牛乳中钙等5种微量元素的测定

黑龙江东方学院黑龙江东方学院 本本 科科 生生 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）计） 牛乳中钙等 5 种微量元素的测定 姓 名 赵晓磊 学 号 专 业 食品科学与工程 班 级 2005B 指导教师 杨同舟 钱镭 学 部 食品与环境工程 答辩日期 2009 年 5 月 24 日 黑黑龙龙江江东东方方学学院院本本科科生生毕毕业业论论文文（设设计计）评评语语（一一） 姓名学号 专业 班级 总 成绩 毕业论文（设计）题目： 答辩成绩 答 辩 委 员 会 评 语 主任签字： 年 月 日 答辩委员会成员签字 学部 毕业 论文 （设 计） 领导 小组 意见 组长签字： 年 月 日 学部公章 黑黑龙龙江江东东方方学学院院本本科科生生毕毕业业论论文文（设设计计）评评语语（二二） 姓名学号专业班级 毕业论文（设计）题目： 指 导 教 师 评 语 指导教师成绩 指导教师签字： 年 月 日 黑黑龙龙江江东东方方学学院院本本科科生生毕毕业业论论文文（设设计计）评评语语（三三） 姓名学号专业班级 毕业论文（设计）题目： 评阅教师成绩 评 阅 教 师 评 语 评阅教师签字： 年 月 日 黑黑龙龙江江东东方方学学院院本本科科生生毕毕业业论论文文（设设计计）任任务务书书 姓名学号专业班级 毕业论文（设计）题目： 毕业论文（设计）的立题依据 主要内容及要求 进度安排 学生签字： 指导教师签字： 年 月 日 本表一式三份，学生本人、指导教师、学部各一份。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） i 牛乳中钙等 5 种微量元素的测定 摘 要 钙是构成人体骨骼和牙齿的主要成分，并能维持骨骼密度。微量元素在人体内的 含量虽少，但它在维持生理机能、预防疾病等方面具有非常重要的作用。人体内微量 元素来源主要是食物、水和空气。人体内各种无机元素的缺乏或过多，都会导致人体 生理机能的失调和紊乱，甚至导致各种疾病。牛奶及乳制品是微量元素含量比较丰富 的食品。本文采用火焰原子吸收光谱法对市售的各种纯牛奶、高钙奶、酸奶和含乳饮 料共计 22 种奶样品的钙、铁、锌、铜和锰元素的含量分别进行了检测及比较分析。 检测结果分析表明：火焰原子吸收光谱法能准确测定乳品中钙、铁、锌、铜、锰 的含量，该测定方法简单易行，方便快捷。乳及乳制品中含有多种无机营养元素，经 检测高钙奶的钙含量最高可达到普通纯牛奶的钙含量的 1.5 倍，可作为非常好的钙供 给来源。而市售含锌营养强化乳的含锌量也是各乳品中含锌量最高的，为人体提供一 定量的锌。 关键词：乳制品；钙；微量元素；火焰原子吸收光谱法 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） ii Calcium milk in the determination of five kinds of trace elements Abstract Calcium is the main component of human bones and teeth, which can maintain bone density. Although trace element content in the human body is less, but it plays an important role in the maintenance of physiological function, disease prevention, etc. The main sources of trace elements in the human body are food, water and air. The lack or excess of various inorganic elements in the human body will cause an imbalance and disorder in human physiology, and even lead to various diseases. Milk and dairy products are rich in inorganic elements. In this paper, the calcium, iron, zinc, copper and manganese content in a total of 22 samples of pure milk, high calcium milk, yogurt and milk drinks which are commercially available, respectively, were tested, compared and analyzed by using the flame Atomic Absorption Spectrometry. The analysis shows that the flame Atomic Absorption Spectrometry can accurately determine the content of calcium, iron, zinc, copper, manganese of the dairy products and the method is simple, convenient and quick. Milk and dairy products contain 1.5 times as much a variety of inorganic nutrients as the general pure milk .It can be a very good source of calcium supply. The zinc fortified milk dairies in the zinc market also contain the highest amount of zinc for the body to provide a certain amount of zinc. Keywords：Dairy products; calcium; trace elements; Flame Atomic Absorption Spectrometry 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） 目 录 摘要 Abstract 第 1 章 绪 论.1 1.1 乳及乳制品.1 1.1.1 乳的定义.1 1.1.2 乳的营养价值及分类.1 1.1.3 乳及乳制品的发展.2 1.2 液态奶定义及分类.2 1.2.1 液态奶的定义.2 1.2.2 液态奶分类.3 1.3 钙及微量元素概述.4 1.3.1 钙的功能和性质.4 1.3.2 其他微量元素.5 1.4 原子吸收光谱法原理及应用.7 1.4.1 原子吸收光谱法检测原理.7 1.4.2 原子吸收光谱法在食品检测中的应用.9 1.5 研究目的和意义.10 第 2 章 材料与方法 .11 2.1 实验材料.11 2.1.1 实验样品.11 2.1.2 实验试剂.12 2.2 仪器与设备.12 2.3 试验方法.13 2.3.1 试样测定.13 第 3 章 结果分析 .16 3.1 各种乳制品检测结果.16 3.1.1 绘制标准曲线：钙的标准曲线为例.16 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） 3.1.2 纯牛奶中钙及其他微量元素含量分析.16 3.1.3 高钙奶中钙及其他微量元素含量分析.17 3.1.4 酸牛奶中钙及其他微量元素含量.17 3.1.5 营养强化乳中钙及其他微量元素含量.18 3.1.6 乳饮料中钙及其他微量元素含量.18 3.2 结果讨论.19 3.2.1 各种液态乳中微量元素的比较分析.19 3.2.2 提出的发展建议.21 结 论 .23 参考文献.24 致 谢 .25 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 1 - 第 1 章 绪 论 1.1 乳及乳制品 1.1.1 乳的定义 乳：哺乳动物分娩后乳腺分泌的一种白色或微黄色的不透明液体。它含有幼畜生 长发育所需的全部营养成分，是哺乳动物出生后最适于消化吸收的全价食物1。 乳制品：以乳为主要原料经加热、干燥、冷冻、发酵等工艺，加工制成的固体或 液体食品2。 1.1.2 乳的营养价值及分类 1.1.2.1 乳的成分及营养价值 乳类的水分含量为 86%90%，因此它的营养素含量与其他食物比较相对较低。蛋 白质：乳中的蛋白质含量比较恒定，约在 3.0%左右，含氮物的 5%为非蛋白氮。传统 上将牛乳蛋白质划分为酪蛋白和乳清蛋白两类。酪蛋白约占牛乳蛋白质的 80%，乳清 蛋白约占总蛋白质的 20%。牛乳蛋白质为优质蛋白质，生物价为 85，容易被人体消化 吸收。脂类：牛乳含脂肪 2.8%4.0%。乳中磷脂含量约为 2050mg/100ml，胆固醇含 量约为 13mg/100ml。乳脂肪主要以脂肪球的形式存在，其直径在 110m 之间。脂肪 球表面有一层脂蛋白膜，可防止脂肪球发生凝聚，也阻碍了脂酶对乳脂肪的水解。这 层蛋白膜来自分泌细胞的细胞质和细胞质膜，主要成分为磷脂和糖蛋白。碳水化合物： 乳类碳水化合物含量为 3.4%7.4%，碳水化合物的主要形式为乳糖。乳糖可促进钙等 矿物质的吸收。矿物质：乳中的矿物质主要包括钠、钾、钙、镁、氯、磷、硫、铜、 铁等大部分与有机酸结合形成盐类，少部分与蛋白质结合或吸附在脂肪球膜上。特别 是钙含量丰富，质量好。并且乳中的钙具有较高的生物利用率，为膳食中最好的天然 钙来源。维生素：乳中含有几乎所有种类的维生素，包括维生素 A、维生素 D、维生 素 E、维生素 K、各种 B 族维生素和微量的维生素 C。只是这些维生素的含量差异较 大。总的来说，牛奶是 B 族维生素的良好来源，特别是维生素 B2。牛奶中还包括其他 成分如酶类、有机酸及其他生理活性物质。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 2 - 1.1.2.2 乳制品的分类： 液态乳类：主要包括有杀菌乳 GB5408.1；灭菌乳 GB5408.2；酸牛乳 GB2746、配 方乳等。 乳粉类：主要包括有全脂乳粉、脱脂乳粉、全脂加糖乳粉和调味乳粉 GB5410； 婴幼儿乳粉 GB10765、GB10766、GB10767；其他配方乳粉。 炼乳类：主要包括有全脂无糖炼乳（淡炼乳） ；全脂加糖炼乳 GB5417；调味炼乳； 配方炼乳等。 乳脂肪类：主要包括有稀奶油 GB5414；奶油 GB5415；无水奶油等。 干酪类：主要包括有原干酪；再制干酪等。 乳冰淇淋类：主要包括有乳冰淇淋；乳冰等。 其他乳制品类。主要包括有干酪素 GB5424；乳糖 GB5422；乳清粉浓缩乳清蛋白 等。 1.1.3 乳及乳制品的发展 中国乳业起步晚，起点低，但发展迅速。据统计 1979 前我国乳品生产量很小，从 1989 开始到 2003 年，牛乳的产量逐年增加，尤其是从 2000 年开始大幅度增加，到了 2003 年产量近 1750 万吨，比 1989 增加 4 倍左右3，中国乳制品产量和总产值在最近 10 年内增长了 10 倍以上，已逐渐吸引了世界的眼光，但同时，中国人均奶消费量与 发达国家相比，甚至与世界平均水平相比，差距都还十分悬殊。令人鼓舞的是，近两 年政府出台了一系列有利于乳业持续快速发展的政策，中国乳业正面临增长方式的转 变，以市场化、法制化、规范化的不破坏资源生态的生产方式，从源头抓起，从整个 乳业产业连抓起，以现代的营销观念，迎接新一轮高品质发展周期的到来。 随着中国乳业的迅速发展，产品结构发生很大的变化，已成为技术装备先进、产 品品种较为齐全、初具规模的现代化食品制造业，随着中国人民生活水平的逐渐提高， 乳制品消费市场会不断扩大并趋于成熟，中国将成为世界上乳制品消费最大潜在市场。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 3 - 1.2 液态奶定义及分类 1.2.1 液态奶的定义 液态奶：是由健康奶牛所产的鲜乳汁，经有效的加热杀菌处理后，分装出售的饮 用牛乳。 1.2.2 液态奶分类 1.2.2.1 按成品组成成分可分为： 全脂牛乳：含乳脂肪在 3%以上。 强化牛乳：添加多种维生素、矿物质等的牛乳，如添加维生素 A、B1、B2、B6、 钙等以供特殊需要。 低脂牛乳：含乳脂肪在 1.0%2.0%的牛乳。 脱脂牛乳：含乳脂肪在 0.5%以下的牛乳。 花色牛乳：在牛乳中加入咖啡、可可、果汁等而组成的牛乳。 1.2.2.2 按杀菌方式不同可分为： 花色低温长时间杀菌牛乳：也称保持式杀法消毒牛乳。牛乳在 6265下保持 30 分钟，再经冷却、包装后的产品。 高温短时间杀菌牛乳：也称巴氏高温杀菌牛乳。牛乳在 7275下，保持 1516 分钟：或在 8085下保持 1015 分钟加热杀菌。 超高温灭菌乳：将牛乳加热至 130150，保持 0.54 秒杀菌或灭菌。 UHT 蒸汽直接喷射超高温灭菌牛乳：条件大致与超高温灭菌乳相同，牛乳与高温 蒸汽直接接触，在喷射过程中瞬间即达到灭菌的效果，经无菌包装后即为灭菌乳。 瓶装（罐装）灭菌牛乳：牛乳经瓶装（罐）密封后，于密闭容器中加压灭菌。 1.2.2.3 按营养成分或特性分为： 纯牛乳：以生鲜牛乳为原料不添加任何其他食品原料，产品保持了牛乳所固有的 营养成分。 再制乳：以乳粉奶油等为原料，加水还原而制成的与鲜奶组成、特性相似的乳产 品。 调味乳：以生鲜牛乳主要原料，同时添加其他的食物成分如巧克力、咖啡、谷物 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 4 - 成分等制成的产品，产品的风味与纯牛乳有较大不同，这类产品一般含有 80%以上的 牛乳。 营养强化乳：在生鲜牛乳的基础上，添加其他的营养成分如维生素、矿物质、 DHA 等对人体健康有益的营养物质而制成的液态乳制品。 含乳饮料：在牛乳中添加水和其他调味成分而制成的含乳量 30%80%的产品4。 我国含乳饮料产品分为两类，一类是配制型含乳饮料，即以鲜乳或乳制品为原料，加 水、糖浆、酸味剂等调制而成。这一类含乳饮料产品主要有两种，一种称为乳饮料， 蛋白质含量不低于 1.0；另一种称为乳酸饮料，蛋白质含量不低于 0.7。另一类是 发酵型含乳饮料，即以鲜乳或乳制品为原料，经乳酸菌培养发酵制得乳液，再加入水、 糖液等调制而成。这一类含乳饮料产品也主要有两种，一种称为乳酸菌乳饮料，蛋白 质含量不低于 1.0；另一种称为乳酸菌饮料，蛋白质含量不低于 0.7。 1.3 钙及微量元素概述 1.3.1 钙的功能和性质 1.3.1.1 钙的性质和生理功能 钙有两个大方面的作用：第一是构成人体骨架的重要成分；第二它还有其他重要 生理功能。体内钙的存在就分这两个方面而分布。这两个方面保持着动态平衡的关系。 钙为人体含量较多的元素之一，钙在人体的总量在1000g1200g之间，约为体重的 1.5%2.%，其中99%的钙存在于骨骼、牙齿等硬组织中（990g1190g）主要以羟基磷 酸钙形式与胶原等形成骨骼。骨骼不仅是人体的重要支柱，而且还是具有生理活性的 组织，在人的代谢和维持人体内环境的稳定方面有一定作用。在骨骼中，钙的沉积和 溶解一直不断进行着，成人每日约有700mg的钙在骨骼中进出，随着年龄的增加钙的 沉积则逐渐缓慢，到了老年，骨骼中钙的溶解多于沉积，使骨质缓慢减少。幼儿的骨 骼差不多梅12年更新一次，到了老年更新一次需要1012年。男性在18岁以后，男性 更早一些，骨的长度开始稳定，但密度仍不断增加，奶岁以后，开始有骨质疏松的现 象出现，其速度则因人而异，但女性一般快于男性，体力活动有减慢这种速度的作用。 骨骼以外的钙虽然仅占1%，但它在体内起着重要的作用，主要存在于细胞外液和 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 5 - 软组织，是细胞膜的主要成分。 它的生理功能具体还包括： 维持肌肉和神经的活动 钙是调节细胞功能的信使，它传递信息或神经冲动，调节 神经与肌肉的兴奋性（兴奋、抑制过程） ，保证心脏正常搏动。 调节与促进酶活性 许多细胞代谢酶的活性，都需要钙离子来激活。酶是生物催化 剂，体内的生化代谢活动，所需要的酶必需具有活性，才能发挥催化作用，酶需要激 活才具有活性，而许多细胞代谢酶都需要钙离子来激活，然后酶才能发挥各自的催化 作用。 维持血液的酸碱平衡，血液正常情况下PH7.27.4间血液必须为弱碱，要由钙离子 等维持不变。 钙还维持细胞膜的完整性和通透性。 钙还参与凝血过程，它能促进血液凝固。 1.3.1.2 乳制品中钙的吸收 乳制品中的乳糖可提高改的吸收，这并不是乳糖自身的作用，而是肠道区域微生 物代谢，乳糖产生乳酸的缘故，因此乳制品亦可提高钙的吸收率。 由于肠道区域的PH降低，提高了钙盐的溶解性，并使钙的吸收率提高；乳与钙可 形成复合钙并提高钙的溶解性；乳糖及其他代谢产生的酸可促进胃肠蠕动，促进钙的 运输。 因此乳糖赋予了钙的最佳吸收条件并提高钙的吸收5。 1.3.2 其他微量元素 1.3.2.1 铁及其生理功能 铁是人体必需微量元素之一，在体内有重要的生理功能，铁的必需性早在古代就 被人所共知。正常人体随年龄、性别、营养状况和健康状况等的不同，体内含铁量有 很大的差异，总量约有35g，是体内含量最多的微量元素。其中70%以血红蛋白、肌 红蛋白、血红素酶类（如细胞色素氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等） 、辅助因子及 运输铁中，称之为功能性铁，其余的30%的铁作为体内贮存铁，主要以铁蛋白和含铁 血黄素形式存在于肝、脾和骨髓中。铁在人体的分布以肝、脾含量最高，其次为肾、 心骨骼肌和脑。和其他微量元素相比，它对人的生命和健康具有更直接更敏感的影响。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 6 - 铁在地球上广泛的存在，缺铁性贫血是世界上死亡率最高的疾病之一，缺铁除导致贫 血外，还使运动能力低下、体温调节不全、智能障碍、免疫力下降等。因此，它对高 级形式的生命是必需的，也是人体重要的营养素之一。铁参与血红蛋白、肌红蛋白、 细胞色素及许多酶的合成，在氧的运输及呼吸链电子传递、氧化还原等许多代谢中 起重要作用，铁与机体能量代谢密切相关，也与机体防御反应有关。缺铁会降低依赖 铁酶的活性，降低血红蛋白等，甚至导致缺铁性贫血。 1.3.2.2 锌及其生理功能 锌是细胞内最为丰富的微量元素，已有充足的证据证明锌是微生物、植物、动物 所必需。成人体内含锌量为22.5g，锌可分布在人体所有的组织器官，以肝、肾、肌 肉、视网膜、前列腺内的含量为高。血液中75%85%的锌分布在血红细胞中，3%5% 在在细胞中，其余在血浆中。锌缺乏将引起这些种属的生长发育不良和功能系统紊乱。 锌的生理功能一般分为三个部分：催化、机构和调节功能。近年来研究证明，这些功 能是相互支持和交叉的，而且新的证据不断出现支持每一个功能。 催化功能：人在严重缺锌情况下，容易导致和加重酒精性肝病。这主要是因为锌 金属硫蛋白乙醇脱氢酶的作用减低有关。 结构功能：人体内成千上万种酶中，有相当一部分酶的合成与起作用需要有锌的 参与，如果严重缺乏锌元素，则会阻碍这些酶的作用，从而导致身体相关功能运转出 现问题，引起各种疾病，如缺锌时，红细胞膜容易破裂导致溶血等。 调节功能：锌对激素的调节和影响有重要生物意义。1934年，Scott首先发现结晶 胰岛素中含有相当数量的锌，并证实锌在胰岛素释放中起调节作用。锌参与前列腺素 的主动分泌过程，同时在生理条件下前列腺素合成的抑制剂也依赖锌的调节功能。随 着近年来锌的生物化学和分子生物学研究的发展表明，严重的锌缺乏，将引起生长迟 缓、免疫功能缺损、腹泻、智力低下生育能力受损等严重疾病。 1.3.2.3 铜及其生理功能 铜是动物必需微量元素之一，它是氧化剂又是抗氧化剂。人体含铜量约 100150mg，其中50%70%在肌肉和骨骼，20%在肝脏，5%10%在血液。以肝、肾、 心、头发和脑中最高，脾、肺、肌肉、骨次之，腺体如脑垂体、甲状腺和胸腺含量最 低。铜在机体内的生化功能主要是催化作用，许多含铜金属酶作为氧化酶，参与体内 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 7 - 氧化还原过程，尤其是将氧分子还原为水，许多含铜金属酶已在人体中被证实，有着 重要的铜生理功能。 构成含铜酶与铜结合蛋白的成分；维持正常造血功能，铜参与铁的代谢和红细胞 生成；促进结缔组织形成；维护中枢神经系统的健康，铜在中枢神经系统中的一些遗 传性和偶发性神经紊乱的发病中有着重要作用；促进正常黑色素形成及维护毛发正常 结构；保护机体细胞免受超氧阴离子的损伤；铜对脂质和糖代谢有一定影响，缺铜动 物可使血中胆固醇水平升高，但过量铜又能引起脂质代谢紊乱，铜对血糖的调节也有 重要作用，缺铜后葡萄糖耐量降低，对某些用常规疗法无效的糖尿病患者，给以小剂 量铜离子治疗，常可使病情明显改善，血糖降低；铜对免疫功能、激素分泌等也有影 响，缺铜虽对免疫功能指标有影响，但补充铜并不能使之逆转。 1.3.2.4 锰及其生理功能 人体内锰的总量约为200400mol，肝、胰、骨骼中的锰含量较高，约 2050nmol/g，血清中锰含量为20 nmol/L，视网膜等色素性结构中锰浓度也较高，骨 骼中虽含量不高，蛋因组织量大，其锰含量占体内总锰量的25%。 锰的生理功能还包括以下几个方面： 酶的组成成分或激活剂：锰是精氨酸酶、丙酮酸羧化酶及锰-超氧化物歧化酶的组 成成分，也是羧化酶、脱羧酶、激酶、转化酶等多种酶的激活剂，参与脂类、碳水化 合物的代谢，且为蛋白质、DNA、RNA合成所必需。 维持骨骼的正常发育：结缔组织基质粘多糖的合成需要锰的参与，锰缺乏可使聚 合酶和糖苷转移酶活性降低，影响粘多糖合成，导致生长停滞、骨骼畸形。 促进糖和脂肪代谢及抗氧化功能：在锰缺乏动物实验中，可发现其胰脏发育不良， 葡萄耐量反应异常；血液中高密度脂蛋白减少，肝脏脂肪增加；锰-超氧化物歧化酶活 力下降，肝微粒体中脂质过氧化物增高及细胞膜脂质过氧化增强。 锰的生理功能还有保护细胞中线粒体完整；保持正常的脑功能；可改善肌体的造 血功能；此外，锰与生殖功能有关，缺锰可使生殖功能紊乱，精子减少，性欲减退。 锰缺乏可引起神经障碍，发生抽搐、共济失调等症状6。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 8 - 1.4 原子吸收光谱法原理及应用 1.4.1 原子吸收光谱法检测原理 1.4.1.1 氢化物发生-原子荧光光谱 氢化物发生-原子荧光光谱分析是利用某些化学反应，将样品溶液中的待分析元素 还原为挥发性共价氢化物，然后借助载气流将其导入原子化系统，待测原子的氩氢焰 蒸汽受到具有特征波长的光源照射后，其中一些自由原子被激发跃迁到较高能级，然 后去活化回到较低能级（基态） ，而发射出特征光谱，即荧光信号，被日盲光电倍增管 接受，经放大，由数据系统得出待测元素定量。 1.4.1.2 原子吸收光谱法 原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectroscopy)又称为原子吸收分光光度法，通 常简称原子吸收法（AAS）其基本原理为：从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波 长的入射光，在原子化器中待测元素的基态原子蒸汽对其产生吸收，未被吸收的部分 透射过去。通过测定吸收特定波长的广度大小，来求出待测元素的含量。该法具有灵 敏度高、精确度高、选择性好、干扰少、速度快，易于实现自动化；可测元素多、范 围广；结构简单、成本低等特点，也正因为如此，该法的发展也相当迅速。它能测定 数十种金属元素，在微量元素的分析工作中发挥了很大作用。 图 1-1 原子吸收分光光度计原理示意图 原子吸收光谱法可分为火焰原子化和无火焰原子化两类。火焰原子法操作简单， 快速稳定性好，精密度高。火焰原子法是利用火焰固有的温度，气氛等特性，使待测 元素原子化。无火焰原子化法是利用石墨管产生的高温使样品熔融产生待测元素的基 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 9 - 态原子。 火焰原子化法：是利用化学火焰固有的温度、气氛等特性，使待测元素原子化。 该法所用的原子化装置为火焰原子化器。其优点是操作简便、快速、稳定性好和精密 度高，是目前应用较广的原子化法缺点使原子化效率低，灵敏度比无焰原子化法低， 需试样量较多（不能小于0.51.0ml） ，原子化过程中常伴有化学反应，干扰待测元素 的原子化。 无火焰原子化法：是利用电热、阴极溅射、等离子体、激光或冷原子发生器等方 法使待测元素转变成基态原子。他的特点是原子化效率高，可达90%以上。试样用量 少，液体为几微升至几十微升；可直接分析悬浊液、粘稠液体和一些固体试样；灵敏 度比火焰原子化法高12个数量级；缺点是：集体效应大，重现性比火焰原子化法差。 1.4.2 原子吸收光谱法在食品检测中的应用 早在几十年前美国就将原子吸收光谱应用在食品检测中，1967年G. K. Murthy成功 的用原子吸收光谱法测定牛奶中的主要阳离子，并与EDTA滴定方法结果进行比较， 分析结果令人满意7。1972年R. K. Roschnik用原子吸收光谱法测定黄油中的铜含量， 测定方法简单8。1994年S. L. Jeng等测定原料奶镉、铅含量，也表明石墨炉原子吸收 法是一个简单的可减少样品受污染的方法9。在中国这种简便快捷的测定方法也被广 泛的应用于食品检测中。2004年薛国庆等用火焰原子吸收光谱法测定了锁阳中的金属 元素钠、钾、镁、钙、铜、锌、铁、钴、镍、锰、铅、铬、镉、金、银含量，结果表 明钠、钾、镁、钙、铜、锰、铅、镍、银含量分别为 13572.0、14260.0、358.3、168.3、238.5、19.4、5.9、3.4、2.6、1.3、0.4g/g,钴、铬、 镉、金未检出10。2004年刘立行等用非完全消化法-火焰原子吸收光谱法，成功地测定 了芦荟中的微量元素锰、锌，方法简便、准确11。2006年陶明等用火焰原子吸收光谱 法测定苦荞麦制品中的铁、锌、铜、锰的含量，方法快速回收率高 12。2007年孙春香 等用微波消解-火焰原子吸收光谱法测定黄花菜、薇菜和核桃仁中的铜、锌、铁、锰的 含量13。2008年魏刚才等用火焰原子吸收光谱测定花椒及椒皮、椒籽中铜、锌、铁、 锰的含量结果表明花椒及椒皮、椒籽中均含有微量元素，花椒中铁、锰含量丰富，椒 籽中铜、铁、锌含量高于椒皮14。2008年包莫日根高娃等采用微波消解-火焰原子吸收 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 10 - 分光光度法对炒米中的6种微量元素铁、铜、锌、钙、镁和锰的含量进行测定并与大米、 小米、玉米等中的含量做了比较，测定结果表明，炒米中含有丰富的微量元素，其铁、 锌和钙的含量均高于大米、小米和玉米，可见炒米是一种很好的进补微量元素的食品 15。2008年温桂清等用火焰原子吸收光谱法测定广西甜茶根、茎和叶中的钙、钾、钠、 镁、铜、铁、锌和锰的含量，结果表明广西甜茶含有丰富的微量元素16。2009年黄红 英等采用火焰原子吸收法测定黄花夹竹桃中的微量金属元素，采用火焰原子吸收光谱 法测定黄花夹竹桃中铁、钴、镍、铜、锌、锰、钠、钾、镁、铅和铬的含量，并加标 回收法检验了测定方法的可靠性，结果表明黄花夹竹桃中微量金属元素的回收率在 97.53%103.78之间；测定的黄花夹竹桃中微量金属元素的含量依次为钠、钾、镁、锌、 铁、镍、锰、铜、钴、铅和铬，其中，黄花夹竹桃中人体必需的微量金属元素钠、钾、 镁、锌、铁含量较高，而重金属元素铅和铬的含量较低17。由此可见原子吸收光谱法 被广泛的应用在食品检测中。 1.5 研究目的和意义 随着人们对健康的重视，消费者对乳品的需求量越来越大，而目前市场上各类乳 品琳琅满目，种类繁多，本文利用火焰原子吸收光谱法对纯牛奶、高钙奶、酸牛奶、 营养强化奶及乳饮料的钙、铁、锌、铜、锰各微量元素含量进行测定，比较不同液态 奶中各种微量元素含量的差异，希望为有关检测部门及消费者提供参考。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 11 - 第 2 章 材料与方法 2.1 试验材料 2.1.1 试验样品 表 2-1 原材料 品种编号规格（ml）来源 纯牛奶1220市售 2220市售 3220市售 4220市售 5220市售 高钙奶6250市售 7250市售 8250市售 9250市售 酸牛奶10100市售 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 12 - 11100市售 12100市售 13100市售 14100市售 15100市售 营养强化乳16220市售 乳饮料17250市售 18250市售 19250市售 20250市售 21250市售 22250市售 2.1.2 试验试剂 盐酸 （分析纯） 广州顶鑫化工有限公司 硝酸 （分析纯） 广州顶鑫化工有限公司 高氯酸 （分析纯） 广州顶鑫化工有限公司 混合酸消化液 硝酸：高氯酸=4：1 由哈尔滨医科大学公共卫生学院提 供 0.5mol/L 硝酸溶液 由哈尔滨医科大学公共卫生学院提供 20g/L 氧化镧溶液 由哈尔滨医科大学公共卫生学院提 供 钙标准储备溶液 由哈尔滨医科大学公共卫生学院提供 铁标准储备溶液 由哈尔滨医科大学公共卫生学院提供 锌标准储备溶液 由哈尔滨医科大学公共卫生学院提供 铜标准储备溶液 由哈尔滨医科大学公共卫生学院提供 锰标准储备溶液 由哈尔滨医科大学公共卫生学院提供 钙标准使用液：钙标准使用液配制见表 2-1。钙标准使用液配置后贮存于聚乙烯 烯瓶内，4保存。 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 13 - 铁、锌、铜、猛、镉标准使用液：铁、锌、铜、猛、镉标准使用液配制见表 2- 2。 表 2-2 钙、铁、锌、铜、锰、镉标准使用液配制 2.2 仪器与设备 原子分光光度计 AA7001型 北京东西分析仪器有限公司 控温消煮炉 KXL1010型 上海一恒科技有限公司 烧杯 容量瓶 比色管 移液管 量筒 三角瓶 玻璃棒 表面皿等 以上玻璃器皿均由哈尔滨医科大学公共卫生学院提供所有玻璃仪器均以 0.5mol/L 硫酸溶液浸泡数小时再用洗衣粉充分洗刷，后用水反复冲洗，最后用去离子谁冲洗烘 干，方可使用。 2.3 试验方法 2.3.1 试样测定 2.3.1.1 配制标准溶液 将钙及微量元素标准使用液分别配制不同浓度系列的标准稀释液，见表2-3，测定 操作参数见表2-4。 表 2-3 不同浓度系列标准稀释液的配制方法 使用液浓度吸取使用液稀释体积标准系列浓稀释溶液 元素 标准储备 溶液浓度 /（g/ml ） 吸取储备 标准溶液 量/ml 稀释体积 （容量瓶） /ml 标准使用 液浓度 /（g/ml ） 稀释溶液 钙100011001020g/l 氧化 镧溶液 铁10000.11001去离子水 锌10000.11001去离子水 铜10000.11001去离子水 锰10000.11001去离子水 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 14 - 元素/（g/ml）量/ml度 /（g/ml） 22 44 66 88 钙10 10 10 10 20g/l氧化镧 溶液 20.2 40.4 60.6 80.8 微量元素1 10 10 1.0 去离子水 表 2-4 测定操作参数 元素 波长 （nm） 狭缝 （nm） 灯电流 (mA) 高压 （V） 乙炔流量 （L/min） Ca422.670.43.02662.5 Fe248.330.45.04471.5 Zn213.860.43.02281.5 Cu324.750.42.01971.5 Mn279.480.44.02491.5 2.3.1.2 样品前处理 所采集的大部分样品是不能直接用来测定的，必须经过无机化处理，使被测组分 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 15 - 从复杂的样品中分离出来。 检测微量元素常用的样品前处理方法有干灰化法，湿消化法，密封加压消化法， 微波溶样法。其中应用较多的是干灰化法和湿消化法。 干灰化法又分为高温灰化和低温灰化。高温灰化是利用高温破坏样品中的有机物， 使之分解成气体逸出。一般先将样品在电炉上低温炭化，然后转移至高温马弗炉上进 一步灰化，直到剩余无机残渣，取出后用酸或水溶解。低温灰化则是利用高频等离子 体，在低温下破坏样品。它克制了高温灰化对As、Se的破坏作用，但仪器价格较高。 本次试验利用的是湿消化法，在加热的条件下，利用具有氧化性的强酸来分解样 品。常用的消化剂有硝酸，硫酸，高氯酸。该方法的优点是消化速度较快。消化温度 比干法低，消化效果好，待测成分挥发损失较少。缺点是由于消化过程中加入大量的 强酸消化液，所以空白值较高。在消化过程中产生的大量酸雾，具有强腐蚀性，对人 体有害，需要良好的通风设备。 2.3.1.3 样品消化 分别精确称取均匀液样5mL于250mL高型烧杯编号1，2，322，加混合酸消化 液20mL上盖表面皿，溶液呈淡黄色悬浊液，置于电热板加热消化，溶液颜色加深为橙 黄色澄清并冒大量黄烟，至沸腾，颜色逐渐变浅至无色透明，如未消化好而酸液过少 时，再补加5毫升混合酸消化液，继续加热消化，直至无色透明为止，加几毫升水加热 以除去多余的硝酸，分别加水3次，待烧杯液体接近2mL3mL时，取下冷却。转移于 10mL刻度试管中并定容至刻度。用于微量元素的测定。分别取0.1mL并加入 0.5mL20g/L氧化镧溶液，依次定容于10mL刻度试管中，用于元素钙的测定。 取与消化试样相同量的混合酸消化液，按上述操作做试剂空白实验测定。 将消化好的试样液、试剂空白液和钙元素（及其他元素）的标准浓度系列分别导 入火焰进行测定18。 2.3.1.4 结果计算 1000 1000)( 01 m fVcc X 式中 试样中元素的含量，单位为毫克每千克（mg/Kg） ； X 测定用试样液中元素的浓度，单位为微克每毫升（g/ml） ； 1 c 试剂空白液中元素的浓度，单位为微克每毫升（g/ml） ； 0 c 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计） - 16 - 试样定容体积，单位为毫升（ml） ； V 稀释倍数； f 试样质量，单位为克（g） 。 m 计算结果表示到小数点后两位。 1000 1000)( 1 01 v fVcc X 式中 试样中元素的含量，单位为毫克每升（mg/L） ； X 测定用试样液中元素的浓度，单位为微克每毫升（g/ml） ； 1 c 试剂空白液中元素的浓度，单位为微克每毫升（g/ml） ； 0 c 试样定容体积，单位为毫升（ml） ； V 稀释倍数； f 试样体积，单位毫升（ml） 。 1 v 计算结果表示到小数点后两位。 黑龙江东方学院本科生毕业论