作者：郑晓敏
目前，对微量铝的测定方法有铬天青S(简称CAS)分光光度法、铝试剂分光光度法、原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体发射光谱法等。铬天青S分光光度法由于操作简便、灵敏度高，而被用于面制食品中铝的测定。
铬天青S是一种酸性染料，易溶于水，随溶液pH的改变，分别以H5CAS+，H4CAS，H3CAS-，
H2CAS2-，HCAS3-，CAS4-形式存在，并呈现出不同的颜色。Al3+与CAS反应可生成红色的二元络合物，加入表面活性剂后可以生成蓝色的三元络合物，其最大吸收峰波长发生红移，灵敏度也显著提高，因此，近年来对三元络合物的研究及应用日益受到重视。
试验中采用铬天青S分光光度法对面制食品中铝含量的测定及影响因素进行了研究，对国标法GB/T5009.182-2003进行了一系列改进，取得了良好的效果。
1试验部分
1.1仪器与试剂
Caryl00紫外可见分光光度计：Varian公司；ECH-Ⅱ微机控温加热板：上海新仪微波化学科技有限公司；MDS-6微波消化仪：上海新仪微波化学科技有限公司；DELTA 320 pH计：METTER TOLEDO公司；XW-80A旋涡混合器：上海医科大学仪器厂。
水中铝（0.100 g/L国家二级标准物质，上海市质量测试技术研究院）；铬天青S( 1.0 g/L)；十六烷基三甲基溴化铵（简称CTMAB，3.0 g/L）；溴化十六烷基吡啶（简称CPB，3.0 g/L）；抗坏血酸(10 g/L)；4-硝基酚乙醇溶液(1.0 g/L)；乙二胺一盐酸缓冲溶液( pH 6.3～7.0)；氨水(1+6)、硝酸溶液（0.5 mol/L）、硝酸（优级纯，上海凌峰化学试剂有限公司；优级纯，德国默克公司）；30%过氧化氢、硫酸（优级纯，上海凌峰化学试剂有限公司）。
1.2样品前处理及测定方法
1.2.1微波消解法
准确称取经85 0C干燥4h的样品0.5 g于微波消解罐中，加入5 mL硝酸，置电热板上加热45 min，冷却。向消解罐中补加1 mL HN03，1 mL H202，放入微波消化仪中，设定微波消解条件进行消解。消解完全后，于电热板上加热赶酸。冷却，转移至25 mL容量瓶，定容，混匀备用。同时做试剂空白。
1.2.2湿式消解法
准确称取经85℃干燥4h的样品0.5 g于高型烧杯中，加入10 mL硝酸，放置电热板上加热至冒白烟，冷却。加入5 mL H202，消化至消化液无色透明或略带黄色，冷却，转移至25 mL容量瓶，定容，混匀备用。同时做试剂空白。
1.2.3干法灰化
准确称取经85 0C干燥4h的样品0.5 g于瓷坩埚中，先在可调式电炉上小火炭化至无烟，再放人马弗炉中550℃灰化4h，冷却。若样品灰化不彻底，则加少量去离子水溶解，于电热板上蒸干，继续移人马弗炉中灼烧直至灰化完全。放冷，加入0.5 mL H2S04（1+1）溶解灰分，转移至25 mL容量瓶，定容，混匀备用。同时做试剂空白。
1.2.4测定方法
准确吸取1.0 mL消化好的试样液于50 mL具塞比色管中，另取7支比色管，分别加入1.00μg/mL的铝标准使用液0.0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0和5.0 mL（相当于含铝0.0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0和5.0 μg）。各加入1.0 mL抗坏血酸溶液，混匀，补水至25 mL。向各管
中加一滴4-硝基酚乙醇溶液，混匀，用氨水调节至溶液为浅黄色，然后加硝酸溶液至黄色恰好消失，再多加两滴。加入CAS溶液3.0 mL，CTMAB溶液2.0 mL，乙二胺一盐酸缓冲溶液5.0 mL，用去离子水稀释至50mL，混匀，放置20 min，用l cm比色皿，在分光光度
计上，于640 nm处，以试剂空白作参比，测定吸光度，绘制标准曲线进行定量。
2结果与讨论
2.1方法的改进
2.1.1消化方法的选择
GB/T 5009.182-2003中用硝酸一高氯酸混合液进行湿法消化，加入的高氯酸难以完全除去，残留的高氯酸不仅影响溶液的最终酸度，而且会对显色反应产生干扰，从而影响测定的准确性。
试验用硝酸一双氧水进行湿法消化，避免了高氯酸的干扰，但硝酸消耗量较大，而硝酸中含铝，造成样品空白值高于定量限。同时进行了干法灰化，干法灰化过程中不用加硝酸等，可以避免酸带来的背景干扰，但是瓷坩埚的主要成分为二氧化硅和氧化铝，溶解灰分时加入的硫酸会将部分铝溶出，造成样品空白值很高，而且测定值不稳定。而选用硝酸一双氧水进
行微波消化，硝酸消耗量少，样品空白值较低且相对稳定。通过比较各种消化方法的优缺点，最终选用硝酸一双氧水进行微波消化来测定面食中的铝。
试验过程中还使用了不同品牌的硝酸进行微波消解，结果发现，某品牌的硝酸中含铝较高。图1中比较了各种消化方法及不同品牌的硝酸对空白值的影响，其中前三种消化方法中使用的是同一品牌的硝酸，而微波消解2是选用另一品牌的硝酸。
由图1可以发现，微波消解2中选用的硝酸中含铝较高，对空白值影响很大，因此试验过程中应该选择高纯度的硝酸，以降低背景值。
2.1.2酸度的控制
溶液的酸度对显色反应有很大的影响，酸度不一致会影响CAS的存在形式，从而影响络合物的组成。国标法中赶酸的程度难以控制，不能保证样品与标准溶液的酸度一致，而本法用4-硝基酚为指示剂，用氨水和硝酸将溶液酸度调节一致，然后加入CAS。方法有效控制了溶液的酸度，提高了试验的准确性。
2.1.3表面活性剂的影响
准确吸取1.00 μg/mL的铝标准使用液4.00 mL，按照测定方法，改变表面活性剂的种类，分别在400～800 nm波长范围内进行全扫描，绘制吸收光谱曲线，见图2。
由图2可知，CAS的最大吸收波长为428 nm，Al-CAS形成的二元络合体系的最大吸收波长为545 nm，Al-CAS-CPB和Al-CAS-CTMAB的三元络合体系的最大吸收波长分别为620 nm和640 nm。结果表明，b体系的最大吸收波长与CAS的最大吸收波长较为接近，其吸光度会受到CAS的干扰。而在b体系中加入表面活性剂CPB或CTMAB后，最大吸收峰位置发生明显的红移，同时d体系的吸光度也有所增大。这是由于加入表面活性剂后，阳离子表面活性剂亲水部分的端电荷与Al3+和CAS相缔合，形成三元胶束络合物，使得最大吸收峰红移，同时由于三元胶束络合物是一种高次配位络合物，有效生色面积增大，使灵敏度得到提高。综上所述，选择以CTMAB为表面活性剂的三元络合体系较适宜。
2.1.4 缓冲溶液的选择
国标法采用乙酸一乙酸钠缓冲溶液，在显色过程中络合物会部分凝聚而粘附于比色管和比色皿内壁，导致标准曲线线性很差，而且铝离子会与醋酸根离子络合，造成反应体系不稳定。采用乙二胺一盐酸缓冲溶液则有效避免了上述现象的发生，标准曲线线性较好，测量准确度大大提高。
2.1.5缓冲溶液pH的影响
为了研究pH对显色反应的影响，试验取质量浓度为1.00μg/mL的铝标准使用液4．O mL（相当于含铝4μg），测定了不同pH下的吸光度，结果见图3。
由图3可知，Al-CAS-CTMAB体系适宜的酸度范围较宽，适宜pH范围为6.3—7.5，而Al-CAS体系适宜的酸度范围较窄，在pH 5.5处吸光度最大。
国标法中反应物在pH 5.5的条件下反应，生成的络合物呈紫色，为红色的二元络合物和蓝色的三元络合物的混合物，紫色表明二元络合物未完全转化为三元络合物，显色不完全，这也是导致标准曲线线性较差的一个原因。控制乙二胺一盐酸缓冲溶液的pH为6.3～7.0，络合物呈蓝色，标准曲线线性良好。
2.2方法的确认
2.2.1络合物的稳定性
准确吸取1.00μg/mL的铝标准使用液4.00 mL，按照试验方法，测定了Al-CAS-CTMAB体系在不同时间的吸光度，结果如图4所示。
由图4可以看出，络合体系在20 min之前吸光度较低，说明显色还未完全，显色20—60 min吸光度基本稳定，之后吸光度又逐渐降低。为准确定量，试验选择在显色20～60 min内进行测定。
2.2.2标准曲线的线性范围和定量限
按照上述试验方法，以50 mL中铝的含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线如图5。
标准曲线的线性回归方程为y=0.105 Sx-0.017 6，相关系数为0.999 4，该方法在0.01—0.20 μg/mL的质量浓度范围内线性关系良好，定量限为0.5 μg。
2.2.3加标回收率和精密度
按所述方法对手工拉面、压缩饼干、月饼、绿豆糕等样品进行测定，含量均小于定量限。
向阴性样品中分别加入不等量的铝标准溶液，分别含铝12.5，50.0和100 μg，各测定6组，计算加标回收率和相对标准偏差( RSD)，结果见表1。
由表1可知，加标回收率达95.9%—101.5%，相对标准偏差为1.58%—2.19%，说明该方法准确度高，精密度好，能够满足面制食品中铝含量的测定要求。
3结论
对面制食品中铝的测定方法进行了改进，成功解决了国标法存在的反应体系不稳定，显色络合物凝聚及标准曲线线性较差的问题。建立的方法于640 nm波长处，在0.01～0.20 μg/mL质量浓度范围内线性关系良好，相关系数大于0.999，方法检出限为25.0 mg/kg。通过对手工拉面，压缩饼干，月饼，绿豆糕等样品进行检测与加标回收试验，进一步验证了该方法的可行性，样品的加标回收率达95.9%—101.5%，相对标准偏差为1.58%—2.19%。所建方法具有检测结果准确，灵敏度高，精确度好等优点，适用于面制食品中铝的测定。
4摘要
采用微波消解法对面制食品进行前处理，用分光光度法测定了其中的铝含量。通过对消化方法的改进、溶液酸度的控制及缓冲溶液的选择，成功解决了国标法存在的反应体系不稳定、显色络合物凝聚及标准曲线线性较差的问题。所建方法于640 nm波长处，在0.01-0.20 μg/mL质量浓度范围内线性关系良好，相关系数大于0.999，方法检出限为25．O mg/kg,加标回收率达95.9%/~101.5%,相对标准偏差为1.58%-2.19%。该方法具有检测结果准确、灵敏度高、精确度好等优点，适用于面制食品中铝的测定。
