食品中矿物质元素的测定

标准曲线的绘制：吸取0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、 1.00mL锡标准使用液(相当于0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、 10.0 µg锡)，分别臵于25mL比色管中。各加入0.5mL 酒石酸溶液(100g／L)及1滴酚酞指示液，混匀，再各 加入氨水(1+1)中和至淡红色，加3mL硫酸(1+9)、lmL 动物胶溶液(5g／L)及2.5mL抗坏血酸溶液(10g／L)， 再加水至25mL，混匀，再各加2mL苯芴酮溶液(0.1g ／L)，混匀，1h后，用2cm比色杯以水调节零点，于 波长490nm处测吸光度，并绘制标准曲线。 样品及试剂空白测定：吸取1.00～5.00mL样品消化 液和同量的试剂空白溶液，分别臵于25mL比色管中。 按标准曲线制备程序，依法操作，测定吸光度，并 从标准曲线查出相应的锡含量。

测定： （1）、样品消化： 称取1.00～5.00g样品（根据锡含量而定）于瓷坩埚 中，先小火炭化至无烟，移人高温电炉（500士25） ℃灰化6～8h，放冷。 若个别不彻底，则加 lmL混合酸（硝酸与高氯酸之 比为4:1），在小火上加热，反复多次直到消化完全， 放冷，用硝酸（0.5mol/L将灰分溶解，少量多次地 过滤在10～25mL容量瓶中，并定容至刻度，摇匀备 用，同时作试剂空白。
7、食品中矿物质元素的测定
7.1、概述(概念、分类、测定意义） 7.2、食品中必需矿物质元素的测定—— 铁、镁、锰、铜、锌的原子吸收分光光度法测定 7.3、食品中铅、镉、铬的测定——石墨炉原子化法 7.4、食品中锡的测定方法——苯芴酮比色法 7.5、食品中汞含量的测定——双硫腙分光光度法、 冷原子吸收光谱法 7.6、食品中砷含量的测定——银盐法测定
Leabharlann Baidu
②测定： 将各标准使用液按下表配制成不同浓度系列的各相应 元素的标准稀释液 按仪器说明书调节狭缝、空气及乙炔的流量、灯头高 度、元素空心阴极灯电流等参数至最佳状态，下表为 测定时的参数，供参考。
③绘制标准曲线：以标准系列的浓度值为横坐标，各元 素对应的吸光度为纵坐标绘制标准曲线。 ④计算：
( 0 ) V f 100 X (mg / 100 g ) m 1000
7.1、概述 概念 食品中所含的元素有50多种、除去C、 H、O、N4种构成水分和有机物质以外， 其他的元素统称矿物质元素。 分类： 从营养学的角度，可分为必需元素、非必 需元素和有毒元素三类； 从人体需要的角度，可分为常量元素（含 量在0.01%以上）、微量元素（含量低于 0.01%）两类

检测意义 评价食品的营养价值； 开发和生产强化食品具有指导意义； 有利于食品加工工艺的改进和食品质量的提高 可以了解食品污染情况，以便查清和控制污染 源。

测定方法：食品中矿物质元素的检测方法 有很多，而尤其以分光光度法、原子吸收 分光光度法用得最多。 分光光度法由于设备简单，能达到食品中 矿物质检测标准要求的灵敏度，故一直被 广泛采用； 原子吸收分光光度法由于它的选择性好， 灵敏度高，测定手续简便快速，可同时测 定多种元素的优点，而成为矿物质测定中 最常用的方法。
（5）、说明及注意事项： ① 所用玻璃仪器均以硫酸-重铬酸钾洗液浸泡数小时，再 用洗衣 粉充分洗刷，后用水反复冲洗，最后用去离子 水冲洗烘干，方可使用。 ② 微量元素分析的样品制备过程中应特别注意防止各 种污染。所用设备如电磨、绞肉机、匀浆器、打碎机等 必须不锈钢制品。所用容器必须使用玻璃或聚乙烯制品。 ③蔬菜、水果、鲜鱼、鲜肉等含水量高的样品用水冲洗 干净后，再用去离子水充分洗净。含水量小的样品（如 米、面、豆类、奶粉等）取样后立即装容器密封保存， 防止空气中的灰尘和水分污染。 ④由于火焰原子法的原子化程度较低，且待测元素的蒸 汽被火焰气体大量稀释，对于要求灵敏度较高的一些重 金属含量测定，石墨炉原子法是理想的选择。（如铅、 镉、铬等元素的测定国标中都选用石墨炉原子法作为第 一法）。

7.2、食品中必需矿物质元素的测定——
铁、镁、锰、铜、锌的原子吸收分光光度法测定

原子吸收分光光度法的基本原理 原子吸收光谱法是一种利用被测元素的基态自由原 子对特征波长光吸收程度进行的定量分析方法。试 样中被测元素的化合物在高温中被离解成基态原子， 光源辐射出的待测元素的特征谱线通过样品的蒸气 时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，在一定 范围与条件下，入射光被吸收而减弱的程度与样品 中待测元素的含量呈正比，由此可得出样品中待测 元素的含量。 基态原子、原子吸收过程 激发态原子、发射过程、特征谱线

结果计算：
(m1 m2 ) 1000 X v1 m 1000 v2

式中: x--样品中锡的含量，mg／kg或mg/mL； m1—测定用样品消化液中锡的含量（标准曲线上查得）， µg； m2—试剂空白液中锡的含量（标准曲线上查得） ， µg； m一样品质量，g或mL； V2—样品消化液的总体积，mL； V1—测定用样品消化液的体积，mL。
说明及注意事项： （1）在Ph为1左右的酸性介质中，锡与苯芴酮反应生成 一种微溶的络合物，锡的浓度低时，络合物以溶胶的 形式存在于溶液中，在有动物胶存在下，此红色胶体 能长时间稳定，可用于比色测定。由于显色反应比较 缓慢，故应放臵一段 时间后比色。天冷时可臵于37 ℃恒温箱中30min后比色。 （2）反应液的PH值对呈色影响较大，所以标准液和样 品液都先用氨水调至中性后再加其他试剂，以使PH 一致。 （3）抗坏血酸用于掩蔽铁离子的干扰，其溶液不稳定， 需临用时现配。 （4）也可以用原子吸收光谱法测定锡的含量，锡的吸 收波长为224.6nm
（4）、测定：

①样品消化：精确称取均匀样品干样0.5~1.5g、 湿样 2.0~4.0g、饮料等液体样品5.0～10.0mL于 250mL高型烧杯中，加混合酸消化液20～30mL， 盖上表面皿。臵于电炉加热消化。最后如未完全 消化，可再补加几毫升混合酸消化液，继续加热 消化，至无色透明为止。加入3mL去离子水，加 热以挥去多余的硝酸。待烧杯中的液体接近2～ 3mL时，取下冷却。用去离子水洗并转移至10mL 的刻度试管中，用去离子水定容至刻度。 取与消化样品相同量的混合酸消化液，按上述 操作做空白试验。
常量元素需求比例较大如钾、钠、钙、镁、 磷、氯、硫等 人体必需的微量元素有：铁、铜、锌、锰、 锡、碘、氟、硒等 有毒元素：其极小的剂量，即可导致机体 呈现毒性反应，而且人体中具有蓄积性， 随着在人体内的蓄积量的增加，机体会出 现各种中毒反应，如汞、镉、铅、砷等

微量元素在机体组织中的作用浓度很低， 往往以百万分之一或十亿分之一甚至更低 来描述，故需要从食物中摄取的量也很低。 微量元素的浓度与功能形式常严格局限在 一定的范围之内，而且有的元素的这个范 围相当窄。微量元素在这特定的范围内可 以使组织的结构与功能的完整性得到维持， 当其含量低于机体需要的量时，组织功能 会减弱或不健全，甚至会受到损害并处于 不健康的状态之中。但如果含量高于这一 特定范围，则可能导致不同程度的毒性反 应，严重的可以引起死亡。

7.5.1、食品中有害矿物质元素的测定—— 双硫腙分光光度法测定汞含量

概述： 汞俗称水银为银白色液态金属，汞易蒸发，在空 气中以蒸气状态存在。汞的化合物能溶于水或稀 酸，毒性很大，常见的汞化物有氯化高汞、氧化 汞、硝酸汞、碘化汞等，均属于烈性毒物。汞的 化合物在工农业和医药等方面应用极广，极容易 造成环境污染，环境中的微生物能使无机汞转化 为有机汞，如甲基汞、二甲基汞等烷基汞化合物 其毒性更大，所以不慎混入食品或误食或食用污 染了汞的食品而引起中毒的事件较为多见。
原子吸收分光光度法进行定量测定的方法 标准曲线法：被测元素低浓度时，对分析线的 吸收与浓度之间呈良好的线性关系。故可配制 低浓度的标准溶液。分别测定其吸光度，以吸 光度为纵坐标、浓度为横坐标，绘制其标准曲线。 根据样液的吸光度，在标准曲线上求出样液的浓度。


食品中铁、镁、锰、铜、锌的测定
（1）、原理： 食品中的无机元素一般常与有机物结合，以金属 有机化合物的形式存在于食品中，在测定无机元 素之前，必须先破坏有机物质，释放出被测组分， 这称之为有机物破坏法（干法灰化和湿法消化）。 样品湿法消化处理后，导入原子吸收分光光度计 中，经原子化，铁、镁、锰、铜、锌分别在波长 2 4 8 . 3 nm、285.2nm、279.5nm、324.8nm、213.8nm 处，对铁、镁、锰、铜、锌空心阴极灯发射的谱 线有特异吸收。在一定浓度范围内，其吸收值与 它们的含量成正比，与标准系列比较后能求出食 品中被测元素的含量。
（2）、仪器： ①原子吸收分光光度计。 ②分析天平。 （3）、试剂： ①盐酸 ②硝酸 ③高氯酸 ④混合酸消化液：硝酸与高氯酸之比为4:1 （体积比） ⑤ 0.5mol/L硝酸溶液：量取45mL硝酸，用去离子水 稀释至1000mL ⑥铁、镁、锰、铜、锌的标准溶液：直接购买储备 液，然后用0.5mol/L硝酸溶液稀释成所需要的浓度， 储存在聚乙烯瓶中，4 ℃ 保存。
从含量过低到过高的限量有的元素比较宽， 有的却很窄，例如硒，其正常需要量到中毒量 之间相差不到10倍，人体对硒的每日安全摄入 量为50~200µg，如低于50 µg会导致心肌炎、 克山病等疾病，并诱发免疫功能低下和老年性 白内障的发生；但如果摄入量在 200~1000µg之 间则会导致中毒，如果每日摄入量超过1mg则 可导致死亡。 微量元素的功能形式、化学价态与化学形式也 非常重要。例如铬，其正六价状态对人体的毒 害很大，只有适量的正三价铬对人体才是有益 的。


试 剂：
①酒石酸溶液(100g／L)。②抗坏血酸溶液(10g／L)，临用时配制。 ③动物胶溶液(5g／L)，临用时配制。 ④酚酞指示液(10g／L)：称取1g酚酞，用乙醇溶解至100mL。 ⑤氨水(1+1)。 ⑥硫酸(体积比1+9) ⑦苯芴酮溶液(0.1g／L)：称取0.010g苯芴酮，加少量甲醇及 硫酸(1+9)数滴溶解，以甲醇稀释至100mL。 ⑧锡标准储备液：准确称取0.1000g金属锡(99.99％)，臵于小烧 杯中，加l0mL硫酸，盖以表面皿，加热至锡完全溶解，移去 表面皿，继续加热至发生浓白烟，冷却，慢慢加50mL水， 移入100mL容量瓶中，用硫酸(1+9)多次洗涤烧杯，洗液并入 容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。此溶液每毫升相当于1.0mg锡。 ⑨锡标准使用液：用硫酸(1+9)稀释稀释至每毫升相当于10.0ug 锡。
来源： （1）由自然条件（如地质、地理、生物种类、品种 等）所决定的，食物本身天然存在的矿物质元素 （2）为营养强化而添加到食品中的微量矿物质元素 或食品加工、包装、贮存时，受到污染，引入了 重金属元素。像锡来自于铁皮上的镀锡，接触中 的焊锡；像铜来自加工的铜镀浓缩锅，铜勺等造 成。 （3）随着经济的发展，各种新材料的出现，造成了 新的食物污染。 （4）工业“三废（废水、废气、废渣）以及农药、 化肥用量的增加，造成土壤、水源、空气等的污 染，使重金属及有毒元素在动、植物体内富集并 直接影响人类的健康。






仪器的结构及性能 仪器的组成：原子吸收分光光度计由4个基本单元系统 构成，即光源系统、原子化系统、分光系统和检测系统 光源系统主要产生待测元素的特征谱线，一般采用空心 阴极灯； 原子化系统主要使试样中的待测元素转变为自由原子蒸 气（火焰原子化器—雾化器和燃烧器；无火焰原子化 器—高温石墨管，试样在石墨管中随着温度的升高而干 燥、灰化、原子化，即转变为自由原子蒸气）； 分光系统可以分出通过火焰的光线中待测元素的谱线； 检测系统则把光信号转换成电信号，经调制、放大、处 理，最后输出结果。
7.3. 食品中铅、镉、铬的测定 ——石墨炉原子化法 原理：样品经消解（可选用干法灰化、湿法消
化、微波消解法中的任何一种），制成试样液， 按照仪器说明书调节有关参数至最佳状态，以标 准曲线法进行定量计算。 测定参数：

7.4、食品中锡的测定方法 ——苯芴酮比色法
原理： 样品经消化后，在弱酸性溶液中，四价锡离子与苯芴 酮形成微溶性橙红色络合物，在保护性胶体存在下与标 准系列比较定量。 仪器： ①分光光度计。 ②马福炉。 ③分析天平。