食品中微量元素的测定

微量元素
必需 元素
+
有毒 元素
自然条件 决定的
强化营养添加 到食品中的
加工、包装、 加工、包装、 贮存时污染
进入人体的渠 道（主要是食 物）
新材料及工 业三废等
食品中微量元素的检测方法
(1)原子吸收分光光度法 (1)原子吸收分光光度法 (2)原子荧光光谱法 (2)原子荧光光谱法 (3)分光光度计法 (3)分光光度计法 (4)比色法 (4)比色法 (5)滴定法 (5)滴定法
注
• 1.注意加入试剂的顺序。显色时间的 注意加入试剂的顺序。显色时间的 注意加入试剂的顺序 影响可与绘制吸收曲线同步进行。 影响可与绘制吸收曲线同步进行。 • 2.加入盐酸羟胺溶液后应摇匀，使Fe3+ 加入盐酸羟胺溶液后应摇匀， 加入盐酸羟胺溶液后应摇匀
意
完全还原为Fe 后再加入显色剂。 完全还原为 2+后再加入显色剂
(3)萃取溶剂的选择： 萃取溶剂的选择： 溶剂是否有利于萃取的分离主要取决于它们的物 理性质和化学性质。 理性质和化学性质。 一般尽量采用惰性溶剂，避免产生副反应。 ①一般尽量采用惰性溶剂，避免产生副反应。 根据螯合物的结构，由相似相溶原理来选： ②根据螯合物的结构，由相似相溶原理来选： 含烷基螯合物选卤代烃（ 含烷基螯合物选卤代烃（CCl4、CHCl3等）， 含芳香基螯合物选芳香烃（ 甲苯等） 含芳香基螯合物选芳香烃（苯、甲苯等） 溶剂的相对密度与溶液差别要大、粘度小。 ③溶剂的相对密度与溶液差别要大、粘度小。 ④无毒。无特殊气体、挥发性较小。 无毒。无特殊气体、挥发性较小。
Fe3+与邻菲罗啉作用生成蓝色配合物，稳 与邻菲罗啉作用生成蓝色配合物， 定性较差。 定性较差。样品中若有 Fe3+，应在酸性溶液中 加入盐酸羟胺（还原剂）将三价铁还原为二价 加入盐酸羟胺（还原剂） 盐酸羟胺 铁。此时测定的是总铁含量。 此时测定的是总铁含量。
2、实验器材 、
• 1. 仪器：分光光度计 • 2. 试剂： • （1）盐酸羟胺溶液(10%)：称取10g盐酸羟胺，用 水溶解并稀释至100mL（现用现配） • （2）盐酸：1：1和1：9溶液； • （3）乙酸钠溶液(450g/L)：称取45g乙酸钠,加水溶 解并稀释至100mL； • （4）0.1%邻菲罗啉：称取0.10g邻菲罗啉于烧杯中， 加60mL水，加热溶解(不超过80℃），移入100mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀； • （5）铁标准贮备液(1000µg/mL) • （6）铁标准使用液(10µg/mL)
1.干法灰化 干法灰化
原理：将样品置于电炉上加热， 原理：将样品置于电炉上加热，使其中 的有机物脱水、炭化、分解、氧化， 的有机物脱水、炭化、分解、氧化，再置 高温炉中灼烧灰化， 高温炉中灼烧灰化，直至残灰为白色或灰 色为止，所得残渣即为无机成分。 色为止，所得残渣即为无机成分。
电炉
干法灰化方法优点
• 标准曲曲及样品测定
0 标准使用液体积 0.00 10%盐酸羟胺 盐酸羟胺 0.1%邻菲罗啉 邻菲罗啉 醋酸-醋酸钠缓冲 醋酸 醋酸钠缓冲 溶液（pH) 溶液（ 水 比色测吸光度 1 1.0 2 2.0 3 4.0 4 6.0 5 8.0 6 10.0 样品 5.0 5.0
1.0mL，稍摇动 ， 2.0mL 5mL 至刻度(充分摇匀 静置 至刻度 充分摇匀,静置 充分摇匀 静置5min) 3cm比色皿 比色皿,510nm,0管调零 比色皿 管调零
原子化器 空心阴极灯 切光器
单色仪 检测器
燃气 原子化系统
助燃气 雾化器 废液
样品液
原子吸收仪器结构示意图
①此法基本不加或加入很 少的试剂，故空白值低。 少的试剂，故空白值低。
优
点
②灰分体积小，可处理较多 灰分体积小， 的样品，可富集被测组分。 的样品，可富集被测组分。 ③有机物分解彻底，操作简 有机物分解彻底， 单。
干法灰化方法缺点
所需时间长。 ①所需时间长。 ②因温度高易造成易挥发 元素的损失。 元素的损失。 ③坩埚有吸留作用，使测定 坩埚有吸留作用， 结果和回收率降低。 结果和回收率降低。
4．干扰离子的消除 一种螯合剂往往同时和几种金属离子形成螯合 物 ， 控制条件可有选择地只萃取一种离子或连续 萃取几种离子，使之相互分离。 萃取几种离子，使之相互分离。 ⑴控制酸度 控制溶液的pH pH值 控制溶液的pH值 ⑵使用掩蔽剂 例.KCN 可掩蔽 Zn2+ 、Cu2+ 柠檬酸铵可掩蔽 Ca2+、Mg2+、AL3+、Fe3+ EDTA可以掩蔽除 EDTA 可以掩蔽除 Hg2+ 、 Au2+ 以 外许多金属离子 。
样品的采 集与处理
仪器
试剂
影响测定结 果准确定性 的因素
实验用水
溶液配制
第二节
元素的提取与分离
以上这些元素都以金属有机化合物的形式存 在于食品中，要测定这些元素先要做两件事： 在于食品中，要测定这些元素先要做两件事： 1.用灰化法和湿化法先将有机物质破坏掉， 1.用灰化法和湿化法先将有机物质破坏掉，释放 用灰化法和湿化法先将有机物质破坏掉 出被测元素。以不丢失待测成分为原则。 出被测元素。以不丢失待测成分为原则。 2.破坏掉有机物后的样液中， 2.破坏掉有机物后的样液中，多数情况下待测元 破坏掉有机物后的样液中 素浓度很低，且为多种元素共存的状态， 素浓度很低，且为多种元素共存的状态，有其它 元素的干扰，所以要浓缩和除去干扰。 元素的干扰，所以要浓缩和除去干扰。
食物中各种元素对人体需要来说，分为： 食物中各种元素对人体需要来说，分为：
常量元素
微量元素
微量元素： 微量元素： 地球化学角度：占地球组成0 01% 60余种元素 地球化学角度：占地球组成0.01%的60余种元素 医学角度： 医学角度：占人体总重量万分之一以下的元素
人体必需的有铁、 人体必需的有铁、锌、铜、锡、锰、硒、碘、氟等14种 氟等14种
第二节 元素的提取与分离
破坏有机物质。 1、破坏有机物质。 2、浓缩和分离。 浓缩和分离。
测定方法
原子吸收
比色法
（一）有机物破坏法
测定食品中无机成分的含量， 测定食品中无机成分的含量，需要 在测定前破坏有机结合体，如蛋白质等。 在测定前破坏有机结合体，如蛋白质等。 操作方法分为干法灰化和湿法消化两大 类。
湿法灰化方法优点
①有机物分解速度快，所 有机物分解速度快， 需时间短。 需时间短。
优
点
由于加热温度低， ②由于加热温度低，可减少 金属挥发逸散的损失。 金属挥发逸散的损失。
湿法灰化方法缺点
产生有害气体。 ①产生有害气体。
缺
点
②初期易产生大量泡沫外溢
试剂用量大， ③试剂用量大，空白值偏高
浓缩、分离处理方法与后边测定方法有关。 浓缩、分离处理方法与后边测定方法有关。 例： • 比色法测定， 比色法测定， 用合适的金属螯合剂在一定条件下与被测 金属离子生成金属螯合物， 金属离子生成金属螯合物，然后用有机溶剂进 行液液萃取， 行液液萃取，使金属螯合物进入有机相从而达 到分离与浓缩。 到分离与浓缩。 • 原子吸收分光光度法， 原子吸收分光光度法， 一般可不用特殊处理。 一般可不用特殊处理。测痕量元素则用离 子交换法分离、提纯金属离子或除去干扰离子。 子交换法分离、提纯金属离子或除去干扰离子。
常用的螯合剂
双硫腙（HDZ） 双硫腙（HDZ）
丁二酮肟
二乙基二硫代甲酸钠 NaDDTC） （NaDDTC）
与 金属 离子生 成金属螯 合物， 合物，相当稳 难溶于水， 定，难溶于水， 易溶于有机溶剂， 易溶于有机溶剂， 有时可直接比色
食品中铁的测定
邻菲罗啉光度法
原理： 一般控制pH=5-6)的溶液中，邻菲罗啉与 的溶液中， 原理：在pH为2-9(一般控制 为 一般控制 的溶液中 Fe2+生成稳定的橙红色配合物，其lgK稳=21.3，最大吸收波 生成稳定的橙红色配合物， 稳 ， 长为510nm，摩尔吸光系数为1.1×104。在一定浓度范围 ，摩尔吸光系数为 × 长为 。 内， Fe2+的浓度与吸光度符合比尔定律。 的浓度与吸光度符合比尔定律。
第六章 食品中微量元素的测定
第一节
矿物质元素： ★ 矿物质元素：
概述
食物中的元素50余种 食物中的元素 余种 ，除C、H、O、N 、 、 、 外的其他元素称为矿物质元素。 外的其他元素称为矿物质元素。
营养学：必需元素、非必需元素、有害元素 营养学：必需元素、非必需元素、 需要程度：常量元素、 需要程度：常量元素、微量元素 性质：金属元素、 性质：金属元素、非金属元素
0 0.5
A
0.4
0.2
0.0
cx
1
1.5
2
测Ax, 得出 c x = A x c s
As
c
• 3. 结果计算： c×v×1000 X=—————— v样×1000
式中：X——试样中铁的含量，mg/L c——根据试样的吸光度，从标准 曲线上查出的铁浓度 v样——实验所取试样的体积 v——定容体积
吸收曲线： 吸收曲线：每一种物质对不同波长光的吸收 程度是不同的 。如果我们让各种不同波长的光 分别通过被测物质， 分别通过被测物质，分别测定物质对不同波长光 的吸收程度。以波长为横坐标， 的吸收程度。以波长为横坐标，吸收程度为纵坐 标作图所得曲线。 标作图所得曲线。
缺
点
2. 湿法消化
原理：样品中加入强氧化剂，并加热消煮，使 原理：样品中加入强氧化剂，并加热消煮， 样品中的有机物质完全分解、氧化， 样品中的有机物质完全分解、氧化，呈气态逸 出，待测组分转化为无机物状态存在于消化液 中。 常用的强氧化剂有浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、 常用的强氧化剂有浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、 高锰酸钾、过氧化氢等。 高锰酸钾、过氧化氢等。