董文麗，徐剛

（1.重慶科技學(xué)院，化學(xué)化工學(xué)院，重慶 401331； 2.重慶科技學(xué)院，重慶市安全生產(chǎn)科學(xué)研究院，重慶 401331）

鋁是自然界廣泛存在的一種金屬元素，但不是人體必需的微量元素。研究表明，成人每天允許攝鋁量為60 mg，攝入量過(guò)多，鋁就會(huì)進(jìn)入組織，干擾人體細(xì)胞的正常代謝，引起貧血、免疫力降低，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致老年癡呆、帕金森氏病等疾?。?］。近年來(lái)食品中鋁的污染已經(jīng)引起社會(huì)的廣泛關(guān)注［2–5］，因此建立一種快速測(cè)定食品中痕量鋁的方法具有重要意義。目前食品中痕量鋁的測(cè)定方法主要有分光光度法［6–9］、電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP–AES） 法［10–11］，電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP–MS）法［12，13］和原子吸收光譜法［14–16］。而分光光度法因?yàn)殪`敏度高、選擇性好、操作簡(jiǎn)單、成本較低等特點(diǎn)，是食品分析的首選方法。筆者利用鋁離子能夠抑制溴酸鉀氧化羅丹明B 褪色這一機(jī)理，成功的建立了抑制褪色光度法快速測(cè)定食品中痕量鋁的新方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

數(shù)顯恒溫水槽：HH–2 型，金壇市科析儀器有限公司；

紫外–可見(jiàn)分光光度計(jì)：TU–1901 型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；

電子天平：CPA225D 型，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；

高溫馬弗爐：XK–0561JC 型，重慶建川電爐制造有限公司；

鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 mg／mL，國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院；

鋁標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：100 μg／mL，吸取10.00 mL 鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 mL 容量瓶中，用水定容至標(biāo)線，搖勻備用；

鋁標(biāo)準(zhǔn)工作液：2 μg／mL，吸取5.00 mL 鋁標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于250 mL 容量瓶中，用水定容至刻度線，搖勻備用；

羅丹明B 溶液：1×10–3mol／L，分析純，湖北巨勝科技有限公司；

溴酸鉀溶液：0.1 mol／L，分析純，濟(jì)南中澤化工有限公司；

鹽酸：分析純，重慶川東化工(集團(tuán))有限公司；

硫酸溶液：1 mol／L，分析純，重慶川東化工（集團(tuán)）有限公司

乳化劑OP–10 溶液：2.5%，分析純，河北省邢臺(tái)科王助劑有限公司；

實(shí)驗(yàn)用水為一級(jí)純凈水。

1.2 樣品處理

稱取一定量的油炸面食品于瓷坩堝里灼燒至碳化，然后于800℃灼燒至恒重；取出冷卻至室溫，加5 mL 蒸餾水，再滴加20 滴鹽酸溶液（1+1）溶解樣品，加入尿素溶液（5 g 尿素溶于6 mL 水中）沉淀樣品中的鋁離子，用快速濾紙過(guò)濾，棄去濾液，留下沉淀（備用），再加入5 mL 氫氧化鈉溶液（2 mol／L）溶解沉淀，用10 mL 純凈水洗滌沉淀數(shù)次，合并濾液和洗滌液于25 mL 容量瓶中，加入5 mL 硫酸溶液調(diào)節(jié)溶液酸度，加水定容至25 mL，搖勻，備用。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

在25 mL 容量瓶中分別加入2.00 mL 溴酸鉀溶液、3.00 mL 羅丹明B 溶液、3.00 mL 硫酸溶液、3.00 mL 鋁標(biāo)準(zhǔn)工作溶液（2 μg／mL），用一級(jí)水定容至25 mL，搖勻，置于40℃水浴中加熱反應(yīng)，待10 min后取出冷卻至室溫，加入1.50 mL 乳化劑OP–10 溶液，搖勻，放置10 min 后，以試劑空白作參比，用1 cm 比色皿，在λ=550 nm 處測(cè)定其吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 測(cè)量吸收波長(zhǎng)的選擇

按1.3 實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并繪制吸收曲線（見(jiàn)圖1）。從圖1 可知，羅丹明B 溶液的最大吸收波長(zhǎng)為560 nm，而試劑空白和試樣的最大吸收波長(zhǎng)均為550 nm，這可能由于加入乳化劑OP–10 后，使得體系吸收波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)；在550 nm 處，試劑空白和試樣的吸光度差值最大，靈敏度最高。因此選擇550 nm 為測(cè)量波長(zhǎng)。

圖1 吸收光譜

2.2 反應(yīng)介質(zhì)及其用量試驗(yàn)

按照實(shí)驗(yàn)方法，分別考察了不同種類及不同濃度的酸對(duì)溴酸鉀–羅丹明B 體系褪色的影響。研究發(fā)現(xiàn)，體系在磷酸、硝酸介質(zhì)中幾乎不褪色，在鹽酸、硫酸介質(zhì)中褪色明顯，但在HCl 介質(zhì)中褪色速度太快，實(shí)驗(yàn)條件不好控制。在硫酸體系中，褪色比較平緩，且當(dāng)加入適量鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液后也能夠較好地抑制體系褪色。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，褪色體系的吸光度差值隨著硫酸溶液用量增加而增加，如圖2 所示，當(dāng)硫酸溶液用量增加到3.00 mL 時(shí)，抑制體系褪色吸光度的差值最大，隨著硫酸溶液的進(jìn)一步增加，體系的吸光度差值開(kāi)始下降，因此選擇3.00 mL 硫酸溶液作為體系的最佳酸度介質(zhì)。

圖2 1 mol／L 硫酸溶液用量與吸光度關(guān)系

2.3 溴酸鉀溶液用量試驗(yàn)

按照1.3 方法步驟設(shè)置溴酸鉀溶液?jiǎn)我蛩刈兓囼?yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3 可知，隨著溴酸鉀溶液的增加，體系的吸光度差值先增大后減小；當(dāng)溴酸鉀溶液用量為2.00 mL 時(shí)，體系吸光度差值最大。因此實(shí)驗(yàn)選擇溴酸鉀溶液的最佳用量為2.00 mL。

圖3 溴酸鉀溶液用量與吸光度關(guān)系

2.4 羅丹明B 用量試驗(yàn)

按照1.3 方法步驟設(shè)置溴酸鉀溶液?jiǎn)我蛩刈兓瘜?shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4 可知，隨著羅丹明B 溶液用量的增加，體系的吸光度差值先增大后減小，當(dāng)羅丹明B 溶液用量為3.00 mL 時(shí)，體系吸光度值最大，因此實(shí)驗(yàn)中羅丹明B 溶液的最佳用量選擇3.00 mL。

圖4 羅丹明B 溶液用量與吸光度關(guān)系

2.5 OP–10 用量試驗(yàn)

按照1.3 方法步驟設(shè)置乳化劑OP–10 溶液?jiǎn)我蛩刈兓瘜?shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5 可知，當(dāng)乳化劑OP–10 溶液用量為1.50 mL 時(shí)，褪色體系吸光度差值最大，且褪色后也最穩(wěn)定。

圖5 乳化劑OP–10 溶液用量與吸光度關(guān)系

2.6 反應(yīng)溫度試驗(yàn)

按照1.3 方法步驟設(shè)置溫度單因素實(shí)驗(yàn)，考察了不同溫度對(duì)抑制褪色體系的影響，見(jiàn)圖6。圖6結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)溫度控制在(40±2)℃時(shí)，體系吸光度最大，因此體系的最佳反應(yīng)溫度選擇為40℃。

圖6 反應(yīng)溫度與吸光度關(guān)系

2.7 反應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)

按照1.3 方法步驟設(shè)置反應(yīng)時(shí)間單因素試驗(yàn)，結(jié)果表明：當(dāng)反應(yīng)時(shí)間小于10 min 時(shí)，體系未完全反應(yīng)，吸光度仍處于上升趨勢(shì)；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間大于10 min 時(shí)，吸光度開(kāi)始下降。因此實(shí)驗(yàn)選擇最佳的反應(yīng)時(shí)間為10 min。

2.8 干擾試驗(yàn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法，在波長(zhǎng)550 nm 處測(cè)定6 μg 鋁離子的吸光度，且相對(duì)誤差不超過(guò)±5%，允許以 下 干 擾 離 子 共 存：1 000 倍Na+，K+，Ca2+，Cl-，；100 倍CrO42–，Ba2+；20 倍Mg2+；10 倍Cr3+，Co2+，Ni2+；5 倍Cd2+，Pb2+，Mn2+，Zn2+；Fe3+，ClO4–，有嚴(yán)重干擾。

2.9 線性方程、線性范圍和檢出限

在6 只25 mL 容量瓶中分別加入2 μg／mL的鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL，按照1.3 方法步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，實(shí)驗(yàn)得知Al3+含量（x，μg／mL）在0.07～0.4 μg／mL范圍內(nèi)與吸光度（y）成良好的線性關(guān)系，線性回歸方程式為y=2.02x–0.011 2，相關(guān)系數(shù)r=0.999 5，方法檢出限（3s／k）為0.02 μg／mL。

2.10 精密度試驗(yàn)

按照1.3 方法步驟進(jìn)行試驗(yàn)，分別測(cè)試了高、中、低不同鋁含量的樣品，每個(gè)樣品平行測(cè)量11 次，并計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1 可知，鋁含量測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.3%～3.1%（n=11），表明本方法的精密度較好。

表1 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.11 回收試驗(yàn)

按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定按1.2 處理好的油炸面制食品中鋁含量，同時(shí)做加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2 可知，樣品加標(biāo)回收率為99.3%～103.5%，說(shuō)明該方法具有較高的準(zhǔn)確度。

表2 回收試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)溴酸鉀、羅丹明、乳化劑OP–10 試劑的加入量及反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化，建立了溴酸鉀–羅丹明B–Al3+抑制褪色體系測(cè)定油炸面食品中痕量鋁的新方法。該方法簡(jiǎn)單快速、靈敏度高、選擇性好，可進(jìn)行推廣使用。