任务3-5水产品矿物质元素的测定

1、任务任务3-5 3-5 水产品中矿物质元素的测定水产品中矿物质元素的测定一、矿物质概述一、矿物质概述 1. 1.定义：定义： 水产品中的矿物质元素是指除去碳、氢、水产品中的矿物质元素是指除去碳、氢、氧、氮四种元素以外的存在于水产品中的其他氧、氮四种元素以外的存在于水产品中的其他元素。元素。 组成元素组成元素 除除C C、H H、O O、N N以外的其他元素。以外的其他元素。 存在形式存在形式 有机物和无机盐。有机物和无机盐。 2. 2.分类分类 (1)(1)大量元素或常量元素：日膳食需要量大量元素或常量元素：日膳食需要量100mg100mg以上，以上，含量含量0.01%0.01%。 如：如：C

2、aCa、MgMg、K K、NaNa、P P、S S、ClCl占总灰分占总灰分80%80% (2) (2) 微量元素或痕量元素：含量微量元素或痕量元素：含量0.01%0.01%n 有毒元素：有毒元素：是指目前对人体是指目前对人体未发现有生理功能未发现有生理功能、且、且人体耐受力人体耐受力极小极小、进入体内量稍大就中毒进入体内量稍大就中毒的元素。如的元素。如HgHg、CdCd、PbPb、AsAs、SnSn、CrCr等，这些元素等，这些元素在体内不易排出在体内不易排出，有有积蓄性积蓄性，半衰期都很长。，半衰期都很长。 例：例： 甲基甲基汞汞：在体内半衰期为：在体内半衰期为7070天天 铅铅：在体内半

3、衰期为：在体内半衰期为14601460天。天。 在骨骼中为在骨骼中为1010年年 镉镉在体内半衰期为在体内半衰期为16311631年。年。无论是人体必需的无论是人体必需的微量元素微量元素还是还是有害元素有害元素，在食品，在食品卫生要求中都有一定的限量规定，从食品分析的角卫生要求中都有一定的限量规定，从食品分析的角度，我们度，我们统称为限量元素统称为限量元素。这些物质是如何进入人体的呢这些物质是如何进入人体的呢？这些物质进入人体的渠道有：这些物质进入人体的渠道有： 水源、土壤、环境、原料、辅料、添加剂、农药水源、土壤、环境、原料、辅料、添加剂、农药、化肥的使用、加工、制造、运输等带入；、化肥的使

4、用、加工、制造、运输等带入；容器本身不纯，金属带入铅、锌；容器本身不纯，金属带入铅、锌；罐头中酸性锡的溶出；罐头中酸性锡的溶出；铜器带入过量铜；铜器带入过量铜；呼吸、皮肤。呼吸、皮肤。 含砷农药的使用，如砷酸铅、砷酸钙、亚砷酸钠和三氧化三含砷农药的使用，如砷酸铅、砷酸钙、亚砷酸钠和三氧化三砷等，应用这些农药喷洒作物距收获期太近，就会残留较多的砷等，应用这些农药喷洒作物距收获期太近，就会残留较多的含砷农药；含砷农药；砷矿的开采和熔炼、各种含砷的有色金属的熔炼、用砷化物砷矿的开采和熔炼、各种含砷的有色金属的熔炼、用砷化物作原料的玻璃（脱色）、皮毛（脱毛）、木材（防腐）、颜料作原料的玻璃（脱色）、皮

5、毛（脱毛）、木材（防腐）、颜料（巴黎绿）、制药等排出的工业（巴黎绿）、制药等排出的工业”三废三废”，常含有大量的砷。，常含有大量的砷。水生生物、海洋甲壳纲动物对砷有很强的浓集能力，可浓缩水生生物、海洋甲壳纲动物对砷有很强的浓集能力，可浓缩水体的砷高达水体的砷高达3300倍。在各种食品中，发现海产食品中总砷含倍。在各种食品中，发现海产食品中总砷含量高，但主要是量高，但主要是低毒的有机砷低毒的有机砷，剧毒的无机砷含量较低剧毒的无机砷含量较低。三、砷的测定三、砷的测定 GB5009.112003（一）我国食品卫生标准（一）我国食品卫生标准1 1、银盐法、银盐法 本标准适用于各类食品中总砷的测定本标准

6、适用于各类食品中总砷的测定原理：样品消化后，原理：样品消化后， SnClSnCl2 2让所含让所含5 5价砷价砷A AS SH H3 3，再与二乙氨基二硫代甲酸银作用，在有机碱（三再与二乙氨基二硫代甲酸银作用，在有机碱（三乙醇胺）存在下，生成棕红色胶态银，进行比色乙醇胺）存在下，生成棕红色胶态银，进行比色测定。在生成测定。在生成AsHAsH3 3过程中，有过程中，有H H2 2S S，会干扰测定，会干扰测定，可用浸泡过醋酸铅的棉花来排除可用浸泡过醋酸铅的棉花来排除H H2 2S S的干扰。的干扰。（二）标准方法（二）标准方法（GB/T 5009.11-1996GB/T 5009.11-1996

7、） 仪器：仪器：左边为左边为AsH3发生器，里边放：发生器，里边放：样品消化液、样品消化液、HCl、KI、 SnCl2, Zn粒。粒。 横管中有横管中有Pb(AC)2吸收吸收H2S。右边为刻度离心管。右边为刻度离心管。2 2、氢化物原子荧光光度法（第二法）、氢化物原子荧光光度法（第二法）（1 1）原理）原理 食品样品经湿消解或干灰化后，加入食品样品经湿消解或干灰化后，加入硫脲硫脲使五使五价砷还原为三价砷，再加入价砷还原为三价砷，再加入硼氢化钾硼氢化钾使还原生成砷使还原生成砷化氢，由化氢，由氩气氩气载入石英原化器中分解为原子态砷，载入石英原化器中分解为原子态砷，在特制在特制砷空心阴极灯砷空心阴极

8、灯的发射光激发下产生原子荧光，的发射光激发下产生原子荧光，其荧光强度在固定条件下与被测液中的砷浓度成正其荧光强度在固定条件下与被测液中的砷浓度成正比，与标准系列比较定量。比，与标准系列比较定量。砷的氢化和原子化机理砷的氢化和原子化机理在酸性环境中，硫脲使五价砷还原为三价砷：在酸性环境中，硫脲使五价砷还原为三价砷： AsO AsO4 43- 3- AsO AsO3 33-3- 硼氢化钠硼氢化钠( (或钾或钾) )与酸作用生成大量新生态氢：与酸作用生成大量新生态氢： NaBHNaBH4 4 + H+ H+ + + 3H+ 3H2 2O = HO = H3 3BOBO3 3 + Na+ Na+ +

9、+ 8H+ 8H三价砷再被新生态氢还原为气态的砷化氢逸出：三价砷再被新生态氢还原为气态的砷化氢逸出： AsO AsO3 33-3- +6H+3H +6H+3H+ +=AsH=AsH3 3+3H+3H2 2O O 砷化氢被氩气和反应中产生的氢气载入石英管炉砷化氢被氩气和反应中产生的氢气载入石英管炉中，受热后即分解为原子态砷，在砷灯发射光的激中，受热后即分解为原子态砷，在砷灯发射光的激发下产生原子荧光：发下产生原子荧光： 2AsH 2AsH3 3 = 2As + 3H= 2As + 3H2 2（2 2）样品的处理与制备）样品的处理与制备 将元素从有机物中游离出来，或将有机物质破坏。将元素从有机物中

10、游离出来，或将有机物质破坏。 干法灰化干法灰化n 将样品在一定温度下将样品在一定温度下灼烧灼烧，有机物质变成水和，有机物质变成水和COCO2 2，无机，无机元素留在灰分中。元素留在灰分中。 n 适用于含适用于含FeFe、CuCu、PbPb、ZnZn 的样品的样品 n 样品样品5g 5g 低温炭化低温炭化 高温灰化（高温灰化（500500，6-8h) 6-8h) 2mL 2mL（1:11:1）HClHCl或或HNOHNO3 3水浴蒸干水浴蒸干加水定容加水定容50mL50mL。2.湿法消化湿法消化原理：原理：样品中加入样品中加入强氧化剂强氧化剂，并加热消煮，使样品中，并加热消煮，使样品中的有机物质

11、完全的有机物质完全分解、氧化分解、氧化，呈气态逸出，待测组分，呈气态逸出，待测组分转化为无机物状态存在于消化液中。转化为无机物状态存在于消化液中。强氧化剂：硫酸、硫酸强氧化剂：硫酸、硫酸- -硝酸、硝酸硝酸、硝酸- -高氯酸高氯酸- -硫酸、硫酸、高氯酸（或过氧化氢）高氯酸（或过氧化氢）- -硫酸、硝酸硫酸、硝酸- -高氯酸等。高氯酸等。 HN0 HN03 3H H2 2S0S04 4消化法消化法 适用于含适用于含PbPb、AsAs、CuCu、SnSn元素的测定元素的测定 H H2 2S0S04 4H H2 20 02 2消化法消化法 适用于含适用于含FeFe和含脂肪高和含脂肪高的食品的食品一

12、种新的样品处理技术一种新的样品处理技术微波密闭消解微波密闭消解高压消解高压消解+微波快速加热微波快速加热 样品和溶剂放在密闭容器里进行微波加热，产样品和溶剂放在密闭容器里进行微波加热，产生高压。微波穿透力强，加热均匀，对难溶样品的生高压。微波穿透力强，加热均匀，对难溶样品的分解尤为有效，消解速度分解尤为有效，消解速度是传统方法的是传统方法的10-100倍倍，消，消化时间短，仅化时间短，仅20min。消解完全彻底，回收率高，易。消解完全彻底，回收率高，易挥发元素损失少，环境污染少，操作简便。挥发元素损失少，环境污染少，操作简便。所需试剂：所需试剂：砷标准储备液（砷标准储备液（10001000 g

13、 /mL）砷标准使用液（砷标准使用液（0.10.1 g /mL）：用用2%的硝酸逐级稀释的硝酸逐级稀释至至10.0 g /mL；再吸取；再吸取10mL（ 10.0g /mL）标准液，）标准液，用去离子水定容至用去离子水定容至1000mL即可。即可。5%硫脲硫脲+5%抗坏血酸混合液：称取硫脲、抗坏血酸抗坏血酸混合液：称取硫脲、抗坏血酸各各5.0g，用，用100mL去离子水溶解，现用现配。去离子水溶解，现用现配。（2 2）样品的测定）样品的测定硼氢化钾溶液（硼氢化钾溶液（20g/L):称取称取2.5gNaOH溶于少量去离溶于少量去离子水，待完全溶解后再加入称好的子水，待完全溶解后再加入称好的10.

14、0gKBH4定容至定容至500mL，现用现配。，现用现配。硝酸硝酸-高氯酸混合液（高氯酸混合液（4+1）。）。浓硝酸（优级纯浓硝酸（优级纯)。2%硝酸；实验室用水均使用超纯水硝酸；实验室用水均使用超纯水操作步骤：操作步骤： 绘制标准曲线：绘制标准曲线： 分别吸取分别吸取0.10.1 g /mL 砷标准溶液砷标准溶液0.00, 0.25, 0.500.00, 0.25, 0.50，1.00, 2.00, 3.00, 4.00, 5.00,10.00mL1.00, 2.00, 3.00, 4.00, 5.00,10.00mL于于50mL50mL容量瓶容量瓶中，加中，加5%5%硫脲硫脲10mL10m

15、L，用，用2%2%硝酸定容至刻度，即得硝酸定容至刻度，即得0.00, 0.00, 0.50,1.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00,20.000.50,1.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00,20.00 g /L的的砷标准溶液系列，放置砷标准溶液系列，放置30min后，按照分析条件测定荧后，按照分析条件测定荧光强度，将数据记录。根据数据绘制成标准曲线。光强度，将数据记录。根据数据绘制成标准曲线。 样品测定：样品测定： 准确称取粉碎后样品准确称取粉碎后样品2-5g2-5g于微波消解聚四氟乙烯消化于微波消解聚四氟乙烯消化罐中罐中, ,加入浓硝酸加入浓硝酸

16、8.0 mL8.0 mL、30%30%过氧化氢过氧化氢2.0mL,2.0mL,轻摇混匀轻摇混匀, ,装入保护外套装入保护外套, ,旋紧盖子旋紧盖子, ,放入微波消解仪中消解放入微波消解仪中消解30 min,30 min,冷却至室温取出冷却至室温取出, ,将消化罐置电热板上加热将消化罐置电热板上加热, ,温度温度150150160 ,160 ,待黄烟散尽继续加热剩余待黄烟散尽继续加热剩余5 mL5 mL左右左右, ,将消将消化液移入化液移入50 mL50 mL容量瓶中容量瓶中, , 多次洗涤内罐多次洗涤内罐, ,合并洗涤液于合并洗涤液于容量瓶中容量瓶中, , 然后加入然后加入10.00 mL 10.00 mL 硫脲溶液硫脲溶液, ,定容定容, ,摇匀摇匀, ,放放置置30 min30