电感耦合等离子体发射光谱法 对食品中铝含量测定方法的研究

目前我国各类食品中铝含量的检测主要依据 2003 年由卫生部食品卫生监督 检验所制订的国家推荐标准GB/T 5009.182-2003《面制食品中铝的测定》，标准中 所采用的测定方法是比色法[1]，测定仪器是分光光度计。此方法存在一些不足之 处，样品溶液在显色反应时对酸度的要求很高，而通过湿法消化的样品在通常情 况下的酸度很难精确控制，导致检测的稳定性和重复性差，如样品中含聚合氯化 铝时，会引起结果的偏差。
综合上述数据，样品处理液和标准溶液系列的酸度最好保持 2.5%以下硫酸 含量。
3.3 分析检出限和相对标准偏差 以 20ug/L 的铝标准溶液为样品，连续进行 11 次测定，其检出限为 0.2mg/L，
RSD 为 1.90%。如果需测定食品中更低含量 Al，我们采用超声雾化器进样系统 工作，其铝的检出限可达 0.005mg/L，RSD 为 6.0%。
1310
46.07
2.66
601.36
1310
46.25
604.28
1310
46.48
湿法消解 1
422.77
1310
32.26
7.6
417.89
1310
31.90
湿法消解 2
428.63 1306.28
1310
32.70
1310
99.70
4.11
1314.32
1310
100.32
1308.76
1310
进样：同心雾化器
炬管：标准炬管(Fassel 型)
观测位置：径向观测
2.4 标准溶液配置
分别吸取国家标物中心配置的 100 mg/L 铝标准溶液 10 mL 于 25 mL 容量瓶
中，加入 0.5 mL 硫酸（优级纯），并准确定容。此标准溶液的浓度为 40mg/L。 分
取 40mg/L 的铝标准溶液 0、2.5、5、10、12.5mL 于 5 个 50mL 干净的容量瓶中，
用电子天平精确称取 0.2 克左右的对虾粉于 25mL 三角锥瓶中，加入 10mL （1：4）硝酸、高氯酸混合溶液和玻璃珠，摇匀，加盖表面皿，放置过夜冷硝； 次日，将三角锥瓶放置在电热板上，在 100 度下低温消解，待溶液变得透明后， 加入 1 mL 硫酸，提高电热板温度消解，直至消化液变成无色透明状，并有大量 的白烟冒出，将三角锥瓶从电热板上移下，取下表面皿，用约 25mL 超纯水清洗 表面皿和三角锥瓶内壁，将三角锥瓶放置在电热板上赶酸，至残液约 1.0~1.5mL 左右，用超纯水定容至 50mL。
最大加热功率（W） 升温温度（°C） 升温时间（min） 维持时间（min）
1600
120
5
20
1600
150
6
30
1600
190
8
60
消解结束后，赶酸，待残液剩约 1.0~1.5mL 左右将样品定容至 50mL。同时 做样品空白。 3.1.2 采用硝酸-高氯酸湿法消解 1
用天平精确称取 0.2 克对虾粉于 25mL 三角锥瓶中，加入 10mL（1:4）硝酸、 高氯酸混合溶液和玻璃珠，摇匀，加盖表面皿，将样品放置过夜。次日，将三角 锥瓶放置在电热板上加热，消解液逐渐变至无色透明，待产生大量白色烟雾时， 将三角锥瓶从电热板上移下，并取下表面皿，用约 25mL 超纯水清洗表面皿和三 角锥瓶内壁，将三角锥瓶重新放置在电热板上赶酸，至残液约 1.0~1.5mL 左右， 用超纯水定容至 50mL。同时做试剂空白。 3.1.3 采用硝酸-高氯酸-硫酸湿法消解 2
分压至 0.35 KPa，点火并进行波长扫描，预热半小时，待机器运行稳定。从低至 高引入标准溶液进入 ICP 火焰、制作工作曲线。将样品空白、样品引入 ICP 火 焰进行测定。仪器自动计算给出分析结果。
2
3 结果与讨论 3.1 样品消化方法的试验：样品分别采用如下三种方法消化试验 3.1.1 微波消解法
Determination of aluminum in food by Inductively
coupled plasma atomic emission spectrometry
Deng Zeying
Li Jingjin
Beijing products Quality Supervision and Inspection Institute Beijing 100071
样品号 鱼圆 1 鱼圆 2 桃酥 1 桃酥 2
测定结果 mg/kg 0.487 0.573 0.324 0.421
RSD (%) 2.65 3.02 5.41 5.87
5
4 结论 利用等离子发射光谱测定食品中铝含量，是一种灵敏度高、检测限低、高效、
稳定的检测方法。 在样品前处理时运用通常的湿法消化很难达到满意的样品回收率，特别是对
样品消化测定结果如表 2 所示。
3
表 2 对虾粉（GBW 08572）中铝含量的测定结果
Table 2 The measuring results of aluminum in prawn (GBW 08572)
消化方法
测定值
标物实际铝含量
回收率
标准偏差
mg/kg
mg/kg
%
（RSD）
微波消解
598.97
铝标准溶液、硝酸（BTV3 级）、硫酸（优级纯）、高氯酸（优级纯）、对虾
成分标准物质（GBW 08572），所用器皿均经过 30%硝酸浸泡并经超纯水冲洗、
烘干放置在洁净的储藏柜中。
2.3 仪器条件
高频输出功：1.2 KW
冷却气流量： 14 L/min
等离子气流量：1.2 L/min
载气流量：0.7 L/min
本文采用利用 ICP-AES 对食品中铝的测定方法具有灵敏度高、检测限低、 精密度好、效率高等特点，使食品中铝的测定得到极好的效果。
1
2 实验部分
2.1 实验仪器
岛津 ICPS-7510 等离子发射光谱仪、电子天平、 电子温控加热板 、美国
CEM MARSX-press 微波消解仪。
2.2 主要试剂
蛋白和脂肪含量较为丰富的食品样品，需要在前处理过程中加入少量的高沸点酸 ——硫酸来提高样品消解率。
样品的酸度也是影响检测的一个重要因素。当样品中硫酸含量控制 2.5%以 下时，酸度对检测的准确度影响不大，当硫酸含量超过 2.5%以上时，等离子发 射强度随酸度环境的增加而降低，此时要特别注意标准溶液和样品酸度背景的严 格匹配，方能保证检测结果正确可靠。
4
等离子发射强度
等离子发射强度与样品处理液酸度关系
24
22
20
18
16
14
12
10
0
1
2
3Leabharlann Baidu
4
5
6
7
8
样品处理液硫酸含量 %
图 1 等离子发射强度与样品处理液酸度关系
Fig 1. Relativity of the plasma emission intensity and acidity of solution
电感耦合等离子体发射光谱法 对食品中铝含量测定方法的研究
邓泽英 李京晶 北京市产品质量监督检验所 北京 100071
摘要：本文探讨了利用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）对食品中的铝 含量测定方法的研究。并应用 ICP-AES 分析方法，对采用不同的消化方式处理 标准试样对虾粉（GBW 08572）中的铝含量进行测定。同时试验酸度对测定结果 的影响。结果表明：利用 ICP-AES 对食品中铝的测定方法具有灵敏度高、检测 限低、精密度好、效率高、等优点。夲法其检出限为 0.2mg/L ，RSD 为 1.9%。 若用超声雾化器雾化装置时，检出限为 0.005 mg/L，RSD 为 6%。采用硫酸消化 方式，能够明显提高高蛋白样品（对虾粉）的消解效率；样品的酸度过高会影响 测定结果，样品中硫酸含量低于 2.5%以下时，可得到满意的结果。同时，用该 分析方法测定鱼圆、桃酥中的 Al。
99.91
标准试样(对虾粉)测定回收率实验结果表明：采用湿法消解 2 的方法，能显 著提高对虾粉中铝含量测定的回收率。对虾粉中富含较多的蛋白类物质，采用通 常的湿法消化 1 和微波消解方法不能将样品消化完全，硫酸是高沸点酸，在消化 过程中其与硝酸、水形成高沸点复合物，从而有效地提高消化液的温度，达到破 化坏样品生物结构的目的，使包裹在生物大分子中的铝元素有效地释放。 3.2 样品介质种类与浓度的选择
精确称取 0.2 克对虾粉于微波消解罐中，加 10mL 硝酸，在微波加热套上低 温（100 度左右）缓慢加热半小时，待黄烟冒尽，将消解罐从加热套移下冷却， 补加 1mL 双氧水，将样品置于微波消解罐中消解。微波消解程序如表 1。
表 1 微波消解程序 Table 1 The procedure of microwave digestion
关键词：电感耦合等离子体发射光谱法、ICP-AES、铝、食品
1 前言 随着医学的发展，人们逐渐认识到铝的危害性，人体摄入铝后仅有 10％~15
％能排泄到体外，大部分会在体内蓄积，当人体中铝元素含量太高时可与磷形成 的不溶性磷酸铝后排出体外，从而导致磷的减少，这就不能生成足够的磷酸钙， 而造成骨质中的钙流失，导致骨质疏松等疾病。同时，铝还会引起神经系统的病 变，损伤大脑，使人的思维、意识和记忆功能丧失，严重者可导致痴呆。中国疾 病预防控制中心监测显示：我国居民日常膳食中铝含量较高，因此，我们对食品 中铝含量的检测和控制应引起高度重视。
以 Al 10 mg/L 标样为样品，分别采用硫酸介质和盐酸介质作为标准溶液的 酸度影响试验，发现在同等酸度条件下，Al 10 mg/L 的离子发射光谱强度和标准 溶液酸性介质种类没有直接的相关度。由于样品在前处理过程中添加了少量的硫 酸，故选择硫酸作为标准溶液酸度介质，分别以 0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、 3%、4%、5%、6%、7%的硫酸作 Al 10 mg/L 不同酸度介质试验，测定 10 mg/L 标准溶液的等离子发射强度随硫酸浓度不同，其强度变化实验结果见图 1。
采用超声雾化装置，可以使仪器最小检出限达到 0.005mg/L，样品测量的标 准偏差小于 6%。
参考文献
1．GB/T 5009.182-2003，《面制食品中铝的测定》 2．高云霞，陶溶溶，“ICP-AES 法同时测定水中二十种金属元素”［J］，《工业水处理》，2005 年 Vol.25. ，No.7，P61-62
分别加入 1.0mL 硫酸（优级纯），并精确定容，此铝标准溶液系列分别为：0、2、
4、8、10 mg/L。
元素/标号 Al
STD-1 0
标准溶液系列
STD-2
STD-3
2
4
STD-4 8
（mg/L） STD-5
10
2.5 测定 依次打开 ICPS-7510 等离子发射光谱的真空泵、高频发生器开关，调节载气
Abstract: An analytical method for determining aluminum element in food by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry is discussed. The measuring results of aluminum in prawn (GBW 08572) are investigated by using different digestion methods, and at the meantime the affection of the amount of acid of the sample solution in determining aluminum element by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry are investigated too. limits of detection 0.2mg/L， RSD 1.90%. The paper shows that the analytical method by ICP-AES has many advantages，such as sensitive, lower limits of detection，effective, stable and etc. By using ultrasonic atomized implement， limits of detection is 0.005 mg/L，RSD is less than 6%. By using vitriol the efficiency of digestion of high protein food (prawn) can been improved. The higher amount of acid of the sample solution results in bad recoveries， when the amount of vitriol in the sample solution is less than 2.5%，we can get exact experimental data.
用此法测定鱼圆、桃酥：称取 1.0 克鱼圆和 1.0 克桃酥，定容到 10 毫升计算， 方法检出限为 0.05 mg/kg，按上述方法重复测定两个样品的铝含量 6 次，得到测 定结果的平均值和相对标准偏差 RSD。见表 3。
表 3 鱼圆和桃酥铝含量测定精密结果（n=6） Table 3 Precision of measuring aluminum in fish dumpling and taosu