限量元素的测定

限量元素的测定第一节概述食物中各种元素对人体来说，分为：必需元素非必需元素有毒元素营养的角度存在的化学形式有机元素矿物质（无机盐）元素常量元素微量元素人体对其需要量第2页,共145页，2024年2月25日，星期天第一节概述一．常量元素：每日膳食需要量在100mg以上的，如钙、磷、镁、钾、钠、氯、硫……二．微量元素：在代谢上同样重要，但含量相对较少，是人体必需的，缺乏或过多摄入这类元素都会对人体健康造成危害的元素。（1）人体必需微量元素，共有8种：碘、锌、硒、铁、铜、钼、铬、钴。（2）可能必需的元素共有5种：锰、硅、硼、钒、镍。（3）具有潜在毒性，但低剂量时可能是人体必需的元素7种：氟、铅、镉、汞、砷、铝和锡。第3页,共145页，2024年2月25日，星期天第一节概述微量元素的特点：（1）在机体组织中的作用浓度很低，往往以mg/kg或μg/kg的含量来描述。（2）有限量标准，如人体对硒的每日安全摄入量为50～200μg。（3）功能受化学形式影响：如Cr6+有害，而Cr3+有益。（4）不能盲目补，要适量、适宜。有益量与有害量相差很小。第4页,共145页，2024年2月25日，星期天第一节概述有毒元素：目前未发现对人体有生理功能、且人体耐受力极小、进入体内量稍大就中毒的元素。如Hg、Cd、Pb、As、Sn、Cr等，这些元素在体内不易排出，有积蓄性，半衰期都很长。

例：①甲基汞：在体内半衰期为70天②铅：在体内半衰期为1460天。在骨骼中为10年

③镉在体内半衰期为16—31年。

第5页,共145页，2024年2月25日，星期天微量元素与有毒元素合称限量元素。

在人体代谢过程中起着重要作用，但需求量极低，缺乏或过多摄入这类元素都会对人体健康造成危害，在食品中存在量也较低的微量元素和有毒元素的合称。第一节概述什么是限量元素？第6页,共145页，2024年2月25日，星期天限量元素进入农产品的途径：（一）环境污染工业“三废”植物人体动物食物链第一节概述第7页,共145页，2024年2月25日，星期天（二）农用化学物质的使用农药、化肥等（三）自然环境中的高本底值和元素富集中心的扩散土壤中元素的自然含量与成土母岩密切相关，有些地区自然地质条件比较特殊，成土母质中某些有害元素的含量高，则土壤中该元素的本底值也高。（四）农产品加工过程中的污染农产品加工过程中使用金属机械、管道、容器以及加入的食品添加剂等可能造成不同程度的污染。第8页,共145页，2024年2月25日，星期天限量元素检测方法原子吸收分光光度计法（火焰、石墨炉）选择性好、灵敏度高、简便、快速、可同时测定多种元素。比色法（溶剂萃取）

设备简单、价廉、灵敏度可满足要求。荧光光度法极谱法离子选择电极法第9页,共145页，2024年2月25日，星期天原子吸收分光光度计原子吸收光谱分析仪器包括四大部分：光源原子化系统分光系统检测系统第10页,共145页，2024年2月25日，星期天1）光源光源的作用是发射待测元素的特征谱线（一般是共振线，基态到第一激发态）。半宽小、高强度、低背景的光源是取得良好分析效果的基础。目前最常用的光源是空心阴极灯：空心阴极灯的阴极由高纯待测金属制成，当在外加电源作用下惰性气体被电离，其中阳离子飞向阴极，阴极的原子受激产生出窄而强的该元素特征谱线，由灯头前面的石英窗射出。原子吸收分光光度计空心阴极灯结构图

1－阳极，2－石英窗，3－气体（Ar或Ne），4－空心阴极，5－玻璃封套

第11页,共145页，2024年2月25日，星期天第12页,共145页，2024年2月25日，星期天（2）原子化器原子化器的作用是将样品中的元素转化为自由态原子蒸气，并处于基态。火焰原子化器包括雾化器、雾化室和燃烧器三个部分。样品溶液经雾化器喷成细雾状，进入雾化室经撞击球的作用后形成稳定的小雾滴，借助于助燃气可使溶液样品形成气溶胶，然后气溶胶与燃气混合，点火引起燃烧，最终获得一个稳定火焰吸收层。常用的火焰有空气－乙炔和氧化亚氮（N2O）－乙炔火焰。燃烧器通常为一条5～10cm的缝槽状。原子吸收分光光度计第13页,共145页，2024年2月25日，星期天（2）原子化器火焰式——仪器内有燃烧的火焰，提供一定能量让含有限量元素的溶液雾化后，经过火焰获得能量，热离解为原子状态就可吸收特定波长的光，由基态→激发态。无火焰原子化法（石墨炉法）：让样品溶液在石墨管小空间内完成干燥、灰化、原子化三步，仪器提供高温，原子再去吸收特定波长光。灵敏度比火焰原子化法高。冷原子化法：让溶液进行化学反应，使元素为原子态，再喷入原子吸收分光光度计测定。原子吸收分光光度计第14页,共145页，2024年2月25日，星期天第15页,共145页，2024年2月25日，星期天原子吸收分光光度计（3）分光系统分光系统包括单色器和外光路两部分，其核心部件为单色器，包括入射狭缝、准直光镜色散元件、成像物镜和出口狭缝等。国内外仪器普遍采用光栅作为色散元件。仪器的光路系统有单光束和双光束两种类型，后者可以消除由于光源不稳定引起的漂移，并可降低信噪比。第16页,共145页，2024年2月25日，星期天第17页,共145页，2024年2月25日，星期天原子吸收分光光度计（4）检测器检测系统包括检测器、放大器和读数显示器等。光电倍增管使用最普遍。光二极管（约有60多个光二极管）是一种新型的固体检测器。第18页,共145页，2024年2月25日，星期天第19页,共145页，2024年2月25日，星期天第20页,共145页，2024年2月25日，星期天岛津原子吸收分光光度计AA-6300C第21页,共145页，2024年2月25日，星期天二、元素的提取与分离限量元素一般都存在于食品中，要测定必须进行提取和分析，主要方法有：1.用灰化法和湿化法先将有机物质破坏掉，释放出被测元素，以不丢失要测的成分为原则。2.待测元素浓度很低，另外还有其它元素的干扰，所以要浓缩和除去干扰。第22页,共145页，2024年2月25日，星期天二、元素的提取与分离浓缩与分离？处理方法与测定方法有关。例：比色法测定：用合适的金属螯合剂在一定条件下与被测金属离子生成金属螯合物，然后用有机溶剂进行液液萃取，使金属螯合物进入有机相从而达到分离与浓缩。原子吸收分光光度法：测痕量元素则用离子交换法分离、提纯金属离子或除去干扰离子。第23页,共145页，2024年2月25日，星期天螯合萃取①金属离子+螯合剂=金属螯合物（金属螯合物溶于有机溶剂，如果有色可进行比色测定）——有机相②水+其它组成——水相

优点：较高的灵敏度，选择性，分离效果好，设备简单，操作快速。缺点：工作量较大，耗用试剂，溶剂较高，有的易挥发，易燃，有毒等。二、元素的提取与分离第24页,共145页，2024年2月25日，星期天螯合萃取常用的螯合剂：双硫腙（HDZ）二乙基二硫代甲酸钠（NaDDTC）丁二酮肟铜铁试剂CuP（N—亚硝基苯胲铵）二、元素的提取与分离双硫腙比色法第25页,共145页，2024年2月25日，星期天干扰离子的消除

一种螯合剂往往同时和几种金属离子形成螯合物，控制条件可有选择地只萃取一种离子或连续萃取几种离子，使之相互分离。方法：

⑴控制酸度：控制溶液的pH值⑵使用掩蔽剂：

KCN可掩蔽Zn2+、Cu2+

柠檬酸铵可掩蔽Ca2+、Mg2+、AL3+、Fe3+

EDTA可以掩蔽除Hg2+、Au2+以外许多金属离子二、元素的提取与分离第26页,共145页，2024年2月25日，星期天第二节农产品中铅的测定1．铅在自然界中存在形态及其分布自然界中通常以＋2价状态存在。在自然界中铅多以硫化物和氧化物存在，少数以金属状态存在，常与锌、铜等元素的矿物共存.地壳中铅的平均含量约为16mg/kg。我国大多数土壤含铅量在10~80mg/kg之间，平均含铅量为25mg/kg.植物中的自然含铅量变化范围较大，多数植物含铅量生于0.2~3.0mg/kg之间。一、概述第27页,共145页，2024年2月25日，星期天2．铅的污染铅的环境污染随着人类的活动和工业的发展而日趋加重，当今人们铅摄入量的增加与环境污染密切相关。含铅矿物的开采、冶炼、含铅制品的应用，含铅物质的燃烧（如含铅汽油、燃煤）等是造成铅污染的主要原因。第二节农产品中铅的测定第28页,共145页，2024年2月25日，星期天3．铅对人体健康的影响铅是对人体有害的元素，其毒性作用主要是损害骨髓造血系统和神经系统，引起贫血、末梢神经炎、运动和感觉障碍等。血铅浓度达到60－80

ｇ/mL时，就会出现头痛、头晕、疲乏、记亿力减退和失眠、食欲不振、便秘、腹痛等消化系统的症状。四乙基铅对脑组织的毒性作用很大,是一种强烈的神经毒物。第二节农产品中铅的测定第29页,共145页，2024年2月25日，星期天第二节农产品中铅的测定铅中毒第30页,共145页，2024年2月25日，星期天4．铅的限量标准1993年联合国粮农组织（FAO）与世界卫生组织（WHO）食品添加剂专家委员会建议所有人群每周铅摄入量不超过25

g/kg体重。我国规定饮用水中铅最高容许浓度为0.05mg/L。第二节农产品中铅的测定第31页,共145页，2024年2月25日，星期天第32页,共145页，2024年2月25日，星期天第33页,共145页，2024年2月25日，星期天第二节铅的测定二、测定世界各国关于食品中铅的限量标准中一般是指总铅含量，所以食品中铅的测定一般是测定其总铅含量。目前铅的测定方法主要有原子吸收分光光度法（包括石墨炉原子吸收光谱法和火焰原子吸收光谱法）、氢化物原子荧光光度法、二硫腙比色法和极谱法等。GB500912-2010食品中铅的测定第34页,共145页，2024年2月25日，星期天第二节铅的测定1、试样预处理

在样品的采集和制备过程中，应注意不要使试样受到污染。（1）粮食、豆类去杂物后，磨碎，过20目筛，储于塑料瓶中，保存备用。（2）蔬菜、水果、鱼类、肉类及蛋类等水分含量高的鲜样，用食品加工机或匀浆机打成匀浆，储于塑料瓶中，保存备用。第35页,共145页，2024年2月25日，星期天2、试样消解目的：从样品中分离出Pb2+。方法：压力消解（微波消解法）湿消解（硫酸、硝酸、高氯酸等）干灰化法第二节铅的测定第36页,共145页，2024年2月25日，星期天（1）压力消解罐消解法

用分析天平准确称取1-2g试样（干样、含脂肪高的试样<1g，鲜样＜2g或按压力消解罐使用说明书称取试样于聚四氟乙烯内罐，加硝酸2-4mL浸泡过夜。再30%加过氧化氢2-3mL（总量不能超过罐容积的三分之一）。盖好内盖，旋紧不锈钢外套，放入恒温干燥箱，120-140℃保持3-4h，在箱内自然冷却至室温，用滴管将消化液洗入或过滤入（视消化后试样的盐分而定）10-25mL容量瓶中，用水少量多次洗涤罐，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用。同时作试剂空白。第二节铅的测定第37页,共145页，2024年2月25日，星期天高压消解罐第二节铅的测定第38页,共145页，2024年2月25日，星期天第39页,共145页，2024年2月25日，星期天（2）干灰化法用分析天平准确称取1-5g（根据铅含量而定）试样于瓷坩埚中，先小火在可调式电热板上炭化至无烟，移入马福炉500℃灰化16h时，冷却。若个别试样灰化不彻底，则加5mL混合酸（硝酸-高氯酸3:1）在可调式电炉上小火加热，反复多次直到消化完全，放冷，用硝酸（0.5mol/L）将灰分溶解，用滴管将试样消化液洗入或过滤入（视消化后试样的盐分而定）10-25mL容量瓶中，用水少量多次洗涤瓷坩埚，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用。同时作试剂空白。第二节铅的测定参考P379第40页,共145页，2024年2月25日，星期天第41页,共145页，2024年2月25日，星期天（3）过硫酸铵灰化法用分析天平准确称取1-5g试样于瓷坩埚中，加2-4mL硝酸浸泡1h以上，先小火炭化，冷却后加2.0-3.0g过硫酸铵（有强氧化性）盖于上面，继续炭化至不冒烟，移入马福炉，500℃恒温2h，再升至800℃，保持20min，冷却，加2-3mL1.0mol/L硝酸，用滴管将试样消化液洗入或过滤入（视消化后试样的盐分而定）10-25mL容量瓶中，用水少量多次洗涤瓷坩埚，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用。同时作试剂空白。第二节铅的测定第42页,共145页，2024年2月25日，星期天（4）湿式消解法用分析天平准确称取试样1-5g于三角瓶中，放数粒玻璃珠，加10-15mL混合酸，于通风橱内，加盖浸泡过夜，在三角瓶口上加一小漏斗于电炉上加热消解，若变棕黑色，再加混合酸，直至冒白烟，消化液呈无色透明或略带黄色，放冷用滴管将试样消化液洗入或过滤入（视消化后试样的盐分而定）10-25mL容量瓶中，用水少量多次洗涤锥形瓶或高形烧杯，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用。同时作试剂空白。混合酸：硝酸+高氯酸（4:1），体积比第二节铅的测定参考P390第43页,共145页，2024年2月25日，星期天第44页,共145页，2024年2月25日，星期天（一）石墨炉原子吸收光谱法1.基本原理试样经消解（干灰化或酸消解），所有形态的铅转化为溶解状态无机铅离子（Pb2＋），形成待测试液，取一定体积的待测试液注入石墨炉中，电热原子化将无机铅离子（Pb2＋）转化为基态铅原子蒸气，由铅阴极灯发射出的特征谱线（283.3nm）被基态铅原子蒸气吸收，在一定浓度范围内，吸光度与铅的含量成正比。与标准系列进行比较定量。参考P375第45页,共145页，2024年2月25日，星期天（一）石墨炉原子吸收光谱法第46页,共145页，2024年2月25日，星期天2、主要试剂（1）高氯酸-硝酸消化液：1+4（体积比）（2）0.5mol/LHNO3（3）20g/L磷酸铵（4）硝酸（1+1）（5）铅标准储备液：此溶液每毫升含1.0mg铅。（6）铅标准使用液：该溶液含铅100μg/mL。（一）石墨炉原子吸收光谱法第47页,共145页，2024年2月25日，星期天3、主要仪器

原子吸收分光光度计，带石墨炉自动进样系统。4、操作方法样品处理（湿法或干法）→系列标准溶液的制备→仪器参考条件的选择→标准曲线的绘制

样品测定:干燥温度，120℃，20s；灰化温度，450℃，20s；原子化温度，1900℃，4s。其它条件按仪器说明调至最佳状态。（一）石墨炉原子吸收光谱法第48页,共145页，2024年2月25日，星期天X—试样中铅含量，μg/kg或μg/L，）；C1—测定样液中铅含量，ng/mL；C0—空白液中铅含量，ng/mL；V—试样消化液定容总体积，mL；m—试样质量或体积，g或mL。计算结果保留两位有效数字。5、结果计算6、说明

本方法最低检出浓度为5μg/kg。（一）石墨炉原子吸收光谱法第49页,共145页，2024年2月25日，星期天1.基本原理样品经处理后，铅离子在一定pH条件下与碘离子形成配合物，经甲基异丁酮(MIBK)萃取分离，导入原子吸收光谱仪中，经火焰原子化后，吸收283.3nm共振线，其吸收量与铅的含量成正比，与标准系列进行比较后定量。（二）火焰原子吸收光谱法参考P380第50页,共145页，2024年2月25日，星期天2．样品处理（1）饮品及酒类取均匀样品10.00-20.00mL于烧杯中。酒类应先在水浴上蒸去酒精用电热板上先蒸发至一定体积后，加入10mL硝酸－高氯酸消化液(4+1)，消化完全后转移，定容至50mL容量瓶中。（2）包装材料浸泡液可直接吸收测定。（二）火焰原子吸收光谱法第51页,共145页，2024年2月25日，星期天（3）谷类去除其中杂物及尘土，必要时除去外壳，碾碎，过30目筛，混匀。用分析天平准确称取5-10g，置于50mL瓷坩埚中，小火炭化，然后移入马福炉中，500℃以下灰化16h后，取出坩埚，放冷后再加少量混合酸，小火加热，不使干涸，必要时再加少许混合酸，如此反复处埋，直至残渣中无炭粒，待坩埚稍冷，加10mL(1+11)盐酸，溶解残渣并定量移入50mL容量瓶中，稀释至刻度，混匀备用。取与样品相同量的混合酸和(1+11)盐酸按相同操作方法作试剂空白试验。（二）火焰原子吸收光谱法第52页,共145页，2024年2月25日，星期天（4）蔬菜、瓜果及豆类取可食部分洗净晾干，充分切碎混匀。用分析天平准确称取10.00-20.00g,置于瓷坩埚中，加1mL(1+10)磷酸，小心炭化，以下按谷类样品处理方法中自“然后移入马福炉中…”起依法操作。（二）火焰原子吸收光谱法第53页,共145页，2024年2月25日，星期天（5）禽、蛋、水产及乳制品取可食部分充分混匀。用分析天平准确称取5.00-10.00g，置于瓷坩埚中，小火炭化，以下按谷类样品处理方法中自“然后移入马福炉中”起依法操作。乳类样品经混匀后，量取50.00mL，置于瓷坩埚中，加(1+10)磷酸，在水浴上蒸干，再加小火炭化，以下按谷类样品处理方法中自“然后移入马福炉中…”起依法操作。（二）火焰原子吸收光谱法第54页,共145页，2024年2月25日，星期天2．萃取分离准确吸取10mL上述制备的样液及试剂空白液，分别置于125mL分液漏斗中，补加水至35mL。加磷酸16mL，冷却后加5mL饱和碘化钾，混合，摇匀。放置5min左右，加入10mLMIBK，剧烈振摇提取3-5min，静置分层后，弃去水层，将MIBK层转入带塞刻度管中，备用。（二）火焰原子吸收光谱法第55页,共145页，2024年2月25日，星期天3．测定仪器参考条件:测定波长283.3nm；空气-乙炔火焰。将仪器狭缝、空气及乙炔的流量、灯头高度、元素灯电流等按各仪器的说明，参考仪器条件调至最佳状态。待仪器稳定后将铅标准系列的萃取液及样品萃取液直接进样测定。（二）火焰原子吸收光谱法第56页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）氢化物原子荧光光度法1.基本原理试样经酸消化后，在酸性介质中，试样中的铅与硼氢化钠（NaBH4）或硼氢化钾（KBH4）反应生成挥发性的铅氢化物（PbH4）。以氩气为载气，将氢化物导入电热石英原子化器中原子化，在特制铅空心阴极灯照射下，基态铅原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与铅含量成正比，与标准系列进行比较定量。第57页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）氢化物原子荧光光度法原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法。气态自由原子吸收光源的特征辐射后，原子的外层电子跃迁到较高能级，然后又跃迁返回基态或较低能级，同时发射出与原激发辐射波长相同或不同的辐射即为原子荧光。原子荧光属光致发光，也是二次发光。当激发光源停止照射后，再发射过程立即停止。第58页,共145页，2024年2月25日，星期天荧光是由物质吸收光能后而发射的，因此，溶液的荧光强度F与溶液吸收光能的程度以及物质的荧光频率有关。F∝(Io-It)→F=K’(Io-It)Io----入射光强度;It----经过厚度为b的介质后的光强.当Io及It一定时F=Kc(溶液的荧光强度与荧光物质的浓度呈正比关系)（三）氢化物原子荧光光度法第59页,共145页，2024年2月25日，星期天荧光分析仪原理光源、单色器、样品池、检测器等几个部分组成。第一单色器或滤光片样品池第二单色器或滤光片光源激发记录仪检测池ItIo荧光*荧光光谱仪光路系统示意图电信号第60页,共145页，2024年2月25日，星期天原子荧光光度计第61页,共145页，2024年2月25日，星期天原子荧光光度计第62页,共145页，2024年2月25日，星期天试样消化湿消解：用分析天平准确称取固体试样0.2-2g，液体试样2-10g（或用移液管量取2.00-10.00mL）,置于50-100mL消化容器中（锥形瓶），然后加入硝酸－高氯酸（4＋1）混合酸5-10mL，摇匀浸泡，放置过夜。次日置于电热板上加热消解，至消化液呈淡黄色或无色（如消解过程色泽较深，稍冷补加少量硝酸继续消解），稍冷后加入20mL水，继续加热驱赶酸，至消解液剩下0.5-1.0mL为止，冷却后用少量水转入25mL容量瓶中，并加入盐酸（1+1）0.5mL，草酸溶液（10g/L）0.5mL，摇匀，再加入铁氰化钾溶液（100g/L）1.0mL，用水定容至25mL，摇匀，放置30min后测定。同时做空白试验。分析步骤第63页,共145页，2024年2月25日，星期天标准系列制备准确取铅标准应用液（1.0μg/mL）0、0.125、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25mL分别于7支25mL容量瓶中，加少量水稀释后，分别各加入0.5mL（1+1）盐酸、0.5mL草酸（10g/L）和1.0mL铁氰化钾溶液（100g/L），用水定容，摇匀,形成浓度分别为0、5.0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0ng/mL的系列标液。

放置30min后待测定。分析步骤第64页,共145页，2024年2月25日，星期天测定（1）仪器参考条件负高压：323V；铅空心阴极灯灯电流：75mA；原子化器：炉温750-800℃；炉高8mm；氩气流速：载气800mL/min；屏蔽气：1000mL/min；加还原剂时间：7.0s；读数时间：15s；延迟时间：0.0s；测定方式：标准曲线法；读数方式：峰面积；进样体积：2.00mL。分析步骤第65页,共145页，2024年2月25日，星期天（四）二硫腙（双硫腙）比色法1.基本原理试样经消化后，在pH8.5－9.0时，铅离子与二硫腙生成红色络合物，可以被三氯甲烷完全萃取，其红色深浅与铅离子浓度在0.08~3.2mg/L内符合Beer定律，可用比色法测定，与标准系列比较定量。需加入柠檬酸铵和盐酸羟胺等，防止铁、铜、锌等离子干扰。P377第66页,共145页，2024年2月25日，星期天2.试样消化：硝酸-硫酸法、干灰化法（1）硝酸-硫酸法①粮食、粉丝、粉条、豆干制品、糕点、茶叶等及其他含水分少的固体食品：用分析天平准确称取5.00g-10.00g的粉碎试样，置于250-500mL定氮瓶中，先加少许水使其湿润，加数粒玻璃珠、10-15mL硝酸，放置片刻，小火缓缓加热，待作用缓和，放冷。沿瓶壁加入5mL或10mL硫酸,再加热，至瓶中液体开始变成棕色时，不断沿瓶壁滴加硝酸至有机质分解完全，消化至澄清，定容。（四）二硫腙比色法第67页,共145页，2024年2月25日，星期天②蔬菜、水果：称取25.00g或50.00g洗净打成匀浆的试样，置于250-500mL定氮瓶中，加数粒玻璃珠、10-15mL硝酸，以下同①粮食等样品消化过程。③酱、酱油、醋、冷饮、豆腐、腐乳、酱腌菜等：称取10.00g或20.00g试样(或吸取10.00mL或20.00mL液体试样)，置于250-500mL定氮瓶中，加数粒玻璃珠、10-15mL硝酸，以下按①过程进行。（四）二硫腙比色法第68页,共145页，2024年2月25日，星期天④含酒精性饮料或二氧化碳饮料：吸取10.00mL或20.00mL，试样，置于250-500mL定氮瓶中，加数粒玻璃珠，先用小火加热除去乙醇或二氧化碳，再加5-10mL硝酸，混匀后，以下按①过程进行。⑤水产品：取可食部分试样捣成匀浆，用分析天平准确称取5g或10g（海产藻类、贝类可适当减少取样量），置于250－500mL定氮瓶中，加数粒玻璃珠，5－10mL硝酸，混匀后，按①操作。（四）二硫腙比色法第69页,共145页，2024年2月25日，星期天⑥含糖量高的食品：用分析天平准确称取5g或10g试样，置于250-500mL定氮瓶中，先加少许水使湿润，加数粒玻璃珠、5-10mL硝酸后，摇匀。缓缓加入5mL10mL硫酸，待作用缓和停止起泡沫后，先用小火缓缓加热(糖分易炭化)，不断沿瓶壁补加硝酸，待泡沫全部消失后，再加大火力，至有机质分解完全，产生白烟，溶液应澄清透明无色或微带黄色，放冷，以下按①操作。（四）二硫腙比色法第70页,共145页，2024年2月25日，星期天（四）二硫腙比色法3.试剂（1）氨水：1：1（2）盐酸：1：1（3）酚红指示剂：0.1％乙醇溶液（4）20％盐酸羟胺溶液（5）20％柠檬酸铵溶液（6）10％氰化钾溶液；（7）硝酸（1+99）（8）0.5g/L二硫腙-三氯甲烷溶液：不应含氧化物（9）二硫腙使用液（10）硝酸-硫酸混合液（3:1）（11）铅标准溶液：此溶液每毫升相当于1.0mg铅。（12）铅标准使用液：此溶液每毫升相当于10.0μg铅。第71页,共145页，2024年2月25日，星期天4、主要仪器分光光度计5、操作方法样品处理（湿法或干法）→系列标准溶液的制备→仪器参考条件的选择→标准曲线的绘制→样品测定仪器参考条件：波长510nm；其他按仪器说明调至最佳状态。（四）二硫腙比色法第72页,共145页，2024年2月25日，星期天（四）二硫腙比色法6、结果计算式中X----样品中铅的含量，mg/kg(或mg/L)；

m1----测定用样品消化液中铅的质量，μg；

m2----试剂空白液中铅的质量，μg；

m----样品质量（或体积），g（或mL）；

V1----样品消化液的总体积，mL；

V2----测定用样品消化液体积，mL。7、说明（1）三氯甲烷不应含氧化物。（2）本方法最低检出浓度为0.25mg/kg。第73页,共145页，2024年2月25日，星期天1.镉在自然界中的存在形态与分布镉是一种稀有元素，在地壳中的平均含量为0.2mg/kg。在多数岩石和沉积物中的镉的含量均在1mg/kg以下，镉与锌的化学性质非常相似，因此，镉的矿物常与锌的矿物共生。在自然环境中，镉主要以二价形式存在。我国土壤含镉量平均值约为0.097mg/kg。大多数植物含镉量小于1mg/kg。第三节农产品中镉的测定第74页,共145页，2024年2月25日，星期天2．镉的污染镉的污染源主要有以下三个方面：（1）有色金属矿产的开采与冶炼产生的“三废”；（2）电镀厂排放的废液；（3）用镉及其化合物作原料的生产厂排放的“三废”。第三节农产品中镉的测定第75页,共145页，2024年2月25日，星期天3．镉的毒理作用及危害镉影响肝、肾等器官中酶系统的正常功能，另外镉还损伤肾小管，导致糖尿、蛋白尿、氨基酸尿，并使尿钙和尿酸的排出量增加，引起肾功能不全，进而影响维生素D3的活性与吸收。引发“骨痛病”等疾病。镉对哺乳动物具有较强的致畸、致癌和致突变作用。第三节农产品中镉的测定第76页,共145页，2024年2月25日，星期天镉中毒第三节农产品中镉的测定第77页,共145页，2024年2月25日，星期天4．镉的限量标准1988年联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）专家委员会提出的镉的暂定可耐受每周摄入量（PTWI）为0.007mg/kg体重。成人以平均体重60kg计算，每人每天允许摄入量为60

g。第三节农产品中镉的测定第78页,共145页，2024年2月25日，星期天第三节农产品中镉的测定第79页,共145页，2024年2月25日，星期天第三节农产品中镉的测定镉的测定方法主要有：石墨炉原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法（因食品中一般镉的含量较低，常用萃取－火焰原子吸收分光光度法）比色法原子荧光法示波极谱法等。GB/T5009.15-2003食品中镉的测定第80页,共145页，2024年2月25日，星期天（一）石墨炉原子吸收光谱法1.基本原理第三节镉的测定样品经灰化或酸消解后，注入原子吸收分光光度计的石墨炉中，电热原子化后产生的基态镉原子蒸气吸收228.8nm共振线，在一定浓度范围，其吸光度与镉含量成正比，与标准系列进行比较定量。参考P375第81页,共145页，2024年2月25日，星期天2.测定步骤a．试样预处理在样品采样和制备过程中，应注意防止污染。粮食、豆类样品去壳，去杂物，粉碎后过20目筛，贮于聚乙烯瓶中保存备用。蔬菜、水果、鱼类、肉类及蛋类等含水量高的新鲜样品，洗净取可食部分用匀浆机打成匀浆，贮于聚乙烯瓶中保存备用。第三节镉的测定（一）石墨炉原子吸收光谱法第82页,共145页，2024年2月25日，星期天b．样品消解方法：压力消解（微波消解法）湿消解（硫酸、硝酸、高氯酸等）干灰化法第三节镉的测定（一）石墨炉原子吸收光谱法第83页,共145页，2024年2月25日，星期天3．测定（1）仪器条件根据各型号仪器特点，将原子吸收分光光度计调至最佳状态。（2）标准曲线绘制（3）样品测定：将样液和空白液分别吸取10μL注入石墨炉中，测得的吸光度。（4）计算第三节镉的测定（一）石墨炉原子吸收光谱法第84页,共145页，2024年2月25日，星期天（二）火焰原子吸收光谱法1.基本原理样品经处理后，铅离子在一定pH条件下与碘离子形成配合物，经甲基异丁酮(MIBK)萃取分离，导入原子吸收光谱仪中，经火焰原子化后，吸收283.3nm共振线，其吸收量与铅的含量成正比，与标准系列进行比较后定量。第三节镉的测定参考P380第85页,共145页，2024年2月25日，星期天2．萃取分离准确吸取10mL上述制备的样液及试剂空白液，分别置于125mL分液漏斗中，补加水至35mL。加磷酸16mL，冷却后加5mL饱和碘化钾，混合，摇匀。放置5min左右，加入10mLMIBK，剧烈振摇提取3-5min，静置分层后，弃去水层，将MIBK层转入带塞刻度管中，备用。（二）火焰原子吸收光谱法第86页,共145页，2024年2月25日，星期天3．测定仪器参考条件:测定波长228.8nm；空气-乙炔火焰。将仪器狭缝、空气及乙炔的流量、灯头高度、元素灯电流等按各仪器的说明，参考仪器条件调至最佳状态。待仪器稳定后将铅标准系列的萃取液及样品萃取液直接进样测定。（二）火焰原子吸收光谱法第87页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）氢化物原子荧光法

原理：食品试样经湿消解或干灰化后，加入硼氢化钾，试样中的镉与硼氢化钾反应生成镉的挥发性物质，由氩气带入石英原子化器中，并在石英原子化器中受热分解，生成基态原子蒸气，镉的基态原子在特制镉空心阴极灯的发射光照射下激发后发出荧光，其荧光强度在一定条件下与被测液中的镉浓度成正比。与标准系列进行比较定量。第三节镉的测定第88页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）氢化物原子荧光法第89页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）氢化物原子荧光法仪器：双道原子荧光光谱仪，附镉空心阴极灯、控温消化器。试验所用玻璃仪器、消解器均需用硝酸(1:9)浸泡24h以上，用去离子水冲洗干净后待用。第90页,共145页，2024年2月25日，星期天试样消解称取经粉(捣)碎(过40目筛)的试样0.50-5.0g置于消解器中(水分含量高的试样应先置于80鼓风烘箱中烘至近干)，加人5mL硝酸+高氯酸((4+1),1mL过氧化氢，放置过夜。次日加热消解，至消化液均呈淡黄色或无色，赶尽硝酸，用硫酸(0.2M)约25mL将试样消解液转移至50mL容量瓶中，精确加入5.0ml一二硫腙-四氯化碳（0.5g/L)，剧烈振荡2min，加人10mL硫脉(50glL)及1mL含钴溶液，用硫酸(0.20M）定容至50mL.混匀待测，同时做试剂空白试验。（三）氢化物原子荧光法第91页,共145页，2024年2月25日，星期天测定根据各自仪器型号性能、参考仪器工作条件，将仪器调至最佳测定状态，在试样参数画面输人以下参数:试样质量(克或毫升)、稀释体积(45mL)，并选择结果的浓度单位。逐步将炉温升到所需温度，稳定后测量。连续用标准空白进样，待读数稳定后，转人标准系列测量。在转人试样测定之前，再进入空白值测量状态，用试样空白液进样，让仪器取均值作为扣底的空白值。随后依次测定试样。测定完毕后，选择“打印”报告即可将测定结果自动打印。（三）氢化物原子荧光法第92页,共145页，2024年2月25日，星期天第四节农产品中砷的测定1．砷的存在形态砷（As）是一种“类金属”元素，在自然界多以金属砷化物存在，且多以三价和五价砷存在。砷的化合物包括无机砷和有机砷。无机砷主要为三价砷和五价砷，其中三价砷的毒性较大，如砒霜（As2O3），三氯化砷、亚砷酸、亚砷酸钠等都是剧毒物质。有机砷：一甲基胂、二甲基胂等第93页,共145页，2024年2月25日，星期天2．环境中砷的自然含量全球土壤中的含砷量平均约为6mg/kg，我国土壤自然含砷量平均约为10mg/kg。淡水中的自然含砷量平均约为1.0μg/L。海水自然含砷量平均值约为3.5μg/L。一般生物体内都含有微量砷。多数陆生植物的含砷量在1.0mg/kg以下。海产品含砷量较高，原因是因为藻类、甲壳类和某些鱼类对砷有很强的富集能力，通过食物链可以富集3300倍以上。但海产品中的砷大部分为低毒的有机砷。第四节农产品中砷的测定第94页,共145页，2024年2月25日，星期天3．砷的污染砷矿石的开采、冶炼，含砷矿石燃料燃烧、砷化合物在工农业生产中的大量应用，使得大气环境、水环境、土壤环境受到不同程度的污染，进而使农产品（食品）受到污染，而影响人体健康。我国南方五省部分矿区砷对农业污染的调查：土壤砷污染较为普遍，其中30%的土壤含砷量超过30mg/kg。世界各地因食品和饮水被砷污染引起中毒的事件常有发生。第四节农产品中砷的测定第95页,共145页，2024年2月25日，星期天4．砷的毒性作用机理砷可以通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体。砷的毒性作用主要是进入人体组织内的砷化物与细胞内酶蛋白的巯基具有较强的亲和力，尤其是与含双巯基结构的酶具有很强结合力，形成酶蛋白与砷的复合物，使酶失去活性，影响细胞正常代谢，导致正常细胞死亡，使细胞代谢失调，营养发生障碍，对神经细胞的危害最大。尤以皮肤病变比较突出第四节农产品中砷的测定第96页,共145页，2024年2月25日，星期天As中毒第97页,共145页，2024年2月25日，星期天5．砷的限量标准FAO/WHO提出了无机砷的最大可耐受每周摄入量为0.015mg/kg体重。以60kg体重计，成年人每日允许摄入量为0.12~0.13mg。饮水中砷最高容许浓度为0.05mg/L。我国农业行业标准（NY261-2004）规定谷物及制品中总砷含量最高为0.7mg/kg。食品中污染物限量（GB2762-2005）规定面粉中无机砷的最高含量为0.1mg/kg。第四节农产品中砷的测定第98页,共145页，2024年2月25日，星期天第99页,共145页，2024年2月25日，星期天第100页,共145页，2024年2月25日，星期天第四节农产品中砷的测定测定方法：古蔡氏法（砷斑法）银盐法硼氢化物还原比色法氢化物原子吸收光谱法氢化物原子荧光光谱法GB/T5009.011-2003食品中总砷和无机砷测定第101页,共145页，2024年2月25日，星期天第四节农产品中砷的测定原理试样经过酸消解，加入硫脲使砷转为三价砷，再由硼氢化钾或硼氢化钠还原成砷化氢，由载气（氩气）带入原子吸收可加热的石英管中原子化，加热石英管使砷转化为原子砷，然后在光路中测定砷原子对砷空心阴极灯发射的特征谱线的吸收，计算样品中的砷含量。一、氢化物原子吸收光谱法参考P387第102页,共145页，2024年2月25日，星期天仪器：火焰原子吸收分光光度计（附氢化物发生器及砷空心阴极灯）、可加热石英管及架、三角瓶。第四节农产品中砷的测定一、氢化物原子吸收光谱法参考P387第103页,共145页，2024年2月25日，星期天第四节农产品中砷的测定原理试样经过酸消解，加入硫脲使砷转为三价砷，再由硼氢化钾或硼氢化钠还原成砷化氢，由载气（氩气）带入原子化器中，在特制砷空心阴极灯照射下产产生原子荧光，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。二、氢化物原子荧光光度法第104页,共145页，2024年2月25日，星期天第四节农产品中砷的测定原理样品经消化后，以碘化钾、氯化亚锡将高价砷还原为三价砷，然后与锌粒和酸产生的新生态氢生成砷化氢，经银盐溶液（二乙基二硫代氨基甲酸银-三乙醇胺-三氯甲烷）吸收后，形成红色螯合物，在540nm处比色，与标准系列比较定量。最低检出量为0.2mg/kg。三、银盐法第105页,共145页，2024年2月25日，星期天第四节农产品中砷的测定三、银盐法第106页,共145页，2024年2月25日，星期天地壳中的浓度约为0.05mg/kg。土壤中的硒呈-2价、0价、+4价和+6价四种价态,以单质、硒化物、硒酸盐、亚硒酸盐、有机态和挥发态等6种形式存在。其中Se(+4)为土壤中硒的主要存在形式，约占40%以上。第五节农产品中硒的测定第107页,共145页，2024年2月25日，星期天硒在人体内存在形式有二甲基硒、二甲基二硒、三甲基硒低分子化合物、硒代牛磺酸、谷胱甘肽过氧化物酶、含硒酶和含硒多糖类,磷脂过氧化氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPx)和硒脱碘酶等。有机硒常是硒与氨基酸以共价键结合形式存在，称硒蛋白。已发现在哺乳动物中可能含有30-50种硒蛋白。第五节农产品中硒的测定第108页,共145页，2024年2月25日，星期天1、硒的免疫功能：硒能提高机体巨噬细胞的吞噬功能，能促进T、B细胞分泌细胞因子,并通过多种生物学效应调节机体免疫功能。2、硒对血脂的影响：硒剂具有明显加速高血脂症消退的效应。3、硒对血糖的影响：硒有利于糖原的合成及贮存,能提高肌纤维的有氧及无氧代谢能力,从而影响肌纤维的生理功能。硒的生理功能第五节农产品中硒的测定第109页,共145页，2024年2月25日，星期天克山病是一种地区流行的原发性心肌病，于1935年在黑龙江省克山县首先发现。调查发现,病区内的土壤、粮食、饮水等生命环境中的硒元素都处于低含量带,病区人群中血硒含量普遍低于0.1-0.2μg/ml。血液中的谷胱甘肽过氧化物酶活性明显低于非病区人群。对中国东北、西北和西南克山病区进行的大规模人体补硒干预,使克山病发病率大幅度降低,说明克山病是一种硒缺乏反应症。4、硒与克山病硒的生理功能第五节农产品中硒的测定第110页,共145页，2024年2月25日，星期天5、硒与肿瘤硒与肿瘤的发生率和死亡率密切相关；硒对氧自由基的消除和猝灭作用,故能保护细胞不产生癌变,同时硒本身还能抑制癌细胞的分化,改变致癌物质代谢,抑制化学物质突变,激活体液和细胞免疫能力,从而起到抗癌作用。硒的生理功能第五节农产品中硒的测定第111页,共145页，2024年2月25日，星期天地方性硒中毒是由于人或动物体内硒元素过剩而引发的一种硒反应症,可分为慢性和急性两种。慢性硒中毒表现为脱发、掉指甲、损害肝脏和骨髓功能等,严重者造成四肢瘫痪,并可导致死亡。该病症主要见于牲畜,人群中硒中毒的发生率很低,仅在美国高硒城镇出现儿童龋齿高发和婴儿出生畸形率较高等情况。硒的急性中毒往往与工业污染有关,大多数急性患者可产生诸如眼和粘膜刺激、打喷嚏、咳嗽、头昏、呼吸困难、皮炎、头痛、肺水肿、恶心和呼吸臭之类综合症,延长接触可致死。硒中毒第五节农产品中硒的测定第112页,共145页，2024年2月25日，星期天第五节农产品中硒的测定硒中毒第113页,共145页，2024年2月25日，星期天第五节农产品中硒的测定限量标准第114页,共145页，2024年2月25日，星期天硒的测定方法很多,多集中在对总硒含量测定，有：荧光法,是测定硒的经典方法,具有灵敏度高的优点。原子吸收光谱法氢化物原子荧光光谱法电感耦合等离子体发射光谱法催化吸光光度法紫外可见吸光光度法化学发光猝灭法(CEM)第五节农产品中硒的测定GB500993-2010

食品中硒的测定第115页,共145页，2024年2月25日，星期天硒复杂的生物化学功能要求我们对其存在形态进行分析,而形态分析不同于传统的元素分析,它比测定元素的总量要困难得多。国内对硒元素形态分析大部分是先测总硒,再用差减法求出有机硒含量。国外已有23种硒化合物标准品,可采用HPLC-ICP-MS,HPLC-ES-MS等联用技术对富硒产品中20多种硒化合物进行确证。第五节硒的测定第116页,共145页，2024年2月25日，星期天第一法氢化物原子荧光光谱法

原理试样经酸加热消化后，在6mo1/L盐酸介质，将试样中的六价硒还原成四价硒，用硼氢化钠或硼氢化钾作还原剂，将四价硒在盐酸介质中还原成硒化氢气体，由载气（氩气）带入原子化器中进行原子化，在硒空心阴极灯照射下，基态硒原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与硒含量成正比，与标准系列比较定量。第五节硒的测定第117页,共145页，2024年2月25日，星期天4.1硝酸：优级纯。4.2高氯酸：优级纯。4.3盐酸：优级纯。4.4混合酸：将硝酸与高氯酸按9：1体积混合。4.5氢氧化钠：优级纯。4.6硼氢化钠溶液（8g/L）：称取8.0g硼氢化钠（NaBH4），溶于氢氧化钠溶液（5g/L）中，然后定容至1000mL，混匀。4.7铁氰化钾（100g/L）：称取10.0g铁氰化钾[（K3Fe（CN）6）]，溶于100mL水中，混匀。4.8硒标准储备液：精确称取100.0mg硒（光谱纯），溶于少量硝酸中，加2mL高氯酸，置沸水浴中加热3h～4h，冷却后再加8.4mL盐酸，再置沸水浴中煮2min，准确稀释至1000mL，其盐酸浓度为0.1mo1/L，此储备液浓度为每毫升相当于100μg硒。4.9硒标准应用液：取100μg/mL硒标准储备液1.0mL，定容至100mL，此应用液浓度为1μg/mL。注：也可购买该元素有证国家标准溶液。4.10盐酸（6mol/L）：量取50mL盐酸（4.3）缓慢加入40mL水中，冷却后定容至100mL。4.11过氧化氢（30%）。试剂第一法氢化物原子荧光光谱法

第118页,共145页，2024年2月25日，星期天6分析步骤6.1试样制备6.1.1粮食：试样用水洗三次，于60℃烘干，粉碎，储于塑料瓶内，备用。6.1.2蔬菜及其他植物性食物：取可食部用水洗净后用纱布吸去水滴，打成匀浆后备用。6.1.3其它固体试样：粉碎，混匀，备用。6.1.4液体试样：混匀，备用。第一法氢化物原子荧光光谱法

第119页,共145页，2024年2月25日，星期天6.1.5试样消解（1）电热板加热消解：称取0.5g～2g（精确至0.001g）试样，液体试样吸取1.00～10.00mL，置于消化瓶中，加10.0mL混合酸及几粒玻璃珠，盖上表面皿冷消化过夜。次日于电热板上加热，并及时补加硝酸。当溶液变为清亮无色并伴有白烟时，再继续加热至剩余体积2mL左右，切不可蒸干。冷却，再加5.0mL盐酸，继续加热至溶液变为清亮无色并伴有白烟出现，将六价硒还原成四价硒。冷却，转移至50mL容量瓶中定容，混匀备用。同时做空白试验。第一法氢化物原子荧光光谱法

第120页,共145页，2024年2月25日，星期天（2）微波消解：称取0.5g～2g（精确至0.001g）试样于消化管中，加10mL硝酸、2mL过氧化氢，振摇混合均匀，于微波消化仪中消化，其消化推荐条件见表1（可根据不同的仪器自行设定消解条件）：第一法氢化物原子荧光光谱法

第121页,共145页，2024年2月25日，星期天6.3测定仪器参考条件：负高压：340V；灯电流：100mA；原子化温度：800℃；炉高：8mm；载气流速：500mL/min；屏蔽气流速：1000mL/min；测量方式：标准曲线法；读数方式：峰面积；延迟时间：1s；读数时间：15s；加液时间：8s；进样体积：2mL。测定：稳定10min～20min后开始分别测定试样空白和试样消化液，每测不同的试样前都应清洗进样器。第一法氢化物原子荧光光谱法

第122页,共145页，2024年2月25日，星期天结果计算第一法氢化物原子荧光光谱法

第123页,共145页，2024年2月25日，星期天第五节硒的测定原理将试样用混合酸消化，使硒化合物氧化为无机硒Se4+，在酸性条件下Se4+与2,3–二氨基萘（2,3–Diaminonaphthalene，缩写为DAN）反应生成4,5–苯并苤硒脑（4,5–Benzopiaselenol），然后用环己烷萃取。在激发光波长为376nm，发射光波长为520nm条件下测定荧光强度，从而计算出试样中硒的含量。第二法荧光法第124页,共145页，2024年2月25日，星期天测定步骤：

参见GB500993-2010食品安全国家标准食品中硒的测定警告：DAN试剂有一定毒性，使用本试剂的人员应有正规实验室工作经验。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关规定的条例。第五节硒的测定第二法荧光法第125页,共145页，2024年2月25日，星期天1．汞在自然界中的存在形态与分布地壳中汞的丰度较低，平均含量约为0.08mg/kg地壳中的汞主要以硫化汞、游离态金属汞以及以类质同象形式存在于其它矿物上的汞等三种状态存在。土壤中的汞主要来源于成土母质，不同地区、不同类型的土壤其含汞量都不同。第六节农产品中汞的测定第126页,共145页，2024年2月25日，星期天第六节农产品中汞的测定第127页,共145页，2024年2月25日，星期天2．汞的污染汞的污染主要来自于汞矿的开采与冶炼有色金属矿物的开采与冶炼制选汞剂，实验、测量仪器的制造和维修。化学工业用汞作阴极电解食盐，生产烧碱和氯气。军工生产中雷汞的使用塑料、染料工业用汞作催化剂医药及农业生产中含汞防腐剂、杀菌剂、灭藻剂、除草剂的使用等第六节农产品中汞的测定第128页,共145页，2024年2月25日，星期天急性汞中毒：由呼吸道或消化道进入体内大量的金属汞或汞化物后，数小时至数日内可出现头晕、全身乏力、发热、口腔炎以及恶心、腹痛、腹泻等症状。严重时可导致急性肺水肿和急性肾衰（近曲小管坏死）。

慢性汞中毒。长期接触低浓度汞及汞化物引起的职业性中毒为慢性汞中毒。它可以分为轻度中毒、中度中毒和重度中毒。

第六节农产品中汞的测定3．汞的毒理作用及危害汞对人和动物都是有毒元素。汞及其化合物与生物体内蛋白质和酶系统中的巯基有高度的亲和力，会使酶失去活性，导致其功能发生变化，是汞的毒性作用的生物化学基础。第129页,共145页，2024年2月25日，星期天第六节农产品中汞的测定第130页,