1.19g/mL 的盐酸，搅匀，调节pH值为6.7～7.0，制得乙二胺-盐酸缓冲液；用质量体积浓度1.0mg/mL的铝标准储备液配制质量体积浓度分别为0.5μg/mL、1.0μg/mL、2.0μg/mL、3.0μg/mL、4.0μg/mL和5.0μg/mL的六种铝标准溶液；将每一种铝标准溶液分别进行如下处理：吸取100μL铝标准溶液于5mL带刻度的比色管中，分别加入300μL铬天青S溶液、100μL乳化剂OP溶液、200μL溴代十六烷基吡啶溶液和300μL乙二胺-盐酸缓冲液，用蒸馏水定容至2.5mL刻度，摇匀放置15min后，用UV2300双光束紫外风光光度计、在620nm波长下测定吸光度；然后以吸光度为纵坐标，铝标准液中铝的质量为横坐标，绘制系列铝标准液的工作曲线；同时作空白实验，以空白作参比；称取10g均匀的待测面制品作为试样，在97℃温度下烘干6h，磨碎，过40目筛，制成干基样品；称取0.1g（精确至0.0001g）干基样品，置于50mL烧杯中，加入18mL蒸馏水和2.0mL体积浓度为10%的硫酸溶液，将烧杯置于超声波发生器中，持续超声波提取5min，过滤提取液，得样品制备液；取100μL样品制备液于5mL带刻度比色管中，分别加入300μL铬天青S溶液、100μL乳化剂OP溶液、200μL溴代十六烷基吡啶溶液和300μL乙二胺-盐酸缓冲液，用蒸馏水定容至2.5mL，摇匀放置150min，用UV2300双光束紫外风光光度计、在620nm波长下测定吸光度，同时作空白实验；根据测得的样品制备液的吸光度值，从绘制的系列铝标准液的工作曲线上找到该吸光度值对应的铝的质量，按下式计算待测面制品中的铝含量X：

式中：X表示试样中的铝含量，单位mg/kg；C₁表示测得的样品制备液的吸光度所对应的铝的质量，单位μg；C₀表示试样空白液中铝的质量，单位μg；m表示试样质量，单位g；V₁表示样品制备液的总体积，单位mL；V₂表示样品制备液定容后液体的体积，单位mL。

实施例2

称取0.1g铬天青S，溶于100mL乙醇溶液（1+1）中，混匀，得质量体积浓度为1g/L的铬天青S溶液；将3.0mL乳化剂OP溶于100mL水中，配成乳化剂OP溶液；称取0.6g溴代十六烷基吡啶，溶于30mL乙醇（φ（C₂H₅OH）=95%）中，加水稀释至200mL，得溴代十六烷基吡啶溶液；取无水乙二胺100mL，加纯水200mL，冷却后缓缓加入190mL质量体积浓度为1.19g/mL 的盐酸，搅匀，用酸度计调节pH值为6.7～7.0，制得乙二胺-盐酸缓冲液；用质量体积浓度1.0mg/mL的铝标准储备液配制质量体积浓度分别为0.5μg/mL、1.0μg/mL、2.0μg/mL、3.0μg/mL、4.0μg/mL和5.0μg/mL的六种铝标准溶液；将每一种铝标准溶液分别进行如下处理：吸取100μL铝标准溶液于5mL带刻度的比色管中，分别加入300μL铬天青S溶液、100μL乳化剂OP溶液、200μL溴代十六烷基吡啶溶液和300μL乙二胺-盐酸缓冲液，用蒸馏水定容至2.5mL刻度，摇匀放置15min后，用UV2300双光束紫外风光光度计、在620nm波长下测定吸光度；然后以吸光度为纵坐标，铝标准液中铝的质量为横坐标，绘制系列铝标准液的工作曲线；同时作空白实验，以空白作参比；称取10g均匀的待测面制品作为试样，在100℃温度下烘干4.5h，磨碎，过40目筛，制成干基样品；称取0.1g（精确至0.0001g）干基样品，置于50mL烧杯中，加入18mL蒸馏水和2.0mL体积浓度为10%的盐酸溶液，将烧杯置于超声波发生器中，持续超声波提取30min，过滤提取液，得样品制备液；取100μL样品制备液于5mL带刻度比色管中，分别加入300μL铬天青S溶液、100μL乳化剂OP溶液、200μL溴代十六烷基吡啶溶液和300μL乙二胺-盐酸缓冲液，用蒸馏水定容至2.5mL刻度，摇匀放置120min，用UV2300双光束紫外风光光度计、在620nm波长下测定吸光度，同时作空白实验；根据测得的样品制备液的吸光度值，从绘制的系列铝标准液的工作曲线上找到该吸光度值对应的铝的质量，按下式计算待测面制品中的铝含量X：

式中：X表示试样中的铝含量，单位mg/kg；C₁表示测得的样品制备液的吸光度所对应的铝的质量，单位μg；C₀表示试样空白液中铝的质量，单位μg；m表示试样质量，单位g；V₁表示样品制备液的总体积，单位mL；V₂表示样品制备液定容后液体的体积，单位mL。

实施例3

称取0.1g铬天青S，溶于100mL乙醇溶液（1+1）中，混匀，得质量体积浓度为1g/L的铬天青S溶液；将3.0mL乳化剂OP溶于100mL水中，配成乳化剂OP溶液；称取0.6g溴代十六烷基吡啶（CPB），溶于30mL乙醇（φ（C₂H₅OH）=95%）中，加水稀释至200mL，得溴代十六烷基吡啶溶液；取无水乙二胺100mL，加纯水200mL，冷却后缓缓加入190mL质量体积浓度为1.19g/mL 的盐酸，搅匀，调节pH值为6.7～7.0，制得乙二胺-盐酸缓冲液；用质量体积浓度1.0mg/mL的铝标准储备液配制质量体积浓度分别为0.5μg/mL、1.0μg/mL、2.0μg/mL、3.0μg/mL、4.0μg/mL和5.0μg/mL的六种铝标准溶液；将每一种铝标准溶液分别进行如下处理：吸取100μL铝标准溶液于5mL带刻度的比色管中，分别加入300μL铬天青S溶液、100μL乳化剂OP溶液、200μL溴代十六烷基吡啶溶液和300μL乙二胺-盐酸缓冲液，用蒸馏水定容至2.5mL刻度，摇匀放置15min后，用UV2300双光束紫外风光光度计、在620nm波长下测定吸光度；然后以吸光度为纵坐标，铝标准液中铝的质量为横坐标，绘制系列铝标准液的工作曲线；同时作空白实验，以空白作参比；称取10g均匀的待测面制品作为试样，在103℃温度下烘干3h，磨碎，过40目筛，制成干基样品；称取0.1g（精确至0.0001g）干基样品，置于50mL烧杯中，加入18mL蒸馏水和2.0mL体积浓度为10%的硝酸溶液，将烧杯置于超声波发生器中，持续超声波提取17.5min，过滤提取液，得样品制备液；取100μL样品制备液于5mL带刻度比色管中，分别加入300μL铬天青S溶液、100μL乳化剂OP溶液、200μL溴代十六烷基吡啶溶液和300μL乙二胺-盐酸缓冲液，用蒸馏水定容至2.5mL刻度，摇匀放置67.5min，用UV2300双光束紫外风光光度计、在620nm波长下测定吸光度，同时作空白实验；根据测得的样品制备液的吸光度值，从绘制的系列铝标准液的工作曲线上找到该吸光度值对应的铝的质量，按下式计算待测面制品中的铝含量X：

式中：X表示试样中的铝含量，单位mg/kg；C₁表示测得的样品制备液的吸光度所对应的铝的质量，单位μg；C₀表示试样空白液中铝的质量，单位μg；m表示试样质量，单位g；V₁表示样品制备液的总体积，单位mL；V₂表示样品制备液定容后液体的体积，单位mL。