食品检验湿法消解过程和机理探讨

1、食品检验湿法消解过程和机理探讨陈庆胜李敏（广州市萝岗区疾病预防控制中心，广东广州，510530） 近年来微波消解得到广泛研究，各种消解方法比较的文章也层出 不穷。笔者在长期样品前处理工作中，通过对湿法消解过程观察, 着重探讨湿法消解过程机理，为湿法消解操作提供经验参考。1湿法消解体系的选择1. 1湿法消解主要使用硝酸、高氯酸、硫酸、过氧化氢等，利 用其酸性及氧化性破坏样品结构。酸的物理化学性质如下：名称（分子式）浓度（）密度（g/cnP）沸点代）化学性质硫酸（H5CU98.31.84338脱水，强氧化性高氯酸（hcio4）28.41.76203强酸，强氧化性硝酸（HN0J68.31.50122

2、易分解放N02,强氧化剂过氧化氢（HQ）曲1.44150极不稳定分解同时放出 氧利热量,具有较强的氧 化能力，为强氧化剂C其氧化性排序应该为：高氯酸硝酸硫酸过氧化氢1. 2根据样品基体的不同选择合适的湿法消解体系。容易被氧 化消解的样品基体选择用单一硝酸即可，难消解的可选择硫酸- 硝酸体系，硫酸一高氯酸一硝酸体系等2消解过程描述以较难消解的食用油为例，选择硫酸一高氯酸一硝酸体系进行消 解，探讨湿法消解过程和作用机理，以达到快速、安全的消解要 求。取0. 5g食用油样品,加入硫酸2nd、高氯酸3ml、硝酸5ml, 先低温消解（电炉温度约200C）,待达到硝酸分解温度、冒棕色 烟且液面起大量泡沫，

3、轻摇三角瓶等反应平稳后，置于平板电炉 （400C）升温；待瓶内液面起大量细泡沫并有反应物中心，且出 现少量白烟时，开始摇动三角瓶并滴加硝酸，控制滴加速度以调 节三角瓶内反应速度，防止样品炭化，也不可滴加太快使温度降 低反应变慢。当三角瓶内液面出现均匀且较犬泡沫时，溶液变透 明，停止摇动三角瓶，置于400C升温至冒高氯酸烟（白色浓烟）， 此时瓶内液体有可能再岀现棕黄色，这是难消解的有机物被消解 的过程，继续消解至冒硫酸烟（沉于瓶内白烟），这时瓶内液体 已经澄清，所剩液体约2ml为硫酸，取下放冷定容。该消解过程 处理单个样品时间约20min,即使消解难以消解的食用油消耗硝 酸不到10mL（约67m

4、L）,高氯酸3mL,硫酸2mL。此消解过程屮 控制温度及反应速度需经过一定的实验操作经验积累，是做好湿 法消解的难点。3硫酸-高氯酸-硝酸体系消解过程反应机理探讨该体系消解反应分三个过程，第一步以硝酸为消解主体（室温到120C）；第二步以高氯酸为消解主体（约140200C）,并与硝 酸协同消解；第三步以硫酸为消解主体（约200290C）o下面 分步探讨硫酸一高氯酸-硝酸体系消解过程。第一步，硝酸为主体温度下的消解，从室温升到约120C,此过 程屮随着温度升高，硝酸的氧化性增强，达到硝酸分解温度时反 应加速进行，冒大量棕色烟，其中易消解的有机物先被消解，部 分粉末状样品和低碳有机物此阶段可能会产

5、生大量气泡，这时需 轻摇三角瓶控制反应温度和速度，以免样品溢出三角瓶。第二步，高氯酸为主体温度下（约150200C）与硝酸共同作用 的消解，随着硝酸的蒸发，溶液温度由以硝酸为主体的温度升高 到以高氯酸为主体的温度。这时浓热高氯酸体现出其强氧化性， 由于高温氧化过程，有机物易脱水炭化，所以要滴加硝酸以补充 氧化剂，并可以控制温度。此时氧化反应相当剧烈，控制滴加硝 酸，即使难以消解的食用油，用约12mL硝酸均可消解至溶液 透明，但此时溶液内的有机物并未消解完全。第三步，硫酸为主温度下的消解约200到290C。该阶段随着高 氯酸的消解消耗和挥发，温度升高到以硫酸为主体的温度，高温 下硫酸与高氯酸共同

6、作用将最后难消解有机物消解完全，并将高 氯酸赶净。4讨论用经典的湿法消解样品，在了解消解反应过程机理的基础上处理 样品，同样可以达到快速、安全的要求。难以消解的食用油仅需 硫酸2n）L,高氯酸3mL,硝酸不到10mL, 20个样品消解处理时间 约小时。相对微波消解等方法优点在于，可凭经验控制温度和反 应速度，可以对应不同基体样品同时消解，样品处理速度快，方 法设备普及，试剂消耗少，实际工作屮可以和其他方法互补使用。 但湿法消解工作强度度大，若通风条件不好长期操作会影响操作 员健康。样品基体不同，消解时酸的选择和加入顺序也不同，例如乳制品 选择硫酸-硝酸体系，应先加硝酸再加硫酸，否者被炭化包裹， 消解不易进行。香精等低碳有机机体只能先加硝酸消解。食用油 消解要先加硫酸，再加硝酸、高氯酸，否则先加硝酸易形成硝酸 甘油脂类，易爆燃；如先加高氯酸再加硝酸、硫酸不用加热即可 能引起爆燃，所以在湿法消解时要注意消解用酸的选择和加入顺 序。参考文献1 侯天平，王松君，曹林等.微波消解ICP-AES法检测动物毛 被屮微量