作為食品中含有的眾多微量元素的一種,鉻是人體所必需的一種微最元素。食品中鉻主要以三價離子和六價的鉻酸鹽、重鉻酸鹽形式存在,其中,三價鉻為人體所必需。其主要生理功能是參與糖代謝,同時是維持動物正常的葡萄糖耐量、生長及壽命不可缺少的元素。而六價鉻離子毒性比三價鉻離子大100倍,具有損傷肝(誘發(fā)肺癌)、腎等的毒性效應(yīng),被毒理學(xué)家公認(rèn)為致癌物。因此,部分無公害食品、綠色食品、有機(jī)食品認(rèn)證中將總鉻列為必檢項目。然而,目前關(guān)于食品中總鉻檢測方法的報道并不常見。
針對上述情況,本研究采用混合酸(硝酸:高氯酸=9:1)
電熱板消解進(jìn)行樣品預(yù)處理,并通過對不同的消化終點和最佳基體改進(jìn)劑的選擇,優(yōu)化上機(jī)條件、精密度、準(zhǔn)確度、比對試驗等方面研究,建立了一種簡便、準(zhǔn)確、適合批量處理樣品的測定方法,以提高食品中總鉻的檢測準(zhǔn)確率和效率。
材料與方法
試驗材料
鉻標(biāo)準(zhǔn)儲備液(國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心):1000 μg/mL,臨用時用1%硝酸稀釋,配成100 ng/mL 的鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液,圓白菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CBW 10014)、菠菜標(biāo)準(zhǔn)物(GBW10015)、茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW 10016) 、雞肉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW 10018)。
硝酸高氯酸、鹽酸、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨均為優(yōu)級純;混合酸為硝酸:高氯酸按9:1 (體積比)混合。
原子吸收分光光度計
石墨電熱板HT-250(格丹納)
石墨電熱板HT-250,面板采用耐酸堿、耐高溫的石墨材料,與其它產(chǎn)品相比,更具抗腐蝕、耐高溫的特點,石墨電熱板加熱面積大,能同時處理多個樣品,各加熱點溫度均勻,升溫速度快,溫度可以升至少350℃,控溫方式采用PID精確數(shù)顯控溫,精度在±0.2℃,該產(chǎn)品還具有精致美觀、設(shè)計合理、操作方便、安全耐用和便于清潔等特點,是試驗室不可缺少的有力助手,多種型號,多種系列,可根據(jù)用戶要求訂做,給客戶充分的選擇空間。
主要特點: 1、PID精確數(shù)顯控溫,時間可自行設(shè)定;
2、板面采用石墨材料,耐酸堿、耐高溫、易清潔;
3、精致美觀、設(shè)計合理、加熱面積大,能同時處理多個樣品,各加熱點均勻;
4、升溫速度快,工作溫度:室溫~350℃。
試驗方法
樣品消化 根據(jù)樣品的水分含量稱樣(干樣品或油脂類樣品稱0.1-1.0 g,,新鮮蔬果約稱5.0 g),置于50 mL燒杯中,加入6 mL上述混合酸,蓋上表面皿,浸泡1 h以上。然后,置于石墨電熱板上消解(該過程中,若消化液變深棕色時應(yīng)補加適址硝酸) ,200℃消化至近干,取下稍冷,加1 mL助溶劑,繼續(xù)熱溶5 min,取下放置常溫,,將消化液轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中,加入5 mL 5%基體改進(jìn)劑,超純水定容,搖均備用。同時作試劑空白對照。
標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 分別吸取鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液(100ng/mL)配制系列濃度為0、2.0、4.0、8.0、16.0、20.0、30.0ng/mL,同時加入與樣液等量濃度的硝酸和基體改進(jìn)劑,超純水定容。
基體改進(jìn)劑的選擇 分別選用濃度為5%的硝酸鎂、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨溶液作為基體改進(jìn)劑對鉻標(biāo)樣及樣品進(jìn)行測定。具體測定方法同其他幾項。
消化終點及熱溶試劑的選擇 以菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10015)為研究對象,,加入6 mL混合酸與電熱板消解。消化,終點按以下2種方案進(jìn)行:(1)消化至冒濃白煙,消化液0.5mL左右;(2)消化至近干,沒有流動的消化液。取下稍冷,將以上2種不同消化方案得到的消化液分為3個試驗組。各試驗組分別加入1 mL超純水、1 mL 25%硝酸溶液、1 mL 25%鹽酸溶液進(jìn)行熱溶解,超純水定容至25 mL,于原子吸收分光光度計上測定各樣品中鉻含量,并確定最佳消化終點及助溶劑,進(jìn)而確定最佳預(yù)處理方法。
回收率和精密度的確定 回收率和精密度的確定在菜心、大米粉2個樣品中分別添加水平為1.0、4.0、8.0 μg/L 的鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液,其他操作同上。設(shè)置6個平行。
方法比對 方法比對以圓白菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CBW 10014)、茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CBW10016)、雞肉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CBW10018)為比對樣品,設(shè)置5個平行,用新建預(yù)處理方法與國家標(biāo)準(zhǔn)中灰化法同時測定3種比對樣品,并對結(jié)果進(jìn)行比較。
結(jié)果與分析
基體改進(jìn)劑的確定 試驗分別吸取5 mL 5%硝酸鎂、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨作為基體改進(jìn)劑對鉻標(biāo)樣及樣品進(jìn)行測定,其基改劑的上機(jī)濃度為1%(體積分?jǐn)?shù))。結(jié)果(如表)表明,硝酸鎂作為基改劑時,標(biāo)樣響應(yīng)值較高叫,標(biāo)樣與樣品測量;值偏高;而選用磷酸二氫銨,磷酸氫二銨、磷酸銨為基改劑時,響應(yīng)峰峰形好,測定結(jié)果沒有差異,回收率也在范圍內(nèi)。但選用的磷酸二氫銨、磷酸氫二銨溶液作空白測定時,空白值偏高。因此,選擇5%磷酸銨作為鉻測定的基體改進(jìn)劑,這與國標(biāo)法選用的一致。
消化終點及熱溶試劑的確定 下表給出各個不同消化終點和不同熱溶試劑處理組菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW 10015)中鉻含量。兩種消化終點試驗樣品中加人不同熱溶試劑的測定結(jié)果都在菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)參考值范圍內(nèi)。兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行95%置信區(qū)間檢驗,計算結(jié)果為8.66
檢出限、回收率及精密度的確定 試驗結(jié)果表明,本方法標(biāo)準(zhǔn)曲線在0~30 μg/L 含量范圍內(nèi)線性良好,標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為:Y=0.0146C+0.025,相關(guān)系數(shù)R>0.9992。根據(jù)國際理論和化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)推薦4,以樣品空白測定不少于20次所得的標(biāo)準(zhǔn)偏差,按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計算得儀器的檢出限為0.19μg/L,按10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計算得到方法的定量檢出下限為0.63 μg/L。
在菜心、大米粉2個樣品中分別添加水平為1.0 、4.0、8.0μg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液,試驗設(shè)各個平行,各樣品加標(biāo)回收率和精密度的結(jié)果見表。結(jié)果表明,本方法測定兩種樣品,添加回收率高(90%~ 105%),多次測定結(jié)果平行性好。
方法驗證 試驗表明,本方法與國標(biāo)法同時測定3種樣品,并進(jìn)行結(jié)果比較,兩種方法測定結(jié)果差異不顯著,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在范圍內(nèi)。然而本方法預(yù)處理耗時較短,且精密度優(yōu)于國標(biāo)灰分法。兩種方法比對結(jié)果見表。
結(jié)論
由于高氯酸沸點是203℃,樣品消解最后階段趕酸耗時較長,且若殘留較多的高氯酸會腐蝕石墨管的熱解涂層,因此對于稱取5 g菜心、1.0 g大米粉,選擇加人6 mL(9:1 )混合酸進(jìn)行電熱板消化。消化過程中比色,需補加硝酸。加入適量的硝酸與少量高氯酸能較好的破壞有機(jī)物,而且少量的高氯酸能縮短消解時間。為提高消化速率應(yīng)盡量選撣底平且薄的小燒杯,使得與電熱板接觸受熱均勻。硝酸也是一種基體改進(jìn)劑,它能提高靈敏度、降低空白吸收值,對控制干擾有一定的作用。因此國標(biāo)法使用1%硝酸作為稀釋液對樣品溶解、定容?;谶@點考慮,本法選用加入1
mL25%硝酸作為助溶劑,既能有效地溶解消化后的樣品,又能使得上機(jī)樣液保持有1%的硝酸。
精密度、回收率和比對試驗表明,采用混合酸-電熱板消解-原子吸收分光光度法法測定食品中鉻結(jié)果滿意。該法簡便高效,預(yù)處理設(shè)備便宜,能滿足日常大批量樣品的檢測。該預(yù)處理方法同時適用于食品中鉛、鎘的測定。