微波消解―在食品元素測定中的方法探討

1、微波消解在測定食品中金屬元素的方法探討 劉素華 劉嵐錚 翟明霞 劉仲(濟(jì)南市疾病預(yù)防控制中心 濟(jì)南 250013摘 要： 為了快速、簡便 、準(zhǔn)確地測定食品中的金屬元素，建立了硝酸微波消解法。本方法需要固體樣品0.20.5g,液體樣品0.53.0mL,濃硝酸0.52.0mL,加水至8mL消解，定容至15mL,用原子吸收光譜儀測定Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd；用原子熒光光譜儀測定Hg。由于所用試劑量大大減少，空白值低，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，通過檢測國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW08508米粉，GBW08513茶樹葉，平均回收率為82.35%108.70%,RSD為0.63%7.37%,測定值與標(biāo)示值相吻合,適于

2、食品中金屬元素的測定。關(guān)鍵詞：食品；危害物質(zhì)；金屬Discussion on the Microwave Digestion method for determination of tantalums in foodLiu Suhua , et al .(Jinan Municipal Center of Disease Control and PreventionAbstract: Rapid, simple and accurate method that was microwaves digestion used nitric acid was developed for the det

3、ermination of tantalums in food. In this method, admixed 0.20.5g solid sample or 0.53.0mL liquid sample with 0.52.0mL thick nitric acid. Then the mixture was dispelled to 8mL by water. After all of that, fixed the production to 15mL . Atomy absorptiometry spectrometric was used in the determination

4、of Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd； and atomy fluorescence spectrometric was used in the determination of Hg. As the result of reagents decreased greatly, the blank result was very little and the last result was very accurate. We determined the national standard substance GBW08508 rice flour，GBW08513 foliage of t

5、ea plant by this method. The recovery rate of this method was 82.35%108.70%, and the RSD was 0.63%7.37%.The result was equally with the label data ,so this method was the same with the determination of tantalums in food .Key word :Food; Hazardous Substances；Metals微波消解技術(shù)是一種新的試樣消解技術(shù)，國內(nèi)自1986年首篇微波制樣技術(shù)報(bào)告

6、以來，近幾年此方面的研究發(fā)展很快【1】。高壓密閉微波消解的特點(diǎn)是使用試劑少，速度快，污染少，最重要的是防止了砷、汞、硒等易揮發(fā)元素的損失。大多數(shù)報(bào)道的消解方法為硝酸過氧化氫法【2-5】，此法存在著一定的危險(xiǎn)，CEM公司推薦的方法是用68mL濃硝酸進(jìn)行消解，雖消解效果理想，但由于這些酸在加熱高壓的條件下與試樣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生大量的氮氧化物，即使冷卻打開罐后仍殘留很多，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)人員產(chǎn)生較大危害。針對(duì)上述情況，研究將多種食品樣品加不同量硝酸進(jìn)行試驗(yàn)，觀察消解結(jié)果并測定消解液中的金屬元素，我們經(jīng)過數(shù)次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了消解這些樣品的最佳方案，現(xiàn)報(bào)告如下。1 材料與方法 1.1 儀器 MARS5微波消解儀

7、（美國CEM公司），AA6800型原子吸收分光光度計(jì)（日本島津公司），AF610A原子熒光光譜儀（北京瑞利），AE240全自動(dòng)電子天平（瑞士），計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，鐵、錳、銅、鋅、鉛、鎘、汞空心陰極燈。1.2 試劑 優(yōu)級(jí)純硝酸(20=1.42g/mL,實(shí)驗(yàn)用水電阻率大于80萬歐姆，金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液均為( B=1mg/mL (國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心, 鐵、錳、銅、鋅、鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)使用溶液臨用前用0.5mol/L硝酸逐級(jí)稀釋, 汞標(biāo)準(zhǔn)使用溶液臨用前用1+24硝酸逐級(jí)稀釋，0.1g/L硼氫化鉀。1.3 方法 【6】 極性的水和酸分子在微波的作用下，激發(fā)分子產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)、碰撞而產(chǎn)生高熱，在高壓條件下，由于酸

8、的氧化和極性增加，使試樣在短時(shí)間內(nèi)被消解。,精密稱取均勻樣品0.20.5g(最大取樣量不超過1g,液體樣品精密吸取0.53.0mL,置于聚四氟乙烯消解罐中,加硝酸0.52.0mL,放置1520min,加水至8 mL，輕輕搖勻,裝妥消解裝置并按操作程序連接好溫度和壓力探頭將其放入微波消解儀中,根據(jù)不同樣品編輯不同程序,功率一般為100%,13個(gè)樣品300W, 46個(gè)樣品600W,712個(gè)樣品1200W,其它條件祥見表1。反應(yīng)結(jié)束后自動(dòng)冷卻,取出各罐將消解液轉(zhuǎn)移并定容至15mL具塞離心管中（加酸量大于1mL并用石墨爐原子吸收測定金屬元素的樣品，需用電熱板加熱趕酸）。 鐵、錳、銅、鋅用火焰原子吸收法

9、測定，波長、狹縫、空氣及乙炔流量、燃燒頭高度、元素?zé)綦娏鞯染磧x器說明調(diào)至最佳狀態(tài)，測定時(shí)首先進(jìn)入空白值測量狀態(tài)，然后依次測定標(biāo)準(zhǔn)系列、消化空白、樣品溶液;鉛、鎘用石墨爐原子吸收測定，灰化溫度鉛為600，鎘為500，原子化溫度鉛為1700，鎘為1650，對(duì)有干擾的樣品，加20g/L的基體改進(jìn)劑磷酸二氫銨5L，選擇最佳灰化和原子化溫度；汞用原子熒光光譜儀測定,負(fù)高壓250V,燈電流40mA,載氣流量600mL/min,還原劑硼氫化鉀0.1g/L,用標(biāo)準(zhǔn)曲線法依次測定消解空白、樣品溶液。2 結(jié)果與討論 2.1 微波消解條件的優(yōu)化 微波消解試樣時(shí)，很重要的限制參數(shù)是溫度、壓力、時(shí)間和功率，溫度是起決

10、定因素的參數(shù)，壓力是在此溫度下所產(chǎn)生的結(jié)果，再有適當(dāng)?shù)臅r(shí)間來保證樣品消解完全，功率則根據(jù)消解樣品的多少來設(shè)定,消解過程中儀器自動(dòng)變頻,并可根據(jù)P/T圖時(shí)時(shí)觀察溫度、壓力變化情況。由于食品樣品種類繁多，形態(tài)不一，成分也各不相同，消解條件亦隨之不同，通過數(shù)次試驗(yàn)，總結(jié)出了各類食品的消解條件見表1。表1 消解樣品的條件樣品種類 樣品量 酸量 步驟 爬坡 溫度 壓力 保持g（mL） mL min psi min糕點(diǎn)(含脂肪少 面食 1 5 110 70 5糖果、蜂蜜、海產(chǎn)品 0.5 2 2 5 175 350 15松花蛋冰糕、冰激凌、茶葉 1 5 110 80 5保健品（固體）、奶粉 0.5 2 2

11、6 185 400 1525豆粉、咖啡、肉類、糕點(diǎn)（含脂肪多）花生油、豆油、橄欖 0.3 2 1 6 110 80 5油 2 6 185 400 15咸菜、濃縮果汁、水 0.5 0.51 1 4 105 50 3果、蔬菜、水果汁、 2 5 170 300 15醋、醬油、含乳飲料、牛奶 2.2 消解結(jié)果與元素測定結(jié)果的關(guān)系 消解液均為澄清透明，顏色因樣品消解難易和加硝酸量的多少而不同。一般易消解的樣品如液體類樣品、蔬菜、水果、咸菜等為無色透明，而難消解的樣品如茶葉、膠囊類保健品、植物油、糕點(diǎn)等為黃色，即使趕酸近干時(shí)亦無炭化現(xiàn)象，定容后溶液仍為黃色；多數(shù)情況下相同質(zhì)量的同一樣品加酸量多的為無色，而

12、加酸量少的為黃色，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)顏色并不影響測定結(jié)果。取0.5000g 嬰兒奶粉加不同量的硝酸消解后定容至15mL，上機(jī)測定，連續(xù)測定3次,取其平均值,結(jié)果祥見表2。 表2 消解結(jié)果與元素測定結(jié)果硝酸體積 消解結(jié)果 測定結(jié)果 mg/ KgmL Fe Mn Cu Zn Hg Pb Cd8.0 溶液為藍(lán)色，澄清透明，放置24h, 76.50 <0.60 5.57 48.90 <0.01 <0.10 <0.01藍(lán)色消失呈無色透明,趕酸后測定。6.0 溶液為綠色或藍(lán)色，澄清透明，放置2 76.62 <0.60 5.64 49.20 <0.01 <0.10 <0

13、.014h綠色消失呈無色透明, 趕酸后測定。 4.0 溶液為黃色, 澄清透明，放置后顏色 76.16 <0.60 5.68 49.46 <0.01 <0.10 <0.01不變, 趕酸后測定。2.0 溶液為黃色, 澄清透明，放置后顏色 76.60 <0.60 5.59 49.20 <0.01 <0.10 <0.01不變, 趕酸后測定。1.0 消解不完全。 注：上表中“趕酸”均為電熱板上加熱趕酸。表3 兩種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中金屬元素的測定結(jié)果 mg/kg標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 元素 標(biāo)示值 測定值 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 回收率 （平均值，n=6） % %GBW08508 Fe 4

14、3.2±3.0 42.05 1.28 97.34米粉 Mn 28.4±3.8 26.80 0.85 94.35Cu 3.6±0.4 3.44 0.63 95.56Zn 18.0±1.0 18.66 2.10 103.67Hg 0.038±0.05 0.034 4.30 89.47GBW08513 Fe 347±12 340.98 1.52 98.26如果你想去異地求職(或旅游,如果你想結(jié)交異地朋友并獲得幫助,你一定要經(jīng)常上這個(gè) Mn * 0.217 ± 0.011 0.211 1.06 97.24 Cu 8.96±

15、0.59 8.56 0.85論壇 七：中華英才網(wǎng) 22.6 ± 1.5 22.65 2.41 100.22 Pb 1.00±0.05 0.96 3.22 96.00Cd 0.023±0.004 0.025 4.17 108.70Hg 0.017 0.014 7.37八：82.35* 單位為物質(zhì)成份的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（ 10 -2 ） 總之，由于該法所加硝酸量明顯減少，空白值低，測定結(jié)果準(zhǔn)確；避免了推薦方法因使用硝酸量大而產(chǎn)生大量有害氣體造成對(duì)環(huán)境污染和對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的身體危害；經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益明顯提高,是一種較為理想的實(shí)驗(yàn)方法，具有很大的使用價(jià)值和推廣價(jià)值。 參考文獻(xiàn)：1 孫玉嶺，劉景振.微波溶樣在元素檢測方面的應(yīng)用研究J.中國公共衛(wèi)生,2002,18(2:231-232.2 王鮮俊 , 郎經(jīng)暢等 . 微波消解 端視 ICP-AES 法測定使用油中的微量元素 J . 中國食品衛(wèi)生雜志，