快速鉴别粽叶水中 Cu的方法研究

摘要: 粽子大多为粽叶所包裹产品。为了保障粽子的卖相，不法供货商用硫酸铜、氯化铜等化学染色手段生产返青粽叶。这种返青粽叶肉眼不易鉴别。利用 Fe 能置换溶液中的 Cu2 +变成 Fe2 +，Fe2 +能与邻二氮菲生成稳定的红色络合物的原理，寻找一种快速简便的鉴别 Cu2 +的方法，以便初步判断返青粽叶的方法。铜是人体的微量元素，其含量的高低对人体有很重要的影响。
包粽子的粽叶，有竹叶、苇叶、荷叶几种。目前，用于包制粽子的多是竹叶，竹叶不仅含有人体的各种微量元素、氨基酸、黄酮类化合物，能够赋予粽子特有的清香，而且还是天然的抗氧化剂，能使粽叶包裹的粽子较长时间贮存，是一种十分理想的天然绿色食品包装物。由于粽子消费季节性很强，主要在端午节前后，而粽叶采摘季节通常在每年的 7 ～10 月份，受地域保存运输等环节影响，不能很好地满足生产需要，粽叶在第二年的端午节前后颜色肯定会发生变化，加上粽子在销售前要经过高温蒸煮，粽叶绝不可能保持鲜绿色。
然而，一些供货商为了保障粽叶的“卖相”，采用化学染色手段，在浸泡粽叶时，加入硫酸铜、氯化铜等工业原料，让已失去原色泽的粽叶重新变绿，造成粽叶中铜等重金属含量大大标。这种粽叶通常被称为“返青粽叶”(其实这是铜元素附着在粽叶上造成的现象)。国内有媒体称“返青粽叶”铜含量严重过普通食品中铜限量标准的 30 ～50 倍。
“返青粽叶”的危害主要发生在高温蒸煮过程中，其中的铜、砷、汞等重金属元素会游离到粽子里面，若长期大量食用，会引起铜中毒，甚至导致肾脏功能衰竭，严重危害人体健康。故鉴别“返青粽叶”的方法十分重要。由于“返青粽叶”其实质是铜元素附着在粽叶上造成的现象，所以鉴别浸泡粽叶水中是否有 Cu2 +的存在，可鉴别粽叶是“返青粽叶”的一种手段。测定 Cu2 +的方法很多，如电化学法、光谱法、原子吸收法、色谱法等，这些方法都需要用分光光度计、荧光计、光谱仪、色谱仪、原子吸收等仪器，这些仪器价格昂贵、操作复杂、需专职人员操作，不具有普遍性。
为此寻找一种成本低、速度快、操作简单、现象明显、易于判断、人人可以操作的方法十分重要。其意义和最终目的在于为广大民众提供一种简便、快速的鉴别方法，也为职能部门提供是否需要准确检测 Cu2 +提供依据。

1 试验材料与方法
1.1 材料
粽叶:某农贸市场购买，青绿色，无霉斑、黑斑、黄斑、虫眼，无腐烂、无变质现象，无明显异味;铜标液:国家环境保护总局标准样品研究所;铁粉:天津市大茂化学试剂厂;邻二氮菲(0.1% 的邻二氮菲溶液):天津市科密欧化学试剂开发中心;硫酸铜(为 0.05% 的硫酸铜溶液);试验用水为去离子水。
1.2 设备与仪器
全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪(美国 Varian ICP － OES);FA2004 型电子天平(上海恒平科学仪器有限公司)。
1.3 分析方法
用全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪测得一遍粽叶水(样品 1)中 Cu2 +浓度是 0.0256625 mg / L，二 遍 粽 叶 水 ( 样 品 2) 中 Cu2 +浓 度 是0.022529 mg / L。用铁粉置换粽叶水中 Cu2 +，使粽叶水中的 Cu2 +被铁置换成 Fe2 +，Fe2 +与邻二氮菲生成稳定的红色络合物。从而使粽叶水有明显的红色，得以判断粽叶水中有 Cu2 +存在。
1.4 操作要点
(1)粽叶水的制备。取500g 粽叶，用2000mL去离子水文火煮2.5小时，取出粽叶，得第一遍黄绿色粽叶水，量得为 500mL 标为样品 1，备用。另取上述煮过的粽叶 10g，(用吸水纸吸干表面水分)再用 500mL 去离子水煮 2.5 小时，取出粽叶，得黄绿色粽叶水为第二遍粽叶水，量得100mL，标为样品 2，备用。
(2)分别取上述样品 1、样品 2 5mL 于 50mL容量瓶中，定容至刻度，制得 10－ 1、10－ 2、10－ 3、10－ 4、10－ 5稀释液备用。
(3)分别取上述稀释液 10mL 于 50mL 小烧杯中，加入过量的铁粉，充分搅拌，使 Cu2 +完全被置换出来，静止取上清液于另一小烧杯中，并向其中加入 3 ～5 滴邻二氮菲(约 1mL)，振荡，观察溶液颜色的变化。

2 试验结果与讨论
(1)全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪检测样品1、样品2 的 Cu2 +浓度分别为0．0257mg/L，0.0225mg / L。
(2)铁粉置换 Cu2 +后加入 3 ～ 5 滴邻二氮菲粽叶水显色。粽叶水在稀释到很低浓度时加入铁粉和邻二氮菲后，溶液都能在 10 分钟内变成红色，而对照组 1 小时后仍没有变化，说明粽叶水中无 Fe2 +存在。
(3)平行试验。铁粉分别放入加 3 ～ 5 滴邻二氮菲的去离子水中和放入邻二氮菲中。含有邻二氮菲的水加入铁粉后，半小时后，溶液显淡粉红色，说明溶液中有 Fe2 +存在，这是由于铁粉在常温时能缓慢置换水中的氢，而产生了 Fe2 +。
(4)铁粉置换硫酸铜浓度的显色试验。在硫酸铜的浓度低时，铁粉置换硫酸铜中的 Cu2 +，铁粉置换后，加入邻二氮菲，仍有很明显的红色出现，硫酸铜的浓度越高，置换后出现色的时间越短，说明试验的灵敏度很高。
(5)植物中 Cu2 +的存在形式。铜是植物生长发育所的微量元素之一，其主要功能是参与叶绿素的合成以及糖类与蛋白质的代谢，铜在植物的细胞和亚细胞的稳态平衡需要铜结合蛋白、铜分子伴侣和铜转运体的紧密调控。
在不同的高等植物种类中，铜离子结合体已被成功地分离及提纯出来，这些铜离子结合体的分子量为 1700 ～ 9500D，这些都说明，植物中的 Cu2 +不可能通过水煮的方法大量游离到水溶液中，粽叶中的 Cu2 +也是如此。一般粽叶中 Cu2 +含量为3.1215 mg / kg，而文中所用粽叶的第一遍粽叶水的 Cu2 +浓度是 0.0256625 mg/L，按 500g 粽叶平计算是 28.2287 mg/kg，远远大于粽叶中 Cu2 +含量，故粽叶水 Cu2 +不是粽叶中所含有的。

来源：惠合冷热缸