食品中重金属(矿物质)的检测

第六章食品矿物质的检测内容简介本章主要介绍食品中矿物质的预处理方法及食品中如汞、铅、砷、锡等矿物质的测定方法。第六章食品中矿物质的检测学习目的与要求：了解食品中矿物质的来源掌握常用的矿物质预处理方法掌握双硫腙比色法掌握原子吸收分光光度法第六章食品中矿物质的检测重点：原子吸收分光光法、双硫踪比色法、矿物质预处理方法难点：原子吸收分光光法第六章食品中矿物质的检测第一节食品中汞的测定第二节食品中铅的测定第三节食品中砷的测定本章目录第六章食品中矿物质的检测第四节食品中锡的测定第一节食品中总汞的检测一、原理汞原子蒸气对波长253.7nm的特征谱线具有强烈的吸收作用。样品经过酸消解或催化酸消解后使汞转为离子状态，在强酸性介质中以氯化亚锡还原成汞原子，然后以氮气或干燥空气作为载体，将汞原子带入汞测定仪，对汞空心阴极灯在波长253.7nm处发射的特征谱线进行冷原子吸收。在一定浓度范围内，其吸收值与汞的含量成正比，与标准系列比较后能求出食品中汞的含量。二、试剂1、硝酸2、盐酸3、过氧化氢(30%)4、硝酸(0.5＋99.5)5、高锰酸钾溶液(50g/L)6、硝酸—重铬酸钾溶液7、氯化亚锡溶液(100g/L)8、无水氯化钙9、硫酸-硝酸混合液(1+1+8)10．五氧化二钒11、盐酸羟胺溶液(200g/L)。12、汞标准储备液13、汞标准使用液Ⅰ14、汞标准使用液Ⅱ第一节食品中总汞的检测三、仪器所用玻璃仪器均需以硝酸(1＋5)浸泡过夜，用水反复冲洗，最后用去离子水冲冼干净。1、双光束测汞仪(附气体循环泵、气体干燥装置、汞蒸气发生装置及汞蒸气吸收瓶)。2、压力消解器、压力消解罐或压力溶弹。3、分析天平。4、恒温干燥箱。第一节食品中总汞的检测一、概述第一节食品中总汞的检测图测汞仪工作原理示意图1—低压汞泵2—校正片3—吸收管4—石英窗片5—荧光粉屏6—光电原件7—电气和指示系统8—汞蒸汽发生器9—循环泵四、分析步骤1、样品的预处理粮食、豆类去杂质后，磨碎，过20目筛，储于塑料瓶中，保存备用。蔬菜、水果、鱼类、肉类及蛋类等水分含量高的鲜样用食品加工机或匀浆机打成匀浆，储于塑料瓶中，保存备用。、概述第一节食品中总汞的检测2、样品的消解可根据实验室条件选用以下任何一种方法消解方法。①压力消解罐消解法②回流消化法（牛乳及乳制品为例）③五氧化二钒消化法（适用于水产品、蔬菜、水果）一、概述第一节食品中总汞的检测一3、测定（1）仪器条件：打开测汞仪，预热1～2h，并将仪器性能调至最佳状态。（2）标准曲线的绘制①压力消解法标准曲线制定②回流消化法标准曲线绘制③五氧化二钒消化法标准曲线绘制、概述第一节食品中总汞的检测（3）样品测定分别吸取样液和试剂空白液各5.0mL，置于测汞仪的汞蒸气发生器的还原瓶中，分别加入1.0mL还原剂氯化亚锡，迅速盖紧瓶塞，随后有气泡产生。以下按标准曲线测定程序测得其吸收值，代入标准曲线求得样液中汞含量。一、概述第一节食品中总汞的检测（4）结果计算①回流消化法（或五氧化二钒消化法）。100010002101VVmmmX式中：X——样品中总汞含量，mg/kg（或mg/L）；m1——测定用样品消化液中汞的质量，μg；m0——试剂空白液中汞质量，μg；V1——测定用样品消化液体积，mL；V2——样品溶液总体积，mL；m——样品质量（或体积），g（或mL）。第一节食品中总汞的检测②压力消解罐消解法一、概述第一节食品中总汞的检测100010004302mVVmmX式中：X—样品中总汞的含量，μg/kg（或μg/L）；m2—测定用样品消化液中汞的质量，ng；m0—试剂空白液中汞的质量，ng；m—样品质量（或体积），g（或mL）；V3—样品消化液总体积，mL；V4—测定用样品消化液体积，mL。一、石墨炉原子吸收光谱法（一）原理样品经灰化或酸消解后，将样液注入原子吸收分光光度计的石墨炉中，经过电热原子化，铅在波长为283.3nm处，对铅空心阴极灯发射的谱线有特异吸收。在一定范围内，其吸收值与铅的含量成正比，与标准系列比较后求出食品中铅的含量。第二节食品中铅的检测（二）试剂1.硝酸。2.过硫酸铵。3.过氧化氢(30％)。4.高氯酸。5.硝酸溶液(1+1)6.硝酸溶液(0.5mol/L)第二节食品中铅的检测7.硝酸溶液(1.0mol/L)8.磷酸铵溶液(20g/L)。9.混合酸（硝酸-高氯酸）10.铅标准贮备液11.铅标准使用液（三）仪器所用玻璃仪器均需以硝酸(1+5)浸泡过夜，用水反复冲洗，最后用去离子水冲洗干净。1.原子吸收分光光度计(附石墨炉及铅空心阴极灯)。2.马福炉或恒温干燥箱。3.瓷坩埚或压力消化器。4.微波消解装置。5.分析天平。第二节食品中铅的检测（四）分析步骤1、样品的预处理。2、样品的消解(根据实验条件可任选一方法)。（1）干灰化法：称取1.00～5.00g样品于瓷坩埚中→电炉上小火炭化至无烟→500±25℃马福炉中灰化6～8h→灰白色→冷却→（若个别样品灰化不彻底，则可加1mL混合酸,在于可调式电热板上小火上加热，反复多次直到消化完全，冷却）→用0.5mol/L硝酸溶解灰分→用滴管将样品消化液洗入或过滤入10mL～25mL容量瓶中→少量多次用水洗涤瓷坩埚→洗液也一并注入容量瓶中→定容→摇匀备用。同做试剂空白试验校正结果。第二节食品中铅的检测（2）过硫酸铵灰化法：称取样品1.00～5.00g于瓷坩埚中，加2～4mL硝酸浸泡1h以上，先用小火炭化，冷却后加2～3g过硫酸铵盖于上面，继续炭化至不冒烟，转入马福炉内，于500℃恒温2h，再升温至800℃，保持20min，冷却，加2～3mL硝酸溶液（l.0mol/L），用滴管将样品消化液洗入或过滤入10mL～25mL容量瓶中，少量多次用水洗涤瓷坩埚，洗液也一并注入容量瓶中，定容至刻度，摇匀备用，同时做试剂空白试验校正结果。第二节食品中铅的检测（3）压力消解罐法：称取1.00～2.00g样品(干样、含脂肪高的样品少于1.00g，鲜样少于2.00g或按压力消解罐使用说明书称取样品)于聚四氟乙烯罐内，加硝酸2～4mL浸泡过夜。再加30％的过氧化氢2～3mL(总量不能超过罐内容积的1/3)。盖好内盖，旋紧外盖，放入恒温箱中，于l20～140℃保温3～4h，于箱内自然冷却至室温。用滴管将样品消化液洗入或过滤入（视消化后样品的含盐量而定）10mL～25mL容量瓶中，少量多次用水洗涤瓷坩埚，洗液也一并注入容量瓶中，定容至刻度，摇匀备用，同时做试剂空白试验校正结果第二节食品中铅的检测（4）湿法消解：称取样品1.000～5.000g于三角瓶中，放入数粒玻璃珠，加入10mL混合酸(或再加l～2mL硝酸)，加盖浸泡过夜。在瓶口上放置1个小漏斗，于电炉上消解，若变棕黑色，则再加混合酸。直至冒白烟，消化液应无色透明，或略带黄色。放冷用滴管将样品消化液洗入或过滤入10mL～25mL容量瓶中，少量多次用水洗涤瓷坩埚，洗液也一并注入容量瓶中，定容至刻度，摇匀备用，同时做试剂空白试验校正结果。第二节食品中铅的检测3、测定（1）仪器参考条件：波长283.3nm；狭缝0.2～1.0nm；灯电流5～7mA；l20℃，30s；灰化温度450℃，15～20s；原子化温度1700～2300℃，4～5s，背景校正为氘灯或塞曼效应。（2）标准曲线绘制：分别吸取已配制的铅标准使用液10.0、20.0、40.0、60.0、80.0μg／mL各10μL，注入石墨炉中，测得其吸光值，以吸光值为横坐标,浓度为纵坐标绘制标准曲线。（3）样品测定：分别吸取试剂空白液和样液10μL，注入石墨炉中，测得其吸光值。对于有干扰的样品，需要同时吸取基体改进剂5.0μL，注入石墨炉。第二节食品中铅的检测（五）结果计算第二节食品中铅的检测1000100031221mVVVmmX式中：X—样品中铅的含量，μg／kg(或μg／L)；m1－测定用样品消化液中铅的含量，ng／L；m2—试剂空白溶液中铅的含量，ng／L；V1—实际进样品消化液体积，mL；V2—进样总体积，mL；V3—样品消化液的总体积，mL；m—样品的质量（或体积），g或mL。二、双硫腙比色法（一）原理样品经消化后，在pH8.5～9.0的碱性条件下，铅离子与双硫腙生成红色络合物，可溶于三氯甲烷中。此红色络合物的深浅与铅离子的浓度成正比，可与标准系列比较定量。加入柠檬酸铵、氰化钾和盐酸羟胺等，防止铁、铜、锌等离子干扰。（二）试剂（三）仪器第二节食品中铅的检测（四）分析步骤1、样品消化（1）硝酸-硫酸法称取样品20.0g于500mL凯氏烧瓶中→加数粒玻璃珠→加浓硝酸、浓硫酸各10mL→先以小火缓慢加热→待剧烈作用停止后→加大火力→待内容物开始变棕色→立即补加浓硝酸直至溶液透明不再转深→继续加热数分钟至浓白烟逸出→冷却→加入20mL蒸馏水→继续加热至浓白烟逸出止→冷却→转入100mL容量瓶中→用重蒸馏水定容至刻度。同时做空白试验。第二节食品中铅的检测（2）灰化法粮食及其他含水分少的食品：称取20.0g样品，置于石英或瓷坩埚中→微火上加热至炭化→马福炉500℃灰化3h→冷却→加硝酸(1+1)1mL润湿灰分→用小火蒸干→在500℃灼烧1h→冷却→加入2mL硝酸(1+1)→5mL水→加热煮沸→溶解灰分→冷却后移入100mL容量瓶中用水洗涤坩埚，洗液并入容量瓶中→用水定容→混匀备用。含水分多的食品或液体样品：称取5.0g或吸取5.00mL样品，置于蒸发皿中，先在水浴上蒸干，再上述方法操作。第二节食品中铅的检测2、铅标准曲线的绘制取6个125ml容量瓶编号123456加10ug/ml铅标液（ml）00.10.20.30.40.5加1%硝酸溶液（ml）111111加水（ml）20柠檬酸铵溶液（ml）222222盐酸羟胺溶液（ml）111111酚红指示液（d）222222氨水(1十1)调至红色(100g/L)氰化钾溶液（ml)222222二硫腙使用液（ml）555555第二节食品中铅的检测一剧烈振摇1min，静置分层后，三氯甲烷层经脱脂棉滤入1cm比色杯中，以三氯甲烷调节零点，于波长510nm处测吸光度，绘制标准曲线或计算一元回归方程。第二节食品中铅的检测3、样品溶液及试剂空白的测定吸取10.0mL消化后的样品溶液和同量的试剂空白液，分别置于125mL分液漏斗中，各加水至20mL。依铅标准曲线绘制操作顺序进行，最后于波长510nm处测得吸光度值,并与铅标准曲线比较定量。第二节食品中铅的检测一（五）结果计算第二节食品中铅的检测100010002121VVmmmX式中：X—样品中铅的含量，mg/kg（或mg/L）；m1—测定用样品消化液中铅的质量，μg；m2—试剂空白液中铅的质量，μg；V1—测定用样品消化液体积，mL；V2—样品消化液的总体积，mL；m—样品质量(或体积),g(或mL)。一、原理样品经消化后，以碘化钾、氯化亚锡将高价砷还原为三价砷，然后与锌粒和酸产生的新生态氢，生成砷化氢，通过用乙酸铅溶液浸泡的棉花去除硫化氢的干扰，然后与溶于三乙醇胺—三氯甲烷的二乙基二硫代氨基甲酸银（AgDDC）作用，生成棕红色胶态银，比色定量。第三节食品中砷的检测---银盐法二、试剂三、仪器1、可见分光光度计2、测砷装置(如图)3、凯氏烧瓶第三节食品中砷的检测图砷化氢吸收装置1—无砷锌粒2—100mL三角瓶3—橡皮塞4—橡皮管5—醋酯铅棉花6—玻璃弯管（直径8mm，出口内径1mm）7—5mm试管（比色管）四、分析步骤1、粮食、糕点、粉丝（条）、茶叶及其它水分含量少的食品。称取样品5.00g或10.00g于凯氏烧瓶→加玻璃珠→加10～15mL硝酸—高氯酸混合液→小火加热→至作用缓和→冷却→加入5mL或10mL硫酸→加热→至溶液开始变成棕色→补加硝酸—高氯酸混合液→至有机质完全分解→加大火力→待瓶口白烟冒净，瓶内液体再产生浓白烟→消化完全→冷却→加入20mL水→煮沸→至产生白烟为止→冷却→移入50mL或100mL容量瓶→定容。按同样操作方法做试剂空白试验。第三节食品中砷的检测2、水果、蔬