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食品中有害元素的测定之铝(一)
【来源/作者】周世红 【更新日期】2018-12-11

铝是一种轻金属。纯净的铝是银白色的,因在空气中易与氧气化合,在表面生成一种致密的氧化物薄膜(氧化铝Al203),所以通常略显银灰色。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素。在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。

铝能够与稀的强酸(如稀盐酸,稀硫酸等)进行反应,生成氢气和相应的铝盐。与一般的金属不同的是,它也可以和强碱进行反应,形成偏铝酸盐和氢气。因此认为铝是两性金属。

铝具有特殊的化学、物理特性,是当今最常用的工业金属之一,不仅重量轻,质地坚硬,而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性,是国民经济发展的重要基础原材料。铝的合金质量较轻而强度较高,因而在制造飞机、汽车、火箭中被广泛应用。由于铝有良好的导电性和导热性,可用作超高电压的电缆材料。铝在高温时的还原性极强,可以用于冶炼高熔点的金属。铝富伸展性,可制成铝箔,用于包装。

一、铝对食品的污染

目前食品中铝污染情况还是比较严重的,特别是我国,我国成年人每天从食物中摄入的铝高达100mg,这一数据远超世界平均水平。这也和我国特有的生活、饮食习惯有关。据统计表明,在我国,铝制炊具的使用率极高,而在欧美等发达国家基本都是使用不锈钢炊具。而在食物上,我国常食用的粉丝、油条、腌菜等食物均含有极高的铝元素;同时食物发酵剂中也有着大量的铝,面点、煎饼之类也是含铝大户。在自来水的处理上,我国自来水处理过程中使用的漂白粉也是铝盐。这些生活、饮食习惯也造成了我国人均每天铝元素的摄人量是欧美发达国家的5倍以上。

目前,铝污染食品的途径主要有以下几个方面:

(1)含铝的食品添加剂:含铝的食品添加剂经常用于炸油条、油饼等油炸食品。含铝的食品添加剂的发酵粉还常用于蒸馒头、花卷、糕点等。例如明矾[KAl(S04)2·12H20]这种食品膨松剂,就被用于油条的加工中,在油炸过程中使油条膨胀多孔。我国现行的GB 2760-20ll《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》批准使用的膨松剂中有钾明矾(硫酸铝钾)和铵明矾(硫酸铝铵),使用范围是油炸食品、水产品、豆制品、发酵粉、威化饼干、膨化食品、虾片。

此外,还有一个铝的来源尚未引起广泛重视。现在许多食品中添加了食用色素,在食用色素中占绝大多数的是人工合成色素,如苋菜红、胭脂红、诱惑红、柠檬黄、日落黄、亮蓝等和它们的铝色淀(水溶性色素沉淀在氧化铝上制备的着色剂)。

(2)使用铝制的炊具、餐具:长时间使用制的炊具、餐具,会使铝溶在食物中,增加了食物中铝的含量。例如铝锅等炊具烹调或盛放酸性较强的菜肴,也能使铝溶解于菜肴中。

(3)用铝制品包装或盛放食品的器具也可导致食品铝含量超标。比如用铝罐包装的饮料,虽然其内表面有保护层,但如果存放时间过长,保护层损坏,具有酸性的饮料就可能从破损处腐蚀铝罐,使饮料中含有铝离子。

(4)净水处理:明矾有很好的絮凝作用,常被民间用来作为净水剂。现代大城市正规自来水厂是不用明矾的,但一些使用地表水的小型自来水厂有时也向水中加入一些铝盐絮凝剂以加速水中的泥沙及其他悬浮物的沉淀,使自来水中含有较多铝离子。

另外,一些淀粉类食品如粉条、粉丝、粉皮、凉粉、凉皮等在制作时也常被加入明矾。经过明矾的絮凝作用,粉条、凉粉会变得很筋道,在开水中不易被煮烂。一些劣质挂面、山楂糕、人造海蜇、劣质的果冻,也被不同程度地加人明矾,用以提高韧性、降低成本。

二、食品中铝的毒性与危害

1989年,世界卫生组织正式提出,铝元素为人体不需要的微量元素,过多的摄入铝元素会对人体健康造成极大危害。并提出成年人每天允许铝摄人量为4mg,这一数据仅相当于一根油条的铝含量。2006年,FA0/WH0联合食品添加剂专家委员会评估铝的安全性时,认为铝化合物在低于先前用来制定安全参考值的剂量,仍可能会影响实验动物的生殖系统和发育中的神经系统,因此决定把暂定每周可容忍的铝摄人量(包括添加剂)降低七倍,至每公斤体重l毫克的水平,即每日允许摄入量(ADI)为0.14mg/kg体重,以一个成年人60kg体重来算,每日允许摄入的铝为8.6mg。

铝不是人体必须的微量元素,正常成年人体内共含铝平均100mg左右。铝是一种低毒金属元素,不会导致急性中毒。但人体摄入后仅有10%~15%能排泄到体外,大部分会在体内蓄积,与多种蛋白质、酶等人体重要成分结合,影响体内多种生化反应。

摄人过多的铝对大脑、骨骼、肝、脾、肾等都不利。其危害主要表现在以下几个方面。

(1)人体内铝元素过量会造成体内钙质大量流失,形成骨质疏松,也容易引起骨质软化、骨折。

(2)人体内铝元素过量会对脑部神经造成巨大伤害,造成记忆力、智力下降。研究发现,摄入过量的铝与发生早老性痴呆有关。

(3)铝元素过量就会对消化道磷的吸收发生抑制作用,还会抑制胃蛋白酶的活性,妨碍人体的消化吸收功能。因此,摄入过量的铝还会使人食欲不振和消化不良,影响肠道对磷、锶、锌、铁、钙等元素的吸收。

另外,铝也会对身体抵抗力较弱的老人、儿童和孕妇产生危害,可导致儿童发育迟缓、老年人出现痴呆,孕妇摄人则会影响胎儿发育。

三、食品中铝的限量标准

目前国外对食品中铝的限量比较严格:cAC(国际食品法典委员会)的食品添加剂法规(CodexStanl92—1995)中则规定,含铝添加剂不能用于面制食品中;欧盟食品安全局也规定,饮食中铝的每周允许摄入量为lmg/kg,面制品中铝含量不能超过10mg/kg;美国FDA则规定,矾(铝、钾、铵和钠的硫酸复盐)只允许从包装的纸和纸板迁入食品(这个量是非常微小的),也就是说不允许制作食品时加入明矾。

而我国对食品中铝的限量相比国外是比较宽松的,这当然也与我国的国情有关。我国国家标准GB 2762—2005《食品中污染物限量》规定了面制食品中铝的限量为100mg/kg(以质量计)。在2011年6月20日实施的GB 2760—2011《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中作为膨松剂的钾明矾和铵明矾最大使用量是“按生产需要适量使用”,但“铝的残留量应<100mg/kg”。而对人工色素的铝色淀中的铝并没有限量。

四、食品中铝的检测方法

(一)电感耦合等离子体原子发射光谱法

1、原理

试样经混合酸消解后,稀释至一定体积后,将试样溶液喷入等离子体,并以此做光源,在等离子体光谱仪相应元素波长处,测量其光谱强度,并采用标准曲线法计算元素的含量。

参考资料:食品中有毒有害物质检测


【关键词】食品,有害元素,铝,国家标准物质网 

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