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石墨电热板HT-250应用:混合酸测定食品铬元素
点击次数:1153 更新时间:2021-04-15

作为食品中含有的众多微量元素的一种,铬是人体所必需的一种微最元素。食品中铬主要以三价离子和六价的铬酸盐、重铬酸盐形式存在,其中,三价铬为人体所必需。其主要生理功能是参与糖代谢,同时是维持动物正常的葡萄糖耐量、生长及寿命*的元素。而六价铬离子毒性比三价铬离子大100倍,具有损伤肝(诱发肺癌)、肾等的毒性效应,被毒理学家*为致癌物。因此,部分无公害食品、绿色食品、有机食品认证中将总铬列为必检项目。然而,目前关于食品中总铬检测方法的报道并不常见。

针对上述情况,本研究采用混合酸(硝酸:高氯酸=9:1)电热板消解进行样品预处理,并通过对不同的消化终点和*基体改进剂的选择,优化上机条件、精密度、准确度、比对试验等方面研究,建立了一种简便、准确、适合批量处理样品的测定方法,以提高食品中总铬的检测准确率和效率。

 


材料与方法

 

试验材料

铬标准储备液(国家标准物质中心):1000 μg/mL,临用时用1%硝酸稀释,配成100 ng/mL 的铬标准使用液,圆白菜标准物质(CBW 10014)、菠菜标准物(GBW10015)、茶叶标准物质(GBW 10016) 、鸡肉标准物质(GBW 10018)。

硝酸高氯酸、盐酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵均为优级纯;混合酸为硝酸:高氯酸按9:1 (体积比)混合。

原子吸收分光光度计

石墨电热板HT-250(格丹纳)

 

石墨电热板HT-250,面板采用耐酸碱、耐高温的石墨材料,与其它产品相比,更具抗腐蚀、耐高温的特点,石墨电热板加热面积大,能同时处理多个样品,各加热点温度均匀,升温速度快,温度可以升至少350℃,控温方式采用PID精que数显控温,精度在±0.2℃,该产品还具有精致美观、设计合理、操作方便、安全耐用和便于清洁等特点,是试验室*的有力助手,多种型号,多种系列,可根据用户要求订做,给客户充分的选择空间。

 

主要特点:
1、PID精que数显控温,时间可自行设定;
2、板面采用石墨材料,耐酸碱、耐高温、易清洁;
3、精致美观、设计合理、加热面积大,能同时处理多个样品,各加热点均匀;
4、升温速度快,工作温度:室温~350℃。

 

试验方法

 

样品消化

根据样品的水分含量称样(干样品或油脂类样品称0.1-1.0 g,,新鲜蔬果约称5.0 g),置于50 mL烧杯中,加入6 mL上述混合酸,盖上表面皿,浸泡1 h以上。然后,置于石墨电热板上消解(该过程中,若消化液变深棕色时应补加适址硝酸) ,200℃消化至近干,取下稍冷,加1 mL助溶剂,继续热溶5 min,取下放置常温,,将消化液转移至25 mL容量瓶中,加入5 mL 5%基体改进剂,超纯水定容,摇均备用。同时作试剂空白对照。


标准曲线的绘制

分别吸取铬标准使用液(100ng/mL)配制系列浓度为0、2.0、4.0、8.0、16.0、20.0、30.0ng/mL,同时加入与样液等量浓度的硝酸和基体改进剂,超纯水定容。


基体改进剂的选择

分别选用浓度为5%的硝酸镁、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵溶液作为基体改进剂对铬标样及样品进行测定。具体测定方法同其他几项。


消化终点及热溶试剂的选择

以菠菜标准物质(GBW10015)为研究对象,,加入6 mL混合酸与电热板消解。消化,终点按以下2种方案进行:(1)消化至冒浓白烟,消化液0.5mL左右;(2)消化至近干,没有流动的消化液。取下稍冷,将以上2种不同消化方案得到的消化液分为3个试验组。各试验组分别加入1 mL超纯水、1 mL 25%硝酸溶液、1 mL 25%盐酸溶液进行热溶解,超纯水定容至25 mL,于原子吸收分光光度计上测定各样品中铬含量,并确定*消化终点及助溶剂,进而确定*预处理方法。


回收率和精密度的确定

回收率和精密度的确定在菜心、大米粉2个样品中分别添加水平为1.0、4.0、8.0 μg/L 的铬标准使用液,其他操作同上。设置6个平行。


方法比对

方法比对以圆白菜标准物质(CBW 10014)、茶叶标准物质(CBW10016)、鸡肉标准物质(CBW10018)为比对样品,设置5个平行,用新建预处理方法与国家标准中灰化法同时测定3种比对样品,并对结果进行比较。


结果与分析

 

基体改进剂的确定

试验分别吸取5 mL 5%硝酸镁、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵作为基体改进剂对铬标样及样品进行测定,其基改剂的上机浓度为1%(体积分数)。结果(如表)表明,硝酸镁作为基改剂时,标样响应值较高叫,标样与样品测量;值偏高;而选用磷酸二氢铵,磷酸氢二铵、磷酸铵为基改剂时,响应峰峰形好,测定结果没有差异,回收率也在范围内。但选用的磷酸二氢铵、磷酸氢二铵溶液作空白测定时,空白值偏高。因此,选择5%磷酸铵作为铬测定的基体改进剂,这与国标法选用的一致。


消化终点及热溶试剂的确定

下表给出各个不同消化终点和不同热溶试剂处理组菠菜标准物质(GBW 10015)中铬含量。两种消化终点试验样品中加人不同热溶试剂的测定结果都在菠菜标准物质参考值范围内。两组数据进行95%置信区间检验,计算结果为8.66<F(9.28 )间,表明两组试验结果无显著性差异。将以上备用液放置1d后冉进行上机测定,发现使用超纯水和25%盐酸溶液溶解的两组结果都出现明显下降,偏离了参考值下限。而用25%硝酸溶液溶解的备用液结果虽有下降,但不显著。综上表明,消化近干后用25%硝酸热溶的预处理方法*。

 


检出限、回收率及精密度的确定
试验结果表明,本方法标准曲线在0~30 μg/L 含量范围内线性良好,标准曲线回归方程为:Y=0.0146C+0.025,相关系数R>0.9992。根据国际理论和化学联合会(IUPAC)推荐4,以样品空白测定不少于20次所得的标准偏差,按3倍标准偏差计算得仪器的检出限为0.19μg/L,按10倍标准偏差计算得到方法的定量检出下限为0.63 μg/L。

在菜心、大米粉2个样品中分别添加水平为1.0 、4.0、8.0μg/L的标准使用液,试验设各个平行,各样品加标回收率和精密度的结果见表。结果表明,本方法测定两种样品,添加回收率高(90%~ 105%),多次测定结果平行性好。

 


方法验证
试验表明,本方法与国标法同时测定3种样品,并进行结果比较,两种方法测定结果差异不显著,相对标准偏差均在范围内。然而本方法预处理耗时较短,且精密度优于国标灰分法。两种方法比对结果见表。

 


结论

由于高氯酸沸点是203℃,样品消解最后阶段赶酸耗时较长,且若残留较多的高氯酸会腐蚀石墨管的热解涂层,因此对于称取5 g菜心、1.0 g大米粉,选择加人6 mL(9:1 )混合酸进行电热板消化。消化过程中比色,需补加硝酸。加入适量的硝酸与少量高氯酸能较好的破坏有机物,而且少量的高氯酸能缩短消解时间。为提高消化速率应尽量选掸底平且薄的小烧杯,使得与电热板接触受热均匀。硝酸也是一种基体改进剂,它能提高灵敏度、降低空白吸收值,对控制干扰有一定的作用。因此国标法使用1%硝酸作为稀释液对样品溶解、定容。基于这点考虑,本法选用加入1 mL25%硝酸作为助溶剂,既能有效地溶解消化后的样品,又能使得上机样液保持有1%的硝酸。

精密度、回收率和比对试验表明,采用混合酸-电热板消解-原子吸收分光光度法法测定食品中铬结果满意。该法简便高效,预处理设备便宜,能满足日常大批量样品的检测。该预处理方法同时适用于食品中铅、镉的测定。

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