一种食品中铝添加剂含量检测试剂盒及其检测方法

技术领域

本发明属于食品检测技术领域，具体涉及一种检测食品中铝添加剂含量的试剂盒及其检测方法。

背景技术

铝添加剂(明矾、铵明矾、钾明矾)在我国拥有很长的使用历史，文字记载最早可以追溯到魏晋南北朝时期。明矾等铝添加剂可以使食品蓬松、口感好，有韧性，保水保湿，现广泛存在于油炸面制品、淀粉制品、发酵面制品和水产品中。但随着人们生活质量水平的不断提高，对食品安全的关注更为明确，铝元素的危害也日渐引起广大群众的重视。

铝是一种低毒且非人体必需金属元素，早在1989年，世界卫生组织就把铝定为食品污染物，并予以管理。铝在人体中的长期积累残留会干扰人体思维和记忆力，加速人体细胞衰老，引发智力障碍、贫血，甚至导致骨质疏松、老年痴呆等严重后果。现阶段，商家虽然提出了无铝油条，无铝泡打粉等市售产品，但由于利益驱使、思维观念固化等原因，含铝食品仍然广泛存在。

我国在GB 2760-2014《食品添加剂使用标准》标准中虽然严格规定了各食品中铝的残留量限量，但检验人员在实际工作中依然发现油条、土豆粉、包子、馒头等食品仍是铝含量超标的重灾区。表现为涉及地域范围广、不合格率高、超标量大，最高可达限值的10倍左右。2016年四川省开展了含铝食品添加剂使用标准执行情况专项检查；2018年，国家市场监管总局开展粉丝粉条面制品专项整治工作；2019年，针对铝含量超标问题，上海市专门组织开展粉丝粉条面制品专项整治工作；2020年，青海省开展面制品专项整治工作；其余市县一级专项整治工作更是不计其数。国家之重视，群众之关切，问题之严重，覆盖面之广，可见一斑。

目前，铝残留量实验室检测采用GB 5009.182-2017中的分光光度法，检测周期长，污染大，设备要求高，加入试剂多，步骤繁琐。虽能准确测定待检样品中铝含量，但无法在执法和筛查第一现场给予技术支撑，也就无法直接投入到保障性和专项执法中，尤其在区县、乡镇等实验室资源匮乏的地区。目前，国内关于快速检测技术发展迅速，但针对食品中含铝添加剂的快速检测方法或试剂盒仍鲜有报道，当前仍以化学比色法为主，不足之处主要在于：①基于国标规定的方法实行简化，即铬天青S显色法，该法虽专一性较强，但所加试剂种类多，操作繁琐，不易于基层执法人员掌握，且试剂不易保存，毒害较大，不适宜于现场执法快速筛查；②基于三羧基金红酸铵盐(阿罗明那)的玫瑰红显色法，该法操作虽然较为简单，却容易受到Cr

专利文献201611132477.0公开了一种用于检测食品中铝含量的试剂盒，所述试剂盒包括盒体、盒盖，可放置入盒体中的衬垫；所述衬垫上设有小孔，装有硝酸的试剂管、装有过氧化氢的试剂管、装有纯水的试剂管、装有乙酸-乙酸钠缓冲液的试剂管、装有铝标准溶液的试剂管和装有铬天青S溶液的试剂管被设置在所述小孔内。所述试剂盒的实质还是铬天青S显色法，所需试剂种类多，操作步骤繁杂的劣势依然没有被改善。

为了解决现有技术的缺陷，本发明提供一种食品中铝添加剂含量检测试剂盒，所述试剂盒中试剂方便易得，操作简便，可对食品中铝添加剂残留量快速进行定性或半定量检测，非常适用于基层检验人员进行现场执法和筛查。

发明内容

本发明的一个目的是针对市场上油炸面制品、发酵面制品、淀粉制品、膨化食品、烘焙食品等食品中铝添加剂超标添加，且无法第一时间准确、快速、便捷、半定量筛查的现状，提出一种操作简单、特异性强、快速简洁且可以初步定量的检测试剂盒。本发明的另一个目的是提供一种针对所述试剂盒的检测方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

第一方面，本发明提供一种食品中铝添加剂含量检测试剂盒，所述试剂盒包括：铝添加剂提取试剂、pH调节剂、荧光发生剂、紫外发生器。

优选的，所述试剂盒还包括观测暗盒，所述观测暗盒为箱体结构，箱体内部有比色皿槽，在箱体相邻两侧面分别开设照射孔和观测孔。

优选的，所述试剂盒还包括标准比色卡或改良标准比色卡。

更优选的，为了方便应用，所述试剂盒中还包括刻度管、吸管、比色皿、剪刀中的一种或两种以上的组合。

所述铝添加剂提取试剂为质量浓度为2-4g/L的氢氧化钠，在本发明的最优选实施方式中，所述铝添加剂提取试剂为2g/L的氢氧化钠溶液。

所述pH调节剂选自冰醋酸。

所述荧光发生剂为桑色素乙醇溶液，浓度选自2-5g/L，在本发明的最优选实施方式中，所述桑色素乙醇溶液浓度为2g/L。

所述紫外发生器为能够产生420-440nm波长紫外光的装置，在本发明的优选实施方式中，所述紫外发生器为能够发出430nm波长紫外光的手电。

第二方面，本发明提供一种食品中铝添加剂含量检测方法，所述检测方法包括如下步骤：

(1)将待检样品剪碎称取m g置于刻度管中，加入铝添加剂提取试剂，振摇混匀，静置，取上清液得到样品提取液V mL；

(2)取样品提取液v mL作为测定液加入比色皿中，加入pH调节剂使pH值为3.0-3.5，摇匀，加入荧光发生剂，将比色皿置于观测暗盒中，用紫外发生器照射比色皿，观察荧光颜色及强度；

(3)与标准比色卡进行比对，估读测定液中铝的浓度为cμg/mL；

(4)计算待检样品中

本申请计算得到的待检样品中铝添加剂含量值表示干样品中铝添加剂含量值，这是由于本领域技术人员在实际工作中以GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》作为判断待检测样品中铝添加剂含量是否超标的标准，而此标准中的参考值均为干样品中铝含量数值。在实际现场抽查快速检测中将样品烘干再检测需要耗费大量时间，基本不可能实现，因此，本发明技术人员创造性的在实际检测得到的数值基础上乘以样品水分推荐系数，即得到对应干样品中铝添加剂含量值。

本发明技术人员在实际工作中能接触到大量需要检测的食品样品，技术人员预料不到的发现就同一种食品收集多个样本之后，通过上述样品水分推荐系数计算公式计算得到的水分推荐系数差异并不显著，例如如下情况：对四个厂家生产的四个批次的土豆粉(湿)进行抽检，采用GB 5009.3-2016第一法直接干燥法进行干燥，得到样品含水量，再通过上述公式计算得到水分推荐系数，如下表所示：

表1土豆粉(湿)水分推荐系数计算过程

上表所示的四个厂家四个批次生产的土豆粉(湿)水分推荐系数在1.6-1.8之间，实际上扩大检测样本之后，检测得到的土豆粉(湿)水分推荐系数依然在1.6-1.8之间，取中间值，即土豆粉(湿)的水分推荐系数为1.7。按照如上所示的例子，技术人员对市场上常见食品样本的水分推荐系数进行检测和计算，最终得到如下所示的常见食品样本水分推荐系数表，方便在日常工作中使用。

表2部分常见食品样本水分推荐系数表

本申请所述的标准比色卡通过如下方法制备得到：

(1)取5支25mL刻度塑料管，分别配制体积为20mL，浓度为0、1.25、2.5、5.0、10.0μg/mL的铝标准溶液；

(2)用一次性吸管取步骤(1)制备的铝标准溶液2.0mL至石英比色皿中，滴入四滴冰醋酸，摇匀后加入2g/L桑色素乙醇溶液两滴，将比色皿置于观测暗盒中，用420-440nm波长紫外手电照射石英比色皿，以不同铝浓度对应的荧光颜色及强度绘制标准比色卡，具体如图2所示。

本领域技术人员也可根据需要增加步骤(1)中铝标准溶液浓度梯度范围，本发明优选铝标准溶液浓度范围为0-10.0μg/mL，原因在于，首先，0-10.0μg/mL铝浓度范围是肉眼对荧光颜色及强度辨识度较好的范围；其次，在0-10.0μg/mL范围内铝浓度与荧光强度的线性程度相对较好。

在本发明的最优选实施方式中，所述检测方法为：

(1)将待检样品剪碎称取1.0g置于刻度塑料管中，加入2g/L氢氧化钠溶液振摇，浸泡10分钟，期间剧烈摇动数次，静置，取上清液作为样品提取液V mL；

(2)用一次性吸管取样品提取液2.0mL至石英比色皿中，滴入四滴冰醋酸，摇匀后加入2g/L桑色素乙醇溶液两滴，将比色皿置于观测暗盒中，用420-440nm波长紫外手电照射石英比色皿，观察荧光颜色及强度；

(3)与标准比色卡进行对比，估读测定液中铝的浓度为cμg/mL；

(4)按照公式计算待检样品中铝添加剂含量(mg/kg)＝c×V×ω。

最终结果判定标准：根据GB 2760-2014中各食品铝残留量限量与检测得到的样品铝含量判断待检样品中是否铝含量超标。

优选的，为了实际工作方便，所述步骤(1)在25mL刻度塑料管中进行，V取20mL，最终铝添加剂含量(mg/kg)＝c×20×ω，这种操作方式能适应绝大多数食品样本检测。由于标准比色卡中c为0-10μg/mL，当遇到食品样本中铝添加剂含量＞200mg/kg，如900mg/kg时，使用20mL氢氧化钠溶液提取1g样本中的铝显然得到的提取液中铝浓度过高而无法使用比色卡进行比对，此时可将步骤(1)得到的20mL样品提取液稀释X倍，或者将步骤(1)的样品质量减小至原来的1/X再制备成20mL样品提取液，步骤2-4不变，则最终铝添加剂含量(mg/kg)＝c×20×X×ω。

为了减少实际工作中检验人员的计算步骤，本发明将标准比色卡进行改良，以20mL样品提取液中铝含量对应的荧光颜色及强度绘制改良标准比色卡，具体如图3所示，则最终铝添加剂含量(mg/kg)＝比色卡读数×ω或者比色卡读数×X×ω。

上述“以20mL样品提取液中铝含量对应的荧光颜色及强度绘制改良标准比色卡”中的20mL样品提取液包括两种情况：若样品提取液无需稀释，20mL样品提取液为常规意义上的通过2g/L氢氧化钠溶液提取得到的溶液；若样品提取液被稀释X倍，则20mL样品提取液是指稀释后的20mL溶液。

本发明提供的食品中铝添加剂含量检测试剂盒工作原理如下：食品中的铝添加剂经氢氧化钠溶液提取，再用冰醋酸调节pH后使体系稳定性高，使体系中的铝与桑色素反应生成的化合物荧光强度达至最强。由于铝与桑色素反应生成的化合物荧光强度大小与铝含量成正比，因此，通过荧光强度可判断待检样品中的铝含量。

现有技术中食品中铝含量检测采用GB 5009.182-2017中的铬天青S分光光度法。所述分光光度法的原理为：待检样品经处理后，在乙二胺-盐酸缓冲液中(pH 6.7-7.0)，聚乙二醇辛基苯醚和溴代十六烷基吡啶(CPB)的存在下，三价铝离子与铬天青S反应生成蓝绿色的四元胶束，于620nm波长处测定吸光度值并与标准系列比较定量。

相比之下，本发明提供的食品中铝添加剂含量检测试剂盒具有如下优势：

①检测速度快，所述试剂盒可对食品中铝添加剂残留量快速进行定性或半定量检测，在20分钟内得出结果，并且所需试剂种类少，而国标铬天青S分光光度法需要至少2天时间才能完成检测。

②准确度较好，阴性样品无荧光特性，阳性样品试剂盒快检结果与标准铬天青S分光光度法检测结果误差范围可控制在±20％。

③特异性高，技术人员对于食品中可能大量存在的常见阴阳离子，包括但不限于Na

④适用范围广，本发明提供的试剂盒适用于油条、土豆粉、粉丝、粉条、包子、馒头、花卷、饼干、蛋糕、面包、豆制品等常见食品的铝含量半定量检测。

附图说明

图1观测暗盒的结构示意图

图2 420-440nm波长紫外手电

图3标准比色卡照片

图4改良标准比色卡照片

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1食品中铝添加剂含量检测试剂盒

所述检测试剂盒中包括如下表所示的试剂和工具：

表3食品中铝添加剂含量检测试剂盒组成

所述试剂盒中试剂和检测工具的制备和制作方法

铝添加剂提取试剂：称取2g氢氧化钠用水定容至1L，500mL洗瓶分装，制备得到浓度为2g/L的氢氧化钠溶液。

pH调节剂：冰醋酸，10mL塑料滴瓶分装。

荧光发生剂：称取桑色素0.2g用乙醇溶解，定容至100mL，10mL塑料滴瓶分装，制备得到浓度为2g/L的桑色素乙醇溶液。

420-440nm波长紫外手电：厂家定制，附充电器，可循环使用。

观测暗盒：按照适宜尺寸及材料进行定制，要求避光。

标准比色卡：根据本发明说明书中提供方法制备标准比色卡，实际在试剂盒中附带图3所示的改良标准比色卡。所述试剂盒中的标准比色卡仅需在出厂前制备一次即可，通用，无需检测前绘制标准比色卡。

实施例2食品中铝添加剂含量检测方法

第一种情况：待检样品中铝添加剂含量≤200mg/kg时

S1：将待检样品剪碎成小碎片后称取1.0g置于25mL刻度塑料管中，加入2g/L氢氧化钠，浸泡10分钟，期间剧烈摇动数次，静置，取上清液作为样品提取液，体积为20mL；

S2：用一次性吸管取待测液2.0mL至10mm石英比色皿中，滴入四滴冰醋酸，摇匀后加入2g/L桑色素乙醇溶液两滴，置于暗盒比色皿槽中，用420-440nm波长紫外手电通过暗盒照射孔照射石英比色皿，通过暗盒观测孔观察荧光颜色强度；

S3：若比色皿呈蓝紫色，表示待检样品中不含铝，视为阴性样品；若比色皿呈现荧光绿则为阳性样品，与改良标准比色卡比对估读样品提取液中铝含量，最终待检样品中铝添加剂含量(mg/kg)＝比色卡读数×ω。

第二种情况：待检样品中铝添加剂含量＞200mg/kg时

S1：将待检样品剪碎成小碎片后称取1.0g置于25mL刻度塑料管中，加入2g/L氢氧化钠，浸泡10分钟，期间剧烈摇动数次，静置，取上清液作为样品提取液，体积为20mL，将20mL样品提取液体积稀释X倍；

S2：用一次性吸管取待测液2.0mL至10mm石英比色皿中，滴入四滴冰醋酸，摇匀后加入2g/L桑色素乙醇溶液两滴，置于暗盒比色皿槽中，用420-440nm波长紫外手电通过暗盒照射孔照射石英比色皿，通过暗盒观测孔观察荧光颜色强度；

S3：比色皿呈现荧光绿，与改良标准比色卡比对估读样品提取液中铝含量，最终待检样品中铝添加剂含量(mg/kg)＝比色卡读数×X×ω。

对比实施例铬天青S分光光度法

S1：将本实验使用到的玻璃仪器在酸缸中浸泡24h过夜；

S2：将待检样品粉碎均匀，取约30g置于85℃恒温干燥箱中干燥4小时；

S3：称取预处理的样品m g(精确至0.001g)，置于硬质玻璃消化管或锥形瓶中，加入10mL硝酸，0.5mL硫酸，在可调式控温电热炉中加热，100℃加热1小时，升至150℃加热1小时，再升至180℃加热2小时，然后升至200℃，若变棕黑色，再补加硝酸消化，直至管口冒白烟，消化液呈无色透明或略带黄色，取出冷却，用水转移定容至50mL(V

S4：分别吸取1.00mL(V

向标准管、试样管、试剂空白管中滴加1滴对硝基苯酚乙醇溶液(1g/L)混匀，滴加氨水溶液至浅黄色，滴加硝酸溶液(2.5％)至黄色刚刚消失，再多加1mL，加入1mL抗坏血酸溶液(10g/L)混匀后加3mL铬天青S溶液(1g/L)，混匀后加1mL聚乙二醇辛基苯醚溶液(3％)，3mLCPB溶液(3g/L)，3mL乙二胺-盐酸缓冲溶液，加水定容至25.0mL混匀，放置40min。

于620nm波长处，用1cm比色皿以空白溶液为参比测定吸光度值。以标准系列溶液中铝的质量为横坐标，以相应的吸光度值为纵坐标绘制标准曲线，参考标准曲线得到试样消化液中铝的质量m

具体应用例

分别按照实施例2提供的检测方法和对比实施例提供的铬天青S分光光度法对实际工作中遇到的食品待检样本中铝添加剂含量进行检测，检测结果如下表所示，以GB2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》作为标准，判断待检测样品中铝添加剂含量是否超标。

表4食品中铝添加剂检测结果对比

从上表结果可以看出，利用本发明提供的试剂盒检测方法得到的定性结果与通过铬天青S分光光度法检测得到的结果完全一致。此外，将两种方法得到的检测结果与国标中食品铝残留量限量值相比，判断得到的待检测食品中铝添加剂含量是否超标的判断结果完全一致。从两种方法得到的检测结果可以看出，本发明提供的试剂盒检测方法得到的检测数值与铬天青S分光光度法得到的铝含量数值误差范围可控制在±20％，而且对定性结果和铝含量是否超标的判断结果无影响，说明本发明提供的试剂盒检测法适用于食品中铝含量的定性和半定量检测，加之本发明提供的试剂盒检测方法检测时间短，更适用于基层检验人员现场执法使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。