焙烤食品中鋁含量的測定及差異性分析

黃宗蘭，劉花梅，戴瑞平，李彪，黎申英，劉濤

江西省檢驗檢測認證總院食品檢驗檢測研究院（南昌 330001）

焙烤食品，又名烘烤食品，是以小麥粉等為基本原料，經過發面、高溫焙烤后熟化的一類食品。焙烤食品種類繁多，形態各異，口味豐富，最主要包括面包、蛋糕、餅干三大類。

焙烤食品在加工過程中為改善外觀、增加口感，可能使用含鋁添加劑，如硫酸鋁鉀、硫酸鋁銨等，起到蓬松、穩定的效果，同時鋁制加工生產器械也可能引入鋁元素，因此焙烤食品中存在鋁含量超標的風險。研究表明，長時間過量攝入鋁會導致鋁中毒[1]。鋁元素具有神經毒性，表現為記憶障礙、運動技能障礙、語言障礙等[2-4]。鋁對人體的毒性與食品中鋁的存在形態有關，食品中本底鋁主要賦存于細胞壁上，呈有機絡合態不易被人體吸收，對人體幾乎無毒[5-7]，而含鋁食品添加劑產生的離子態鋁，主要存在形式是Al3+、AlOH2+、Al(OH)2+，易于被人體吸收產生慢性毒性，離子態鋁才是對人體產生毒性的根源[8]。GB 2760——2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》中規定的焙烤食品中鋁殘留量限量標準100 mg/kg（干樣品，以Al計）。因此，分析焙烤食品中鋁含量，為建立數據庫做數據支撐，對構筑焙烤食品安全防線具有重要意義。

國內食品中測定鋁的主要依據為GB 5009.182——2017《食品安全國家標準食品中鋁的測定》，主要包括分光光度法、電感耦合等離子體質譜法（ICPMS）、電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）及石墨爐原子吸收光譜法4種方法。分光光度法[9-10]操作復雜、前處理繁瑣，耗時長。石墨爐原子吸收光譜法[11]只能進行單元素測定，分析時間長，不適合大批量樣品的分析。ICP-MS和ICP-OES因線性范圍寬、靈敏度高、穩定性好、分析快速等優點成為目前主流的分析方法[12-16]。同時，樣品前處理方法中樣品消解有壓力罐消解法[17-18]與微波消解法[19-20]等，壓力罐消解法消耗酸量體積大，趕酸時間長等，微波消解法用酸體積少，效率高，消解完全，因此選取微波消解作為前處理方法。

試驗利用微波消解-電感耦合等離子體質譜法，對蛋糕店中的自制各類焙烤食品樣品進行鋁含量的測定，同時進行結果差異性分析，研究市售焙烤食品的鋁含量情況，為相關部門的監督管理提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

分別采集各區域的蛋糕店中樣品，主要包括面包、蛋糕、餅干三大類及其他糕點類，其他糕點類主要包括蛋撻、榴蓮酥、牛奶小饅頭、日式乳酪、肉松小貝、甜甜圈、泡芙、胡蘿卜奶昔等。樣品總數為295份，其中面包樣品139份、蛋糕樣品56份、餅干樣品33份及其他糕點樣品67份。

鋁及鍺（內標元素）元素標準溶液（均為1 000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）。

1.2 儀器與設備

電感耦合等離子體質譜儀ICP-MS（PE 2000P型，美國PekinElmer公司）；微波消解儀（美國CEM公司，型號MARS6）；趕酸儀（GS25-20A型，天津市萊玻特瑞）；純水儀（Synergy型，美國Millipore公司）；電子天平（QUINTIX124-1CN型，德國賽多利斯）。

1.3 試驗方法

1.3.1 試樣前處理

樣品用粉碎機粉碎均勻，取約30 g樣品放入85 ℃恒溫干燥箱中干燥4 h。冷卻后稱取約0.5 g烘干的樣品置于聚四氟乙烯消解管中，加入5.0 mL硝酸，加密封墊，旋緊蓋子，放置1 h，將微波消解管放進微波消解儀進行微波消解（按照設定的程序，見表1）；消解結束后，冷卻，打開蓋子和密封墊，將消解管按順序放進趕酸儀中趕酸30 min（溫度100 ℃），拿出冷卻，用蒸餾水沖洗消解管內壁，轉移出并定容至50.0 mL[21]，搖勻。同時做試劑空白試驗。

表1 微波消解儀條件

1.3.2 樣品上機測定

1.3.2.1 標準溶液配制

高濃度鋁標準曲線：分別吸取0，0.05，0.10，0.20，0.40和0.50 mL Al標準溶液于100 mL容量瓶中，用硝酸溶液（5+95，體積比）定容，配制成0，0.5，1.0，2.0，4.0，5.0和10.0 mg/L一系列的Al標準溶液。

低濃度鋁標準曲線：分別吸取0，0.10，0.20，0.50，1.00，2.00和5.00 mL Al中間標準溶液（10 mg/L）于100 mL容量瓶中，用硝酸溶液（5+95，體積比）定容，配制成0，10，20，5，100，200和500 μg/L一系列的Al標準溶液。

1.3.2.2 儀器條件

按照GB 5009.182——2017《食品安全國家標準 食品中鋁的測定》（第二法）設定條件。ICP-MS用調諧液及內標溶液調試儀器，將儀器的靈敏度、精密度等符合測定要求。

1.3.2.3 加標回收試驗及精密度

從面包、蛋糕及餅干3個大類中分別隨機選取1份樣品，測定鋁元素的本底值。在樣品中分別加入低、中、高3個濃度水平鋁元素標準溶液，每個濃度做6個平行，采用ICP-MS進行鋁的測定。

1.3.3 限量要求

依據GB 2760——2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》，焙烤食品中鋁殘留量限量要求≤100mg/kg（干樣品，以Al計）。

1.3.4 數據處理

采用Microsoft Excel軟件進行數據統計分析，對測定結果計算其平均值、分布范圍與相對標準偏差等分析指標，并對測定結果作直方圖。

2 結果與分析

2.1 線性范圍及檢出限

ICP-MS測鋁線性范圍0～10.0 mg/L做校準曲線，樣品中鋁含量低于100 mg/kg，鋁的線性范圍為0～500 μg/L；樣品中鋁含量高于100 mg/kg，鋁的線性范圍為0～10.0 mg/L。測定試劑空白溶液20次，計算標準偏差，依據取樣量和定容體積，以3倍標準偏差為檢出限，計算方法檢出限。由表2可以看出，鋁在低濃度和高濃度均具有很好的線性，檢出限均滿足檢測要求。

表2 鋁標準系列濃度、線性方程和復相關系數

2.2 加標回收試驗及精密度

加標回收試驗結果及精密度見表3。ICP-MS加標回收率為93%～105%，相對標準偏差為1.8%～5.2%，方法的精密度及回收率均符合GB/T 27404——2008《實驗室質量控制規范食品理化檢測》的要求。

表3 回收率及精密度結果（n=6）

2.3 樣品中鋁的測定

295份樣品中鋁的檢出情況見表4。鋁的檢出率為70.5%，所有樣品中鋁含量的平均值達到8.26 mg/kg，相對標準偏差為5.13%，含量范圍為0～521 mg/kg，全部樣品中鋁元素測定結果的直方圖如圖1所示。鋁含量的平均值低于GB 2760——2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》中規定的焙烤食品中鋁殘留量限量標準100 mg/kg（干樣品，以Al計），因此鋁元素總體含量偏低。有5份樣品含量超過鋁殘留量的限量標準，分別達到206，211，295，307和521 mg/kg。總體合格率為99.0%。從相對標準偏差與直方圖可以看出，不同樣品的鋁含量變化較大，因此進一步分析焙烤食品中鋁含量的類別差異。

圖1 鋁元素含量測定結果直方圖

表4 焙烤食品中鋁檢出情況及檢出值分布

2.4 鋁含量的類別差異分析

不同大類樣品中鋁含量測定結果統計如表5所示。其他糕點類包括樣品為蛋撻、榴蓮酥、牛奶小饅頭、日式乳酪、肉松小貝、甜甜圈、泡芙、胡蘿卜奶昔等。每大類樣品份數都具有統計學意義，且僅在蛋糕樣品中存在5份不合格樣品，合格率為91.0%。并且由于5份不合格樣品的存在，蛋糕樣品中鋁含量范圍遠大于其他三類，如果除去該5份不合格樣品，4大類鋁含量范圍非常接近，這點也體現在4個大類的相對標準偏差中。

表5 不同大類樣品中鋁含量測定結果統計

3 結論

采用ICP-MS測定焙烤食品中鋁元素含量，該方法線性關系良好，回收率、SRSD能滿足檢測要求，適合焙烤食品中鋁元素含量的測定。

抽取的295份樣品中鋁含量的平均值達8.26 mg/kg，總體合格率為99.0%，因此總體鋁的安全衛生質量較好。所有樣品中有5份樣品超過GB 2760——2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》中規定的焙烤食品中鋁殘留量限量標準100 mg/kg，其中4份為脆皮蛋糕，1份為橄欖蛋糕?？赡苁窃谏a加工過程中加入硫酸鋁鉀、硫酸鋁銨等含鋁添加劑，也有可能鋁制加工生產器械引入鋁元素。

為提升食品中鋁含量的監測及檢測能力，一方面要開展食品中鋁本底值調查，正確認識食源性鋁的來源。另一方面在檢測技術優化中，鋁對人體的毒性與食品中鋁的存在形態有關，通過開發出關于食品中鋁的不同形態的檢測方法，加強含鋁食品添加劑研究能力，以快速區分出天然富集的鋁元素與含鋁食品添加劑，正確認識食源性鋁的來源。