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食品中总砷和无机砷的检测方法

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于受水质污染或其他的原因,食品中常常含有砷元素。砷及所有含砷的化合物都是有毒的,它们可在人体内积累,是致癌、致畸物质。砷又分为无机砷和有机砷,两者引起人体中毒的程度不同,含量也不同。食品中总砷及无机砷的测定方法标准为《食品中总砷及无机砷的测定》。该标准规定的总砷测定方法有氢化物原子荧光光度法、银盐法、砷斑法、硼氢化物还原比色法等,无机砷的测定方法有氢化物原子荧光光度法和银盐法。

食品中总砷和无机砷的检测方法

由于受水质污染或其他的原因,食品中常常含有砷元素。砷及所有含砷的化合物都是有毒的,它们可在人体内积累,是致癌、致畸物质。砷又分为无机砷和有机砷,两者引起人体中毒的程度不同,含量也不同。但是一般测定元素砷,得到的是总砷量。食品中总砷及无机砷的测定方法标准为《食品中总砷及无机砷的测定》(GB/T5009.11—2003)。该标准规定的总砷测定方法有氢化物原子荧光光度法、银盐法、砷斑法、硼氢化物还原比色法等,无机砷的测定方法有氢化物原子荧光光度法和银盐法。这里主要介绍氢化物原子荧光光度法。

1.总砷的测定

(1)原理 食品试样经湿消解或干灰化后,加入硫脲使五价砷预还原为三价砷,再加入硼氢化钠或硼氢化钾使其还原生成砷化氢,由氩气载入石英原子化器中分解为原子态砷,在特制砷空心阴极灯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含量成正比,与标准系列比较定量。

(2)试剂

1)氢氧化钠溶液(2g/L)。

2)硼氢化钠(NaBH4)溶液(10g/L):称取硼氢化钠10.0g(也可称取14g硼氢化钾代替10g硼氢化钠),溶于1000mL 2g/L的氢氧化钠溶液中,混匀。此溶液于冰箱中可保存10天,取出后应当日使用。

3)硫脲溶液(50g/L)。

4)(1+9)硫酸溶液:量取硫酸100mL,小心倒入900mL水中,混匀。

5)氢氧化钠溶液(100g/L):供配制砷标准溶液用,少量即够。

6)砷标准溶液

①砷标准储备液(含砷0.1mg/mL):精确称取0.1320g于100℃干燥2h以上的三氧化二砷(As2O3),加100g/L氢氧化钠10mL溶解,用适量水转入1000mL容量瓶中,加(1+9)硫酸25mL,用水定容至刻度。

②砷标准使用液(含砷1μg/mL):吸取1.00mL砷标准储备液置于100mL容量瓶中,用水稀释至刻度。此溶液应当日配制使用。

7)湿消解试剂:硝酸、硫酸、高氯酸

8)干灰化试剂:六水硝酸镁(150g/L)、氯化镁、(1+1)盐酸

(3)仪器 原子荧光光度计

(4)分析步骤

1)试样的消解

①湿消解:称取固体试样1~2.5g或液体试样5~10g(或mL)(精确至小数点后第二位),置于50~100mL锥形瓶中,同时做两份试剂空白。加20~40mL硝酸和1.25mL硫酸,摇匀,放置过夜后置于电热板上加热消解。若消解液处理至10mL左右时仍有未分解物质或色泽变深,则取下放冷,补加5~10mL硝酸,再消解至10mL左右观察。如此反复两三次,注意避免炭化。若仍不能消解完全,则加入1~2mL高氯酸,继续加热至消解完全后,再持续蒸发至高氯酸的白烟散尽,硫酸的白烟开始冒出。冷却,加水25mL,再蒸发至冒硫酸白烟。冷却,用水将内容物转入25mL容量瓶或比色管中,加入2.5mL 50g/L的硫脲,补水至刻度并混匀,备测。

②干灰化:一般应用于固体试样。称取1~2.5g(精确至小数点后第二位)试样置于50~100mL坩埚中,同时做两份试剂空白。加150g/L硝酸镁10mL,混匀,低热蒸干,将1g氧化镁仔细覆盖在干渣上,于电炉上炭化至无黑烟,移入550℃高温炉中灰化4h。取出放冷,小心加入10mL(1+1)盐酸以中和氧化镁并溶解灰分,然后转入25mL容量瓶或比色管中,向容量瓶或比色管中加入2.5mL 50g/L的硫脲,另用(1+9)硫酸分数次涮洗坩埚后转出合并,直至25mL刻度,混匀备测。

2)标准系列溶液的制备:取25mL容量瓶或比色管6支,依次准确加入1μg/mL的砷标准使用液0.00mL、0.05mL、0.20mL、0.50mL、2.00mL、5.00mL,各加12.5mL(1+9)硫酸、2.5mL 50g/L的硫脲,补加水至刻度(各相当于砷的质量浓度为0ng/mL、2.0ng/mL、8.0ng/mL、20.0ng/mL、80.0ng/mL、200.0ng/mL),混匀备测。

3)测定

①仪器参考条件:光电倍增管电压为400V;砷空心阴极灯电流为35mA;原子化器温度为820~850℃,高度为7mm;氩气流速,载气为600mL/min;测量方式为荧光强度或浓度直读;读数方式为峰面积;读数延迟时间为1s;读数时间为15s;硼氢化钠溶液加入时间为5s;标准系列溶液或样液加入体积为2mL。

②浓度方式测量:若直接测荧光强度,则在开机并设定好仪器条件后,预热稳定约20min,按【B】键进入空白值测量状态,连续用标准系列溶液的“0”管进样,待读数稳定后,按空挡键记录下空白值(即让仪器自动扣底)即可开始测量。先依次测标准系列溶液(可不再测“0”管)。标准系列溶液测完后应仔细清洗进样器(或更换一支),并用“0”管测试,使读数基本回零后才能测试剂空白和试样。在测不同的试样前都应清洗进样器。记录(或打印)下测量数据。

③仪器自动方式测量:利用仪器提供的软件功能可进行直读测定。为此,在开机、设定条件和预热后,还需输入必要的参数,即试样量(g或mL)、稀释体积(mL)、进样体积(mL)、结果的单位、标准系列溶液各点的重复测量次数、标准系列溶液的点数(不计零点)及各点的浓度值。首先进入空白值测量状态,连续用标准系列溶液的“0”管进样,以获得稳定的空白值并执行自动扣底后,再依次测标准系列溶液(此时“0”管需再测一次)。在测样液前,需再进入空白值测量状态,先用标准系列溶液的“0”管测试,使读数复原并稳定后,再用两个试剂空白各进一次样,让仪器取其均值作为扣底的空白值,随后即可依次测试样。测定完毕后退回主菜单,选择“打印报告”即可将测定结果打出来。

(5)结果计算 如果采用荧光强度测量方式,则需先对标准系列溶液的测量结果进行回归运算(由于测量时“0”管强制为0,故应该输入零点值以占据一个点位),然后根据回归方程求出试剂空白液和试样被测液的砷含量,再按式(7-5-2)计算试样的砷含量。

式中 X——试样中砷的含量(mg/kg或mg/L);

c1——试样被测液的含量(ng/mL);(www.xing528.com)

c0——试剂空白液的含量(ng/mL);

25——进样体积(mL);

m——试样的质量或体积(g或mL)。

计算结果保留两位有效数字。湿消解法在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%;干灰化法在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的15%。湿消解法测定的回收率为90%~105%;干灰化法测定的回收率为85%~100%。

2.无机砷的测定

(1)原理 食品中的砷可能以不同的化学形式存在,包括无机砷和有机砷。在6mol/L盐酸水浴条件下,无机砷以氯化物形式被提取,实现无机砷和有机砷的分离。在2mol/L盐酸条件下测定总无机砷。

(2)试剂

1)(1+1)盐酸溶液:量取250mL盐酸,慢慢倒入250mL水中,混匀。

2)氢氧化钾溶液(2g/L):称取2g氢氧化钾溶于水中,稀释至1000mL。

3)硼氢化钾溶液(7g/L):称取3.5g硼氢化钾溶于500mL 2g/L的氢氧化钾溶液中。

4)碘化钾(100g/L)-硫脲混合溶液(50g/L):称取10g碘化钾和5g硫脲溶于水中,稀释至100mL,混匀。

5)三价砷(As3+)标准溶液:准确称取0.1320g三氧化二砷,加1mL 100g/L氢氧化钾和少量亚沸蒸馏水溶解,转入100mL容量瓶中定容。此标准溶液中三价砷(As3+)的含量为1mg/mL。使用时用水逐级稀释至标准使用液中三价砷(As3+)的质量浓度为1μg/mL。此溶液在冰箱中保存可使用7天。

(3)仪器 玻璃仪器(使用前经体积分数为15%的硝酸浸泡24h)、原子荧光光度计、恒温水浴锅

(4)分析步骤

1)试祥的处理

①固体试样:称取2.50g经粉碎并过80目筛的干样(称样量依据试样含量酌情增减)置于25mL具塞刻度试管中,加(1+1)盐酸溶液20mL,混匀,或称取5.00g鲜样(试样应先打成匀浆)置于25mL具塞刻度试管中,加5mL盐酸,并用(1+1)盐酸溶液稀释至刻度,混匀,置于60℃水浴锅中保温18h。保温期间多次振摇,使试样充分浸提。取出冷却,用脱脂棉过滤,取4mL滤液置于10mL容量瓶中,加1mL碘化钾-硫脲混合溶液和8滴正辛醇(消泡剂),加水定容,放置10min后测试样中的无机砷。若浑浊,则再次过滤后测定。同时做试剂空白试验。

注意:试样浸提冷却后,过滤前用(1+1)盐酸溶液定容至25mL。

②液体试样:取4mL试样置于10mL容量瓶中,加4mL(1+1)盐酸溶液、1mL碘化钾-硫脲混合溶液和8滴正辛醇,定容并混匀,测定试样中总无机砷。同时做试剂空白试验。

2)仪器参考操作条件:光电倍增管(PMT)负高压为340V;砷空心阴极灯电流为40mA;原子化器高度为9mm;载气流速为600mL/min;读数延迟时间为2s;读数时间为12s;读数方式为峰面积;标准系列溶液或试样加入体积为0.5mL。

3)标准系列溶液的配制:分别准确吸取1μg/mL的三价砷(As3+)标准使用液0mL、0.05mL、0.1mL、0.25mL、0.5mL、1.0mL置于10mL容量瓶中,分别加4mL(1+1)盐酸溶液、1mL碘化钾-硫脲混合溶液和8滴正辛醇,定容(各相当于三价砷的质量浓度为0ng/mL、5.0ng/mL、10.0ng/mL、25.0ng/mL、50.0ng/mL、100.0ng/mL)。

(5)结果计算 试样中无机砷的含量按式(7-5-3)进行计算。

式中 X——试样中无机砷的含量(mg/kg或mg/L);

c1——试样测定液中无机砷的含量(ng/mL);

c2——试剂空白的含量(ng/mL);

m——试样的质量或体积(g或mL);

F——固体试样F=10mL×25mL/4mL,液体试样F=10mL。

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