作者:宋檢 時間:2022-10-14 來源:互聯網
鉛作為人體的非必需元素,能與多種酶結合從而干擾有機體多方面的生理活動,導致對全身器官產生危害。隨著國家對食品工業逐漸嚴格地規范,對于食品添加劑中鉛含量的限制也越來越受到重視。復配食品添加劑是指將兩種或兩種以上單一品種的食品添加劑,添加或不添加輔料,經物理方法混勻而成的食品添加劑。我國復配食品添加劑通則[1]中規定了鉛的限量標準為2.0mg/kg。原子熒光儀具有價格便宜、操作簡便、線性范圍寬、分析速度快等優點,在重金屬鉛的分析中得到廣泛的應用[2–10]。它的主要原理是利用被測元素產
生氫化物進行檢測,鉛經原子化后形成鉛烷,鉛烷的發生機理目前被普遍接受的一種是Pb(Ⅱ)經氧化為亞穩態Pb(Ⅳ),再與絡合劑反應形成較穩定的絡合物后被還原為鉛烷[11]。對于氫化物發生–原子熒光法(HG–AFS)測定鉛*主要的影響因素是共存離子的干擾[12]和樣品*終酸度的控制[13]。經研究發現,原子熒光法測定鉛需要嚴格控制酸度,復配食品添加劑由于組成及含量不同使得同樣的處理方法得到的*終酸度并不一致,有些甚至存在很大差異,因此導致樣品因酸度不在合適范圍內而使測定結果出現很大偏差。關于這一方面的研究國內鮮有報道。筆者選擇了3種復配食品添加劑,對預處理及測定條件進行了研究,重點研究了鐵氰化鉀的用量及樣品酸度的控制。
1. 實驗部分
1.1主要儀器與試劑
原子熒光光譜儀:AFS–9800型,北京海光儀器公司;高強度鉛空心陰*燈:北京有色金屬研究總院;電加熱板:EG37Aplus型,北京萊伯泰科儀器有限公司;分析天平:感量為0.1mg,賽多利斯科學儀器(北京)公司;鉛標準儲備液:1000μg/mL,國家標準物質[GBW(E)080129],中國計量科學研究院;鉛標準使用液:1μg/mL,準確移取鉛1000μg/mL標準儲備液0.1mL于100mL容量瓶中,加入鹽酸2mL,定容、混勻,備用;
鹽酸:優級純,北京化工廠;硝酸、高氯酸:優級純,國藥集團化學試劑有限公司;草酸:優級純,北京化學試劑公司;氫氧化鈉、鐵氰化鉀:分析純,國藥集團化學試劑有限公司;
硼氫化鉀:原子熒光專用,天津南開允公合成技術有限公司;載流溶液:2%鹽酸溶液;還原劑:將硼氫化鉀溶于0.5%氫氧化鈉溶液中,制得硼氫化鉀質量分數為2%的溶液;1#樣品:卡拉膠,羧甲基纖維素鈉;2#樣品:淀粉,卡拉膠;3#樣品:三聚磷酸鈉,焦磷酸鈉,六偏磷酸鈉,葡萄糖,食鹽;實驗用水為二次去離子水。
1.2 實驗方法
1.2.1 標準溶液配制
分別用移液管準確移取1μg/mL標準使用液0,0.10,0.25,0.40,0.50mL于5只25mL具塞比色管中,再分別加入10%鐵氰化鉀3mL,1%草酸0.5mL,鹽酸0.5mL,定容到標線,混勻,備用。用時配制成濃度分別為0,4,10,16,20ng/mL的標準溶液。
1.2.2 儀器工作參數
負高壓:270V;燈電流:70mA;原子化器高度(爐高):8mm;載氣:300mL/min;屏蔽氣:800mL/min;讀數時間:12.0s;延遲時間:2.0s;測量方法:標準曲線法;讀數方式:峰面積。
1.2.3 樣品預處理
準確稱取樣品0.5g(精確到0.0001g)于50mL玻璃敞口錐形瓶中,加入9mLHNO3和1mLHClO4,蓋上表面皿,于120℃左右加熱板上消解,待劇烈反應過后,升溫至180℃左右,繼續消解,待溶液顏色變淺,沒有固體殘渣后,取下表面皿進行趕酸。當溶液完全蒸干后取下放冷,用去離子水定量轉移至25mL比色管中,加入10%鐵氰化鉀3mL,1%草酸0.5mL,鹽酸0.5mL,定容到標線,混勻待測(其中3#樣品加鹽酸0.1mL)。
2. 結果與討論
2.1 樣品預處理的選擇
參照GB5009.12–2010食品中鉛測定[14]第二法的處理過程對食品添加劑的處理方法進行優化,試驗發現,由于原子熒光測鉛對酸度的要求很苛刻,因此濕法消解過程中應采取將酸趕盡再定量補加鹽酸的方法。所以趕酸過程中加水的步驟也可以省略。筆者試驗了HNO3,HNO3與H2SO4,HNO3與HClO43種預處理方法,其中HNO3消解容易碳
化,需要多次補酸,操作繁瑣,空白值偏高;HNO3與H2SO4的混酸在消解*后趕盡硫酸時所需的加熱溫度比較高,且用時長;HNO3與HClO4的混酸消解徹底,不易碳化,趕酸溫度在200~220℃即可。空白加標試驗結果表明回收率為101.1%,表明該溫度下鉛
基本無損失。因此*終選擇HNO3與HClO4混合酸進行消解處理。
2.2 載流濃度與還原劑濃度的選擇
在相同實驗條件下,還原劑質量分數為2%,分別試驗了0.5%,1%,2%,4%,5%HCl載流溶液,結果顯示,這幾種濃度均可以產生信號且標準曲線呈良好線性關系,但濃度為2%時,信號比較強,且穩定,因此*終選擇2%HCl作為載流溶液。其它試驗條件保持不變,載流溶液為2%HCl,分別以質量分數為0.5%,1%,2%,3%的還原劑硼氫化鉀溶液進行試驗,結果顯示,0.5%的硼氫化鉀無信號;1%的硼氫化鉀出現雙峰;2%與3%的濃度產生的信號值接近,且線性良好,但3%濃度的硼氫化鉀空白值比較高。因此*終選擇2%的硼氫化鉀作為還原劑。
2.3標準溶液酸介質的種類及酸度的選擇
試驗了HCl和HNO3作為標準溶液酸介質,兩種介質相比較,HNO3介質的標準溶液響應信號要低很多,且不穩定,因此選擇HCl作為標準溶液酸介質。分別試驗了1%,2%,3%,4%HCl介質的標準溶液,結果顯示,1%HCl曲線不呈線性;3%和4%HCl的標準溶液信號強度明顯低于2%HCl,且線性較差,因此*終選擇2%HCl作為標準溶液酸介質。
2.4 鐵氰化鉀用量的選擇
共存元素干擾是影響HG–AFS分析性能的重要因素,鐵氰化鉀的加入不僅使鉛產生熒光信號,同時對鐵、鉑、銅族元素有掩蔽作用[15]。筆者選擇銅為例試驗了干擾情況。當有銅存在時,鉛的信號會受到抑制,以10ng/mL的鉛標準溶液試驗銅的量對鉛信號的干擾,結果見表1。由表1可知,鐵氰化鉀用量的增加可以在一定程度上抑制銅的干擾。
分別以濃度為10,20ng/mL的標準溶液試驗了0.2%,0.4%,1.2%,2%,2.8%,4%鐵氰化鉀對溶液信號強度的影響,結果見圖1。由圖1可知,鐵氰化鉀質量分數在1.2%~3.2%范圍內,兩種濃度的標準溶液信號強度*強且均可保持恒定。因此在實際測定樣品時可根據干擾程度在此范圍內選擇鐵氰化鉀的用量。由于隨著鐵氰化鉀質量分數的增加,空白
有所增大,因此根據實際樣品的需要,選擇鐵氰化鉀的添加量為1.2%。
2.5 樣品酸度的選擇
樣品經消解蒸干后需補加HCl以調節酸度與標準溶液一致,此時HCl的體積分數為2%。試驗表明,1#與2#樣品的酸度(HCl的體積分數)為2%時可以準確測定。而經過試驗發現如果3#樣品按HCl的體積分數為2%配制,所得結果遠低于空白值,且峰形異常。經過多次試驗,配制不同酸度的樣品進行測定,發現樣品經HNO3和HClO4消解蒸干后定容,本身帶有一定的酸度,若仍然加2%HCl就會使*終酸度過高,從而出現上述情況。分別補加HCl的體積分數為0%,0.4%,1%,1.6%進行試驗,發現補加0.4%HCl時所得結果信號*強,峰形正常,且回收率為102.5%,因此*終確定3#樣品添加HCl的體積分數為0.4%。樣品酸度過低或過高都會使樣品測定結果的準確度受到影響。因此如何判斷酸度是否合適至關重要。通過試驗發現可以根據峰形判斷樣品中酸度是否在合適的范圍內。然而即使峰形正常也只能表示所用的酸度在鉛可以正常響應范圍內,經試驗發現,酸度的不同對于樣品的測定結果以及回收率都有一定的影響。以3#樣品為例,試驗了HCl的體積分數為0.4%,1%,1.6%時對測定結果的影響,測定結果見表2。當HCl的體積分數為1.6%時,從峰形已可以判斷酸度過高,樣品中的鉛無法正常響應,所得結果遠低于樣品空白值。因此要得到準確的測定結果及良好的回收率,需要對樣品的酸度進行嚴格的控制。
2.6標準曲線線性范圍及線性關系
在1.2.2儀器工作參數下,測定鉛的線性范圍是0.4~30ng/mL,相關系數r=0.9991。
2.7精密度、檢出限及回收率以10ng/mL標準溶液測定精密度,連續測定7次,測得結果的相對標準偏差為1.9%,測定數據見表3。按照儀器設定方法測得方法檢出限為0.17ng/mL。3種樣品的回收率在80.72%~102.5%之間,結果見表4。
3結語
對復配食品添加劑中鉛的原子熒光測定方法進行了優化,對樣品*終酸度影響測定結果不準確的原因進行了分析。該方法簡單可靠、檢測成本低廉。
1、檢測行業全覆蓋,滿足不同的檢測;
2、實驗室全覆蓋,就近分配本地化檢測;
3、工程師一對一服務,讓檢測更精準;
4、免費初檢,初檢不收取檢測費用;
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6、周期短,費用低,服務周到;
7、擁有CMA、CNAS、CAL等權威資質;
8、檢測報告權威有效、中國通用;
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