CN103994981B - 一种快速测定蜂蜜制品中铝离子含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快速测定蜂蜜制品中的铝含量的方法，主要是基于茜素红S作为络合显色剂的紫外可见分光光度测定方法。该方法能缩短检样时间、节省资源、重现性和稳定性较好，回收率较高，能满足实验室测定的现实要求。

Description

一种快速测定蜂蜜制品中铝离子含量的方法

技术领域

本发明涉及属于食品安全检测技术领域，具体涉及一种快速测定蜂蜜制品中铝离子含量的方法。

背景技术

铝盐被广泛用于餐饮业中的餐具和食品添加剂，环境治理的水处理剂以及医药中的免疫佐剂等，已经成为日常生活中不可缺少的一部分。然而，过量的铝盐随食品、药物、饮水等途径一旦进入人体，就会表现出生物毒性效应。有研究表明，老年性痴呆(阿尔茨海默病)、关岛帕金森氏痴呆综合症、肌肉萎缩性脊髓侧索硬化、和透析性脑病等神经失调性疾病、骨软化症及小细胞贫血等都与铝盐的过量摄入有关，有关病症被称为铝脑病、铝骨病。这些研究为公众健康敲响了警钟，所以准确、快速的测定铝含量是保证食品安全与工业高效生产的前提。

蜂蜜，是昆虫蜜蜂从开花植物的花中采得的花蜜在蜂巢中酿制的蜜。蜂蜜的成分除了葡萄糖、果糖之外还含有各种维生素、矿物质和氨基酸。但是市场上的掺假蜂蜜制品越来越多，关于蜂蜜制品中的掺假主要有，掺入白砂糖、掺入明矾增稠等；而造假产品更甚，主要是利用明矾、白糖和酱油的炒制，形成在色泽、状态等方面类似于蜂蜜的制品，无形中引起了铝离子含量的严重超标。

因此，建立一种快速准确测定蜂蜜制品中的铝离子含量，对于更好的检验蜂蜜制品的制假行为，规范蜂蜜制品的检测有重大意义。

目前，国家还没有一套完整的检测蜂蜜制品中铝含量的方法，具体检测方法一直参照面粉制品中的检测方法(GB/T5009.182-2003，该方法的原理为：试样经处理后，三价铝离子在乙酸-乙酸钠缓冲介质中，与铬天青S及溴化十六烷基三甲胺反应形成蓝色三元络合物，于640nm波长处测定吸光度并与标准比较定量)。除此方法之外，常见的测定方法主要有：EDTA络合滴定法、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP)及ICP质谱法(ICP-MS)、石墨炉原子吸收光度法、分光光度法、荧光分析法以及极谱法等。

现有的检测方法中以铬天青作为显色剂的分光光度法应用最多，研究应用也最为广泛，但是该方法体系繁琐，需要加入乳化剂和增敏剂作为样品预处理(增溶)和方法灵敏度的手段之一。原子吸收光谱(AAS)以及电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP)及ICP质谱法(ICP-MS)等方法，均需要硝酸、高氯酸消解、微波消解和灰化消解等步骤处理样品，耗时长、效率低、测定成本较高。而快速溶剂萃取技术为全自动化式设计，可连续自动萃取24个样品，样品处理通量大，萃取效率高，是近年来发展起来的一种在高温(室温～200℃)、高压(大气压～20MPa)条件下快速提取固体或半固体样品的样品前处理方法，与常用的索氏提取、超声提取、微波萃取技术等方法相比，可大大缩短萃取时间，提高萃取效率，减少萃取溶剂用量，显著降低了单个样品的提取费用，具有节省溶剂、快速、健康环保、自动化程度高等优点。

常规的茜素红S分光光度法(赵丹华，茜素红S标记分光光度法测定微量人血清白蛋白，广州第二师范学院学报，2011年10月，第31卷第5期：51-54)步骤为：于25mL比色管中加入pH＝5.10的3.0mL B-R缓冲溶液，4.00mL5.0×10^-4mol/L茜素红S，一定量的标准BSA溶液，稀释至刻度，静置20min，于λ＝420nm处吸光度A值，不加入BSA，按照上述步骤做空白，测定吸光度A₀值，以二次去离子水作为参比溶液，测定吸光度值，令△A＝A₀-A，以△A作为测定BSA的信号响应。

本发明主要涉及快速溶剂萃取法制备样品待测溶液，利用茜素红S络合反应的简便、稳定、灵敏度和准确度高等特点，建立一种快速测定蜂蜜制品中铝离子含量的可见分光光度法。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种样品处理时间短、高效测定、成本低廉、反应体系简便、灵敏度高、测试结果准确，符合精度要求的基于茜素红S络合反应的紫外可见分光光度法测定蜂蜜制品中铝离子含量的方法。

本发明提供一种快速测定蜂蜜制品中铝离子含量的方法，该方法是以茜素红S作为络合显色剂的紫外可见分光光度测定方法。

所述方法包括：标准曲线的绘制、样品待测液的制备和快速检测。

所述标准曲线的绘制包括以下步骤：准确移取1.5mL茜素红S溶液、0.15mL pH4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液于8支比色管中，分别加入0.0mL、0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.7mL铝离子标准溶液，加去离子水定容至5mL，混合均匀，静置10min，于490nm处测定光吸收值，以铝离子含量mg/mL为横坐标，光吸收值为纵坐标，绘制铝离子标准曲线，其线性回归方程为Y＝1.49305x+0.01071，相关系数r为0.99937，其中x代表铝离子的浓度mg/mL，y代表吸光值。样品待测液的制备包括以下步骤：采用全自动快速溶剂萃取仪，分别准确称取1.0g蜂蜜制品3份，加入浓度为0.1％的稀盐酸溶液20mL，在压力1000psi，温度100℃，时间5min，静态萃取(2循环)，自动过滤残渣，将萃取液转移至100mL容量瓶中定容，过0.45微米微孔滤膜，待测。

样品溶液的快速检测：准确移取萃取液0.2mL，1.5mL茜素红S溶液、0.15mL pH4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，使样品中的铝离子与显色剂发生络合反应，在490nm处测定光吸收值，同时做空白试验，参照标准曲线方程进行样品中铝离子含量的计算，按照下式计算蜂蜜制品中铝离子含量的计算：

$X(\mathrm{mg}/\mathrm{kg})=\frac{(C_1-C_0)\×100}{\frac{m}{1000}}$

式中：

X表示样品中的铝含量，单位mg/kg；

C₁表示样品测定液的吸光值所对应的铝的浓度，单位mg/mL；

C₀表示空白试液铝的浓度，单位mg/mL；

m代表样品的质量，单位g；

100表示样品制备液的体积，单位mL；

1000表示测定质量单位转化即由g转化为kg。

具体的，本发明提供的快速检测蜂蜜中铝离子含量的方法，包括以下步骤：

1)茜素红S溶液的制备称取茜素红S0.025g，溶于50mL无水乙醇中，用蒸馏水稀释定容至100mL；

2)铝离子标准溶液的制备：称取0.89g AlCl₃.6H₂O，用去离子水溶解并定容至100mL；

3)磷酸氢二钠溶液的制备：称取磷酸氢二钠0.716g，用去离子水溶解并定容至100mL；

4)柠檬酸溶液的制备：称取柠檬酸0.21g，用去离子水溶解并定容至100mL；

5)pH4.6磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液的制备：准确移取46.75mL0.2mol/L磷酸氢二钠溶液和53.25mL0.1mol/L柠檬酸溶液，混匀至100mL；

6)标准曲线的绘制：准确移取1.5mL茜素红S溶液、0.15mL pH4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液于8支比色管中，分别加入0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mL铝离子标准溶液，加去离子水定容至5mL，混合均匀，静置10min，于490nm处测定光吸收值，以铝离子含量(mg/mL)为横坐标，光吸收值为纵坐标，绘制铝离子标准曲线；

7)样品溶液的快速制备：采用全自动快速溶剂萃取仪，称取1.0g蜂蜜制品，加入浓度为0.1％的稀盐酸溶液20mL，在压力1000psi，温度100℃，时间5min，静态萃取(2循环)，自动过滤残渣，将萃取液转移至100mL容量瓶中定容，过0.45微米微孔滤膜，待测；

8)样品溶液的快速检测准确移取步骤7)萃取液0.2mL，1.5mL茜素红S溶液、0.15mLpH4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，使样品中的铝离子与显色剂发生络合反应，在490nm处测定光吸收值，同时做空白试验，参照标准曲线方程进行样品中铝离子含量的计算，按照下式计算蜂蜜制品中铝离子含量的计算：

$X(\mathrm{mg}/\mathrm{kg})=\frac{(C_1-C_0)\×100}{\frac{m}{1000}}$

式中：X表示样品中的铝含量，单位mg/kg；C₁表示样品测定液的吸光值所对应的铝的浓度，单位mg/mL；C₀表示空白试液铝的浓度，单位mg/mL；m代表样品的质量，单位g；100表示样品制备液的体积，单位mL；1000表示测定质量单位转化剂由g转化为kg。

本发明提供的检测方法适用于蜂蜜制品中铝离子的检测，检测的蜂蜜中依据国家标准的规定进行判断，如铝含量超过100mg/kg，即为不合格。

本发明提供的快速检测蜂蜜制品中铝离子含量的方法具有以下优点：

1、本发明提供的方法利用快速溶剂萃取法制备样品待测溶液，基于茜素红S络合显色建立一种快速萃取、测定便捷的蜂蜜制品中铝离子含量的可见分光光度法。

本发明主要是利用茜素红S在酸性条件下，与金属铝离子反应生成有色化合物，并随着铝离子浓度增加在490nm处光吸收值呈线性梯度增加，符合朗伯比尔定律。可溶性蛋白质、糖以及诸多金属离子对该方法影响较小，主要在于蛋白质、部分金属离子与茜素红S的反应最大吸收峰值不同，在490nm处的影响较小。本方法重在开发一种简便的准确测定金属铝离子的方法。

2、本发明提供的方法选择性、重现性和精密性均好，操作简单，适用测定浓度范围宽，符合精度要求，不需要昂贵的大型仪器。

附图说明

图1：茜素红S溶液的紫外-可见全波长扫描图。

图2：在酸性介质中，茜素红S与铝离子络合溶液的紫外-可见全波长扫描图。

图3：磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液添加量对反应体系光吸收值的影响图。

图4：茜素红S溶液添加量对反应体系光吸收值的影响图。

图5：铝离子标准溶液添加量对反应体系光吸收值的影响图(线性范围的确定)。

图6：铝离子标准溶液浓度梯度与光吸收值线性相关曲线图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：前期溶液的配制

1、反应试液的配制：茜素红S溶液(0.25g/L)的制备称取茜素红S0.025g，溶于50mL无水乙醇中，用蒸馏水稀释定容至100mL。

2、铝离子标准溶液(1.0mg/mL)的制备：称取0.89g AlCl₃·6H₂O(铝含量为0.1g)，用去离子水溶解并定容至100mL。

3、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液的制备(pH4.6)：准确移取46.75mL0.2mol/L磷酸氢二钠溶液和53.25mL0.1mol/L柠檬酸溶液，混匀至100mL。

实施例2：反应体系与最大吸收峰的确定

茜素红S溶液本色为黄色，在pH4.6磷酸氢二钠-柠檬酸酸性介质中，与一定浓度的铝离子形成稳定络合水溶物，颜色为红色，利用紫外-可见分光光度计对反应前后溶液进行全波长扫描，表明：茜素红S溶液最大光吸收峰在420nm处(如图1)，与铝离子反应后溶液最大吸收峰在490nm(如图2)。因此，确定了反应体系组分为：pH4.6磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、茜素红S溶液和铝离子溶液，检测波长为490nm。

实施例3：反应体系组分及条件的优化

在实施例2的基础上对反应体系和反应条件进行了优化，分别研究了0.25g/L茜素红S溶液不同添加量(0.8mL、1.0mL、1.2mL、1.5mL、1.8mL和2.0mL)、pH4.6磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液添加量(0.1mL、0.15mL、0.20mL和0.25mL、)和1.0mg/mL铝离子标准溶液添加量(0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.7mL、0.8mL、0.9mL和1.0mL)对检测方法灵敏度和准确性的影响。结果得出最佳的反应体系为：反应体系总体积为5.0mL，不足用去离子水定容，其中茜素红S溶液加入量为1.5mL(如图3)、pH4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液加入量为0.15mL(如图4)和铝离子的测定范围为0.2-0.7mg/mL(如图5)；反应条件为：室温静置10min后，于490nm处测定光吸收值。

实施例4：标准曲线的绘制

准确移取1.5mL茜素红S溶液、0.15mL pH4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液于8支比色管中，分别加入0.0mL、0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.7mL铝离子标准溶液，加去离子水定容至5mL，混合均匀，静置10min，于490nm处测定光吸收值，以铝离子含量(mg/mL)为横坐标，光吸收值为纵坐标，绘制铝离子标准曲线(如图6)，由图可知，吸光值与铝离子浓度呈极佳的线性关系。其线性回归方程为Y＝1.49305x+0.01071，相关系数r为0.99937(线性相关系数为r，主要用R²值来表示)，其中x代表铝离子的浓度(mg/mL)，y代表吸光值。

实施例5：方法学的考察

在实施例4的基础上从重复性试验、精密度试验、加标回收率试验以及外源离子对反应体系的影响四个方面对检测方法进行验证。重复性结果表明，随机移取相同体积的铝离子标准溶液(1.0mg/mL)6份，按照上述方法对6份溶液进行测定，测得该6份样品中的铝离子含量分别为0.52mg/mL、0.53mg/mL、0.49mg/mL、0.48mg/mL、0.51mg/mL和0.50mg/mL，重复性以其RSD值来估计，RSD为1.87％。说明该方法测定样本中的铝离子含量结果变化不大，重现性较好。精密度试验结果表明，移取0.6mL铝离子标准溶液(1.0mg/mL)按照上述方法对此样本连续进行测定6次，测得铝离子含量分别为0.58mg/mL、0.56mg/mL、0.62mg/mL、0.61mg/mL、0.64mg/mL和0.62mg/mL，精密性以其RSD值来估计，RSD为2.94％。说明该方法测定同一样品中的铝离子含量结果变化不大，稳定性较好。加标回收率试验结果表明，在含有0.15μg铝离子的本底溶液中分别加入0.1μg、0.2μg、0.3μg、0.4μg、0.5μg标准铝离子，测定结果见表1。

表1：加标回收率试验结果

表1结果显示：加标回收率分别为89.37％、98.97％、96.99％、92.57％和98.57％。由此进一步说明该方法重现性好，有较高的准确性和可靠性，能用于实验室快速测定铝离子含量；此外本发明还研究了外源离子K⁺、Na⁺、Zn²⁺、Fe³⁺和Cu²⁺对该方法测定准确性的影响。

结果表明，除了Cu²⁺有微弱的影响外，其他离子对该方法基本没有影响。

实施例6：实验方法的考察

(1)快速溶剂萃取法快速制备样品待测液采用全自动快速溶剂萃取仪，分别准确称取1.0g蜂蜜制品3份，加入浓度为0.1％的稀盐酸溶液20mL，在压力1000psi，温度100℃，时间5min，静态萃取(2cycle)，自动过滤残渣，将萃取液转移至100mL容量瓶中定容，过微孔滤膜，待测。

(2)样品溶液的快速检测、精密度和重复性试验分别取萃取液0.5mL，按照步骤(4)中操作方法使得样品中的铝离子与显色剂发生络合反应，在490nm处测定光吸收值，同时做空白试验，每个测定值重复3次，参照标准曲线方程进行样品中铝离子含量的计算，结果如表2。

表2：快速溶剂萃取法萃取蜂蜜制品中铝离子含量测定

表2结果显示：每组样品的精密度较好，RSD值分别为0.02％、0.02％与0.01％，3组样品的重现性也较好，RSD值为0.01％。

结果显示符合国家标准关于每千克食品中铝含量不能超过100毫克的规定。

(3)样品溶液的加标回收率试验

在上述测定样品中加入标准铝离子溶液0.1mg，按照上述方法进行测定，计算加标回收率，结果如表3。

表3加标回收率试验结果

表3结果显示：可以看出样品的重复测定回收率相差不大，落在99.48％～99.87％。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种快速检测蜂蜜制品中铝离子含量的方法，其特征在于，该方法是茜素红S作为络合显色剂的紫外可见分光光度测定方法；

所述紫外可见分光光度测定方法包括：标准曲线的绘制、样品待测液的制备和快速检测；

所述标准曲线的绘制包括以下步骤：准确移取1.5mL茜素红S溶液、0.15mL pH4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液于8支比色管中，分别加入0.0mL、0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.7mL铝离子标准溶液，加去离子水定容至5mL，混合均匀，静置10min，于490nm处测定光吸收值，以铝离子含量mg/mL为横坐标，光吸收值为纵坐标，绘制铝离子标准曲线，其线性回归方程为Y＝1.49305x+0.01071，相关系数R为0.99937，其中x代表铝离子的浓度mg/mL，y代表吸光值；

所述样品待测液的制备包括以下步骤：采用全自动快速溶剂萃取仪，分别准确称取1.0g蜂蜜制品3份，加入浓度为0.1％的稀盐酸溶液20mL，在压力1000psi，温度100℃，时间5min，静态萃取，重复操作，自动过滤残渣，将萃取液转移至100mL容量瓶中定容，过0.45微米微孔滤膜，待测；

样品待测液的快速检测：准确移取萃取液0.2mL，1.5mL茜素红S溶液、0.15mL pH4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，使样品中的铝离子与显色剂发生络合反应，在490nm处测定光吸收值，同时做空白试验，参照标准曲线方程进行样品中铝离子含量的计算，按照下式计算蜂蜜制品中铝离子含量的计算：

$X(mg/kg)=\frac{(C_1-C_0)\×100}{\frac{m}{1000}}$

式中：

X表示样品中的铝含量，单位mg/kg；

C₁表示样品测定液的吸光值所对应的铝的浓度，单位mg/mL；

C₀表示空白试液铝的浓度，单位mg/mL；

m代表样品的质量，单位g；

100表示样品制备液的体积，单位mL；

1000表示测定质量单位转化即由g转化为kg。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)茜素红S溶液的制备：称取茜素红S 0.025g，溶于50mL无水乙醇中，用蒸馏水稀释定容至100mL；

2)铝离子标准溶液的制备：称取0.89g AlCl₃·6H₂O，用去离子水溶解并定容至100mL；

3)磷酸氢二钠溶液的制备：称取磷酸氢二钠0.716g，用去离子水溶解并定容至100mL；

4)柠檬酸溶液的制备：称取柠檬酸0.21g，用去离子水溶解并定容至100mL；

5)pH 4.6磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液的制备：准确移取46.75mL0.2mol/L磷酸氢二钠溶液和53.25mL 0.1mol/L柠檬酸溶液，混匀至100mL；

6)标准曲线的绘制：准确移取1.5mL茜素红S溶液、0.15mL pH4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液于8支比色管中，分别加入0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mL铝离子标准溶液，加去离子水定容至5mL，混合均匀，静置10min，于490nm处测定光吸收值，以铝离子含量mg/mL为横坐标，光吸收值为纵坐标，绘制铝离子标准曲线；

7)样品溶液的快速制备：采用全自动快速溶剂萃取仪，称取1.0g蜂蜜制品，加入浓度为0.1％的稀盐酸溶液20mL，在压力1000psi，温度100℃，时间5min，静态萃取，重复稀释、萃取，自动过滤残渣，将萃取液转移至100mL容量瓶中定容，过0.45微米微孔滤膜，待测；

8)样品溶液的快速检测：准确移取步骤7)的萃取液0.2mL，1.5mL茜素红S溶液、0.15mLpH4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，使样品中的铝离子与显色剂发生络合反应，在490nm处测定光吸收值，同时做空白试验，参照标准曲线方程进行样品中铝离子含量的计算，按照下式计算蜂蜜制品中铝离子含量的计算：

$X(mg/kg)=\frac{(C_1-C_0)\×100}{\frac{m}{1000}}$

式中：X表示样品中的铝含量，单位mg/kg；C₁表示样品测定液的吸光值所对应的铝的浓度，单位mg/mL；C₀表示空白试液铝的浓度，单位mg/mL；m代表样品的质量，单位g；100表示样品制备液的体积，单位mL；1000表示测定质量单位转化剂由g转化为kg。

3.权利要求1或2所述方法在检测蜂蜜制品中铝离子含量的应用。