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石墨炉原子吸收光谱法测定食品中的铝含量

发布时间:2014-03-21 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:977

铝是地壳中含量最多的金属元素,在毒理学上虽属于低毒性金属元素,不会引起急性中毒,但长期摄入铝,会对人体产生损害作用,表现为记忆减退,视觉与运动协调失灵,严重者可能痴呆,且铝能置换出沉积在骨质中的钙,发生骨软化症等[1]。由于人为过量添加了含铝的食品添加剂,造成油条、面包中铝的含量超过国家标准,有的甚至超标几十倍,对人们身体健康造成潜在威胁。目前铝已被确定为食品污染物,但对铝的监测和检验没有引起足够重视。目前国标方法有《 面制食品中铝的测定》[2]和《 食品中铝的测定电感耦合等离子体质谱法》[3]。前者是分光光度法,使用试剂多,操作复杂,在整个实验过程中引起的污染较多,所用仪器和方法适合基层实验室[4];后者是电感耦合等离子体质谱法,所用仪器价格昂贵,成本较高,且电感耦合等离子体质谱仪进入市场时间短,难以普及。笔者使用石墨炉原子吸收法,样品经消解后,直接用石墨炉原子吸收法测定食品中的铝,该方法操作简便,结果准确可靠,能满足各类食品中铝(高含量和低含量)含量的检测,适宜推广使用。

l .实验部分

1.1主要仪器与试剂

原子吸收光谱仪:Z2000 型,日本日立公司;密闭微波消解系统:MARS–Xpress 型,美国CEM 公司;恒温加热器:BHW–09C–20 型,上海博通化学科技有限公司;铝空心阴极灯:日本日立公司;铝单元素标准储备液:100 mg/L,国家有色金属及电子材料分析测试中心;硝酸、高氯酸、过氧化氢:优级纯;高纯氩气:纯度不低于99.995% ;试验用水为符合GB/T 6682–1992 规定的一级水。

1.2仪器工作条件

波长:396.2 nm ;灯电流:10 mA ;狭缝宽度:1.3nm ;信号计算:峰面积;塞曼效应扣背景;进样体积:25μL ;石墨炉升温程序见表1。

1.3样品预处理

1.3.1硝酸– 高氯酸消解法称取约0.50 g(精确至0.000 2 g)样品于50mL 的三角烧瓶中,加入硝酸– 高氯酸混合酸(体积比为9∶1)25 mL,加一小漏斗于电热板上消解无色透明,然后用小火加热赶酸至近干,冷却后经水多次洗涤后定容至50 mL。空白不加样品,其余同上操作。

1.3.2高压密闭微波消解法

称取0.2~0.5 g(精确至0.000 2 g)样品于微波消解内罐中,加3 mL HNO3 和2 mL H2O2,混匀,加盖。安装好消解罐,放人微波消解仪中,设置消解程序(见表2)。消解完毕,取出消解内罐,开盖,放在恒温加热器上于150℃加热赶酸,当消化液剩余1~2 mL 时,取下稍冷,用蒸馏水将溶液转移至50 mL 容量瓶中定容、摇匀,静置待测。试剂空白按同样方法处理。

2结果与讨论

2.1样品消解方法

样品的消解是准确测定铝含量的关键。对有证标准物质[大米GBW 10010,标准值(390±40) mg/kg]进行测定,分别用高温马弗炉灰化法、高压密闭微波消解法和硝酸– 高氯酸湿法消解法测定结果分别为320,380,386 mg/kg,可见高温马弗炉灰化法测定结果明显偏低,高压密闭微波消解法和硝酸–高氯酸湿法消解法测定结果接近标准值。这是因为在高温条件下铝容易生成难溶的氧化铝异构体,影响测定结果[5]。用高压密闭微波消解法称样量要限制在0.5 g 以内,对于不含铝或含痕量铝的样品测定没有优势。因此可根据样品含量高低选择高压密闭微波消解法和硝酸– 高氯酸湿式消化法。

2.2石墨炉升温程序

干燥条件的选择直接影响分析结果的重现性。为了避免在干燥过程中溶液暴沸,采用两步干燥的办法, 干燥温度分别为80℃和120℃。选择灰化温度时,采用300℃和700℃两步灰化, 避免原子化时出现异常峰,得到比较光滑的峰形,有利于样品中的杂质挥发和消除,同时重现性更好。

2.3分析波长

铝的分析波长中以309.3 nm 灵敏度最高,另外3 条可供选择的谱线是308.2,396.2 和394.4 nm,其灵敏度比值及线性范围见表3。由于309.3 nm 分析波长灵敏度高,线性范围窄,对于高含量样品需要进行多次稀释,容易造成较大误差;394.4 nm 分析波长灵敏度差。故一般选择309.3 nm 和396.2 nm为分析波长。由于一般食品中铝含量差异较大,有的超过国家限量标准,有的含痕量铝。为了满足大多数食品中铝含量的检测,提出在396.2 nm 分析波长处进行测定,线性范围0~200 μg/L,相关系数r=0.998 6。

2.4其它条件

铝属于高温元素,2 000℃以下基本不会蒸发损失,不需要加入基体改进剂。由于高氯酸对石墨炉原子吸收法测定铝产生严重的负干扰,采用硝酸–高氯酸消解样品,消解时必须将高氯酸赶尽。硝酸往往含铝,因此采用酸纯化器纯化或是超高纯试剂;蒸馏水有时也含铝,最好进行二次蒸馏或使用超纯水。

2.5工作曲线方程及检出限

用2% 硝酸将铝标准储备溶液稀释成质量浓度为200 μg/L 的铝标准使用液,经仪器自动稀释为20.0,50.0,100.0,150.0,200.0 μg/L 的系列标准溶液,在选择的仪器条件下测定其吸光度。以浓度(X) 为横坐标、吸光度(Y) 为纵坐标进行线性回归,得回归方程为Y=0.002 7X–0.000 96,线性相关系数r=0.998 4。对空白样品连续测定11 次,按3 倍空白标准偏差除以标准曲线斜率计算方法检出限,检出限为1.0μg/L。

2.6方法精密度和准确度试验

称取同一样品(方便粉丝,市场购买)0.5 g,采用高压密闭微波消解法和硝酸– 高氯酸湿式消化法进行处理,然后进行6 次重复测定,测定结果见表4。

用该方法对有证标准物质进行测定,测定结果见表5。由表4、表5 可知,称取0.5 g 样品,按1.3进行样品前处理和测定,微波消解法和硝酸– 高氯酸湿式消解法两种前处理方法所得测定结果之间无显著性差异,精密度、准确度均可满足食品中铝测定的实验要求。

3结语

采用石墨炉原子吸收光谱法测定食品中的铝含量,精密度和准确度均符合分析要求,该法操作简便,具有推广价值。

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