肉制品中镉含量的测定方法进展

肉制品中镉含量的测定方法进展食安1201皮潇文1201070212摘要：对光谱分析法、色谱法、毛细管电泳、原子吸收法、电感耦合等离子质谱法以及微分电位溶出法在肉制品中镉含量的测定中的应用进行评述，比较了各种方法的优缺点。引用文献13篇。关键词：镉，含量测定，光谱分析，色谱，毛细管电泳，原子吸收，电感耦合等离子质谱，微分电位溶出，评述1.引言随着工业化进程的加快近年来食品重金属的污染越来越严重，镉是常见的重金属污染物之一，镉污染来源主要是现代工业的“三废”排放、含镉化肥、污水灌溉以及汽车尾气等【1】，1974年联合国环境规划署提出具有全球意义的12种危险化合物中，镉被列为首位【2】。肉制品镉的来源主要是加工过程中的镉污染和原料本身存在的镉。而长期食用含镉的物可能导致“痛痛病”，即身体积聚过量的镉损坏肾小管功能，造成体内蛋白质从尿中流失，久而久之形成软骨症和自发性骨折【3】。为此，本文研究镉在肌肉组织中的含量，为制定降低肉组织中重金属元素含量的技术措施及制定肉制品，特别是可食用组织器官的重金属元素限量标准提供科学依据，同时可为家畜可食用组织器官的重金属风险评估提供参考。2.光谱分析法在镉含量测定中的应用根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析。根据分析原理光谱分析可分为发射光谱分析与吸收光谱分析二种;根据被测成分的形态可分为原子光谱分析与分子光谱分析。通常通过采用快速灰化预处理，将肉制品中的镉富集到一定程度后把灰分装入专用样品测量杯，再使用光谱仪对肉制品中的镉进行检测【4】。3.色谱法在镉含量测定中的应用色谱法分为高效液相色谱法、气相色谱(GC)以及超临界液体色谱（SFC)，常用于镉的形态分析，因元素的毒性和生物重要性都依赖于其化学形态【5】。故常与电感耦合等离子质谱法或原子光谱法联用测定肉制品中不同形态的镉的含量，各镉化物的性质影响着色谱条件的选择，如柱类型、流动相组成、PH以及分离模式等，其中各镉化物的离解常数（pKa)最为重要。4.毛细管电泳在镉含量测定中的应用毛细管电泳的分离原理是基于各组分（形态)的电泳力的差异【6】。常与单脉冲伏安联用测定重金属。用高效毛细管电泳作为重金属离子分离通道，以表面镀汞膜的金微电极作为工作电极，在工作电极上加上周期性的脉冲电压，加脉冲电压期间的末期采样电流，此时充电电流已衰减至可以忽略，而法拉第电流仍有相当的值，测量物质流出引起的电流变化，通过流出峰峰面积来进行物质定量测定，建立了毛细管电泳单脉冲伏安测定重金属的方法。【11】5.原子吸收法在镉含量测定中的应用样品预处理操作要点：将肉制品清洗干净,除去表面血渍、毛发等杂物，剁碎，然后分别称取一定量的肉制品于白色溶样杯内，加适量的浓硝酸、过氧化氢，扩口、装罐，将消解罐置于微波消解仪中，设定微波消解程序进行消解，之后取出溶样杯，将澄清透亮的溶液定容至容量瓶中进行测定，并同时做空白对照。石墨炉原子吸收仪测定镉元素操作要点（原子吸收方法包括石墨炉原子吸收法和火焰原子吸收法，本文仅介绍石墨炉原子吸收法）：吸取一定量试剂空白液和样液10-20L，注入石墨炉，并根据测定不同金属设置不同的工作参数，为最小限度的消除背景干扰的影响，采用磷酸铵溶液(20g/L)作为基本改进剂【7】，注入与样液同量的磷酸铵溶液，标准液也加入等量磷酸铵溶液，测定吸光值，代人标准系列的一元线性回归方程中求得样液中金属含量，平行做三组，结果取其平均值，即可得到肉制品中镉含量的多少。6.电感耦合等离子质谱法在镉含量测定中的应用电感耦合等离子体质谱法作为一种新兴的痕量分析技术【12】。由于其具有高精密度，低检出限，光谱扰少以及线性范围宽，并可实现多元素的快速分析等独特优点，所以备受分析工作者的青睐，现已广泛应用于重金属元素的检测【13】。首先采用微波消解技术（实验中通常使用的消解试剂主要有硝酸、硝酸＋过氧化氢或者硝酸＋高氯酸酸＋过氧化氢，使用单一硝酸处理样品其产生的大量氮氧化物会干扰实验的测定，如果使用硝酸＋高氯酸消解样品则容易引入氯离子影响测定且容易发生爆炸，过氧化氢是一种强氧化剂与硝酸混合不但能够增强消解能力而且消解完成后易于分解除去，同时为了使样品消解彻底故常用硝酸＋过氧化氢作为微波消解试剂），然后采用电感耦合等离子体质谱法对肉制品中的镉含量进行测定并且在分析过程中用了内标校正的方法，有效地校正了基体干扰，方法简便、快速而且准确度高。在ICP-MS法分析中存在的干扰主要有质谱干扰和非质谱干扰，对于同量异位素、多原子、双电荷、离子等质谱干扰【8】，本实验通过优化仪器的工作条件、干扰校正方程等方法来消除；非质谱干扰主要源于样品基体，克服基体效应最有效的方法是稀释样品、内标校正。实验通过在线加入高、中、低质量数115In，２0９Ｂi和４５Ｓc内标溶液来监测信号变化情况【9】，并用内标法进行定量有效地克服了仪器的漂移保证了测量的准确性7.微分电位溶出法在镉含量测定中的应用微波消解制作待测样品溶液富集过程：其要点是在待测样品溶液中加入二价汞离子，并采用玻碳电极为工作电极，其上加一恒定的电位进行电解。这样，溶液中的二价汞离子被还原成汞，样品溶液中镉离子也被还原成金属并与汞结合生成汞齐化金属沉积于工作电极的表面，这一过程也被称为富集过程也叫电积过程，其电化学反应为：Hg（Ⅱ）+2e-→HgM（n）+ne-→M（Hg）溶出过程经过一段时间后断开恒定的电位电路，停止电解，于是沉积于工作电极表面的汞齐化金属通过不同的方法溶出，就产生不同的测定方法。电位溶出分析法：依靠溶液中的氧化剂（如二价汞、溶解氧等）或还原剂的作用下，沉积于工作电极表面的汞齐化金属使被氧化或还原成离子，根据其氧化还原电位顺次地脱离工作电极表面回到样品溶液中去，这一过程称为溶出过程，其电化学反应为：M（Hg）+Hg（Ⅱ）→M（n）+2Hg每当一种金属溶出完毕时，工作电极上的电位将有一个突跃。一种金属从开始溶出到溶出完毕所需要的时间与其浓度成正比。因此，可以用电位突跃之间的时间值来计算金属离子的含量【10】。8.结束语每一种方法都有各自的优势与劣势，在实际检测中采取哪一种方法需要结合设备情况、检测要求以及经济情况。光谱分析法中的干灰化是利用高温除去样品中的有机质,剩余的灰分用酸溶解,作为样品待测溶液.,而在高温条件下镉易挥发损失，不适用，但它能处理较大样品量、操作简单、安全。样品量过大，易引起灰化困难或时间太长，这势必引入新的误差。相反，太少，也会引入样品不均匀性的误差。时间通常控制在4-8小时。含脂肪、糖类多的样品需要较长时间，而含纤维素、蛋白质多的样品需要较短时间。灰化是否完全通常以灰分的颜色判断。当灰分呈白色或灰白色但不含炭粒，则认为灰化完全。色谱法能够检测不同形态的镉在肉制品的分布，与电感耦合等离子质谱法或原子光谱法联用能测定肉制品中不同形态的镉的含量，方法精确，但是关于洗脱剂的选择不好确定，且相关仪器价格昂贵，难以推广。毛细管电泳法是新兴的一种方法，难点在于电泳介质的选择以及数据的处理。若采用环境水作为电泳介质，而仅仅加人部分不同重金属形态产生作用的强电解质(如KNO3)到电泳缓冲藏中，作为电泳缓冲液补充成分，这样可以保证较恒定的电泳驱动电压。这种方法在测定形态时的困难在于不能通过改变电解质的性质来改变各种形态的电泳速度，因为如果我们改变组分电泳力，同时也就引人了附加的化学物理作用。原子吸收法是目前国内测量重金属普遍采用的方法。但存在背景干扰。电感耦合等离子质谱法方法简便、快速而且准确度高，但仪器设备价格昂贵不适于推广。微分电位溶出法准确度高，但很易受其他还原性离子的影响。参考文献【1】刘育红．土壤镉污染的产生及治理方法Ｊ．青海大学学报自然科学版，200624（2）75-79.【2】蔡秋食品中镉检测技术研究进展贵州科学2008【3】栾君明，刘康书，蔡秋.重金属元素铅和镉在肉牛组织中的积累与分布山地农业璧物学报30（5)：400—403，2011【4】廖学亮，程大伟，周超等便携式Ｘ射线荧光光谱法检测大米中的镉粮食与饲料工业2014【5】张普敦，许国旺，魏复盛.砷形态分析方法进展分析化学2001【6】夏之宁.毛细管电泳用于镉易变形态分析化学研究与应用1998【7】权美平畜禽肉制品重金属含量的测定和分析粮油食品科技2013【8】梁书怀，蒙华毅，吴祖军，唐宁莉微波消解－电感耦合等离子体质谱法同时检测大米中的６种重金属元素中国无机分析化学2014【9】梁书怀，蒙华毅，吴祖军，唐宁莉微波消解－电感耦合等离子体质谱法同时检测大米中的６种重金属元素中国无机分析化学2014【10】赶惠军，张寿松.微分电位溶出法的理论及验证东北工学院学报1989【11】王立世，费新平，张水锋，张永清.毛细管电泳单脉冲伏安测定重金属铜铅锌镉分析测试学报2005【12】王小如．电感耦合等离子体质谱应用实例Ｍ．化学工业出版社2005【13】魏益华，张金艳，涂田华等．微波消解样品－电感耦合等离子体质谱法测定青菜中砷镉铬和铅Ｊ.理化检验化学分册2011．