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摘 要:本文提出了用硝酸及高氯酸处理牛奶及奶制品样品,以0.15mol/L硝酸为介质,采用原子吸收分光光度法在同一份试液中测定牛奶及奶制品中钙、铁、锌元素的方法。这种方法共存离子不干扰,测定的相对标准偏差(RSD)均小于3%(n=4),并且此方法方便、快捷、实用,所测结果基本另人满意。
关键词:原子吸收分光光度法;牛奶制品;钙;铁;锌
1、引言
钙、铁、锌均是人体不可缺少的重要元素,它们具有很重要的生物功能。钙是骨骼、牙齿的主要成分,是神经传递和肌肉收缩所必要元素。铁是最主要的过渡金属,用于组成血红蛋白、细胞色素、Fe-S蛋白等。锌是许多酶的活性中心,也是胰岛素的重要组成部分。而随着人们生活水平的日益提高,牛奶及牛奶制品已成为人们生活中必不可少的食品,使得牛奶及牛奶制品的质量成为影响人体健康的因素。以前在阜阳发生的劣质奶粉事件使得多少无辜婴儿丧生,从而引起社会的普遍关注。从营养学的角度可知道,钙、铁、锌是牛奶及牛奶制品中重要的营养元素,因而加强对牛奶及牛奶制品中上述元素的监督尤为重要。目前,在牛奶几牛奶制品中钙、铁、锌元素的实际测定中,干扰较为严重,且滴定终点变化模糊,较难掌握,因此造成分析结果误差较大。
本试验采用硝酸低温加热融化牛奶及牛奶制品样品,加入高氯酸加热使溶液几乎透明。并保持在0.15的硝酸介质中,用原子吸收分光光度计直接测定同一试液中钙、铁、锌元素的含量。共存离子不干扰,测定的RSD均小于3%(n=4),所测结果基本另人满意。
2、试验部分
2.1试验原理
原子吸收分光光度法又称原子吸收光谱法或原子吸收光谱分析。从它的分析角度可以将其定义如下:在待测元素的特定波长下,通过测量试样所产生的原子蒸气对辐射的吸收,来测定试样中该元素浓度的一种方法。它是基于在原子器中,试样中的待测元素在高温或化学反应的作用下变成原子蒸气,从光源辐射出待测元素的特征波长光,该特征波长光通过原子化器时,被待测元素的基态原子所吸收。由辐射光强度减弱的程度,可以求出样品中待测元素的含量。
原子吸收光谱分析是1955年由澳大利亚的A.Walsh博士发明的。近五十年来,它获得了迅速的发展,被广泛用于地质、冶金、农业、石油、化工、医药、食品、生化、环境等各个部门。
2.2试剂与仪器
2.2.1主要试剂及来源
硝酸(分析纯):安徽省宿州化学试剂厂
高氯酸(分析纯):天津鑫源化工厂
钙标准储备液(0.5g/L):中国环境保护总局标准样品研究所
铁标准储备液(0.5g/L):中国环境保护总局标准样品研究所
锌标准储备液(0.5g/L):中国环境保护总局标准样品研究所
2.2.2主要仪器及来源
WFX-110原子吸收分光光度计:北京瑞利分析仪器公司
HYP0-Ⅱ硝化炉:上海织检仪器有限公司
FA1604N电子天平:金姚市金诺天平仪器有限公司
2.2.3试样
蒙牛纯牛奶;光明纯牛奶;雀巢纯牛奶;益益奶粉;三鹿奶粉;飞鹤奶粉
2.3仪器工作条件
2.4试样预处理
由于本试验需要使待测溶液无色透明,因而所用试样均需进行预处理。准确称取同种奶粉干样四份各5g或准确量取同种纯奶四份各25ml于硝化管中,分别加入硝酸75ml,并放入几粒沸石,在硝化炉上低温加热硝化2.5h,冷却。加入5~10ml高氯酸后,继续加热硝化2.5h左右至样品溶液几乎透明为止,再次冷却。
2.5样品分析步骤
将每份样品溶液过滤,并将滤液全部转入50ml容量瓶,用去离子稀释至刻度,摇匀,用于铁、锌的测定。准确量取上述已定容的样品溶液各5ml于50ml容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,摇匀,用于钙的测定,同时做空白试验。
3、结果与讨论
3.1不同介质的影响
为适合原子吸收分析的要求,通常能用盐酸、硝酸或他们的混合酸溶液做介质,不用硫酸、磷酸溶液。由试验知盐酸对钙、铁、锌元素的测定会产生抑制作用,故本试验选用硝酸做介质。另外,考虑到硝酸原子化时对人体有害,故采用0.15mol/L的硝酸即在pH=0.82的介质中进行测定,且在此条件下测得钙、铁、锌的含量最高。
3.2共存离子的干扰
在本方法的测定中,当试液中存在的共存离子含量在K+(200mg/L)、Na+(200mg/L)、Mg+(50mg/L)、Cu+(5mg/L)、Ba+(25mg/L)、Mn+(20mg/L)、Al+(20mg/L)以下时,对钙、铁、锌元素的测定无明显影响。因此本实验采取在同一试样中测定钙、铁、锌的含量。
3.3工作曲线的绘制及分析线的选择
分别准确量取0.5g/L钙、铁、锌标准储备液,配制成钙2.0mg/L、4.0mg/L、6.0mg/L、8.0mg/L,铁为1.0mg/L、2.0mg/L、3.0mg/L、4.0mg/L,锌为0.3mg/L、0.6mg/L、0.9mg/L、1.2mg/L的浓度,并保持0.15mol/LHNO3介质的钙、铁、锌标准液系列,按实验方法,绘制测定钙、铁、锌元素的工作曲线(图1~3)
由于牛奶及奶制品中铁、锌的含量相对比较低,并结合上图可知应采用低灵敏线。而钙的含量较高,为了消除高倍稀释带来的误差,所以采用次灵敏线。
4、结论
本实验采用原子吸收分光光度法对几种牛奶及奶制品样品中钙、铁、锌元素的含量进行了测定。本方法的条件试验能比较顺利进行。共存离子无干扰,容易选择、控制适当的反应条件,使得反应有较高的稳定性、重现性和灵敏度。从试样的测定结果看,由于样品中钙含量相对较高,测得其相对标准偏差较小(RSD=0.46%~2.50%),而铁、锌含量低,测得其相对标准偏差较大(RSD=1.56%~2.79%),实验所测结果令人满意,且测定的RSD均小于3%(n=4)。从样品分析结果可知饮用奶制品有助于补充人体对钙、铁、锌等营养元素摄入量的不足,从而有利于人体健康发展。
参考文献:
[1]曹永林,邱凤仙.催化光度测定食品中的痕量铁.化学世界,1999.(1):39。
[2]韦星船,周勇强.分光光度测定土壤和污水中的微量锌.化学世界,2001.(7):349。
[3]马戈,张景颜,牛刚.火焰原子吸收光谱法测定茶叶中的钾、钠、铷.光谱实验室,1999.Vol16.No.2.147-149。
[4]陈俊,潭铁强,陈建华.流动注射-阳离子交换预福集FUP-AES法在线分析磷矿中钙镁铁.分析实验室,2000.Vol16.No.4。
[5]博克鲁道夫[德].分析化学中式样分解方法手册.北京:中国标准出版社,1997.228;238;255。
[6]威尔茨B[西德].原子吸收光谱法.北京:地质出版社.1989.188;422;434。
[7]张大伦,张文广.矫正矩阵同时分光光度法测定人发中的钙、镁、锌.分析科学学报,2000,6(4)。
[8]李慎心.催化法连续测定痕量铜、铁、锌.分析化学,2002.Vol124.No.7。
[9]杨立霞.光度分析法选择性测定微量锌.现代科学仪器,2002.No.1。
关键词:原子吸收分光光度法;牛奶制品;钙;铁;锌
1、引言
钙、铁、锌均是人体不可缺少的重要元素,它们具有很重要的生物功能。钙是骨骼、牙齿的主要成分,是神经传递和肌肉收缩所必要元素。铁是最主要的过渡金属,用于组成血红蛋白、细胞色素、Fe-S蛋白等。锌是许多酶的活性中心,也是胰岛素的重要组成部分。而随着人们生活水平的日益提高,牛奶及牛奶制品已成为人们生活中必不可少的食品,使得牛奶及牛奶制品的质量成为影响人体健康的因素。以前在阜阳发生的劣质奶粉事件使得多少无辜婴儿丧生,从而引起社会的普遍关注。从营养学的角度可知道,钙、铁、锌是牛奶及牛奶制品中重要的营养元素,因而加强对牛奶及牛奶制品中上述元素的监督尤为重要。目前,在牛奶几牛奶制品中钙、铁、锌元素的实际测定中,干扰较为严重,且滴定终点变化模糊,较难掌握,因此造成分析结果误差较大。
本试验采用硝酸低温加热融化牛奶及牛奶制品样品,加入高氯酸加热使溶液几乎透明。并保持在0.15的硝酸介质中,用原子吸收分光光度计直接测定同一试液中钙、铁、锌元素的含量。共存离子不干扰,测定的RSD均小于3%(n=4),所测结果基本另人满意。
2、试验部分
2.1试验原理
原子吸收分光光度法又称原子吸收光谱法或原子吸收光谱分析。从它的分析角度可以将其定义如下:在待测元素的特定波长下,通过测量试样所产生的原子蒸气对辐射的吸收,来测定试样中该元素浓度的一种方法。它是基于在原子器中,试样中的待测元素在高温或化学反应的作用下变成原子蒸气,从光源辐射出待测元素的特征波长光,该特征波长光通过原子化器时,被待测元素的基态原子所吸收。由辐射光强度减弱的程度,可以求出样品中待测元素的含量。
原子吸收光谱分析是1955年由澳大利亚的A.Walsh博士发明的。近五十年来,它获得了迅速的发展,被广泛用于地质、冶金、农业、石油、化工、医药、食品、生化、环境等各个部门。
2.2试剂与仪器
2.2.1主要试剂及来源
硝酸(分析纯):安徽省宿州化学试剂厂
高氯酸(分析纯):天津鑫源化工厂
钙标准储备液(0.5g/L):中国环境保护总局标准样品研究所
铁标准储备液(0.5g/L):中国环境保护总局标准样品研究所
锌标准储备液(0.5g/L):中国环境保护总局标准样品研究所
2.2.2主要仪器及来源
WFX-110原子吸收分光光度计:北京瑞利分析仪器公司
HYP0-Ⅱ硝化炉:上海织检仪器有限公司
FA1604N电子天平:金姚市金诺天平仪器有限公司
2.2.3试样
蒙牛纯牛奶;光明纯牛奶;雀巢纯牛奶;益益奶粉;三鹿奶粉;飞鹤奶粉
2.3仪器工作条件
2.4试样预处理
由于本试验需要使待测溶液无色透明,因而所用试样均需进行预处理。准确称取同种奶粉干样四份各5g或准确量取同种纯奶四份各25ml于硝化管中,分别加入硝酸75ml,并放入几粒沸石,在硝化炉上低温加热硝化2.5h,冷却。加入5~10ml高氯酸后,继续加热硝化2.5h左右至样品溶液几乎透明为止,再次冷却。
2.5样品分析步骤
将每份样品溶液过滤,并将滤液全部转入50ml容量瓶,用去离子稀释至刻度,摇匀,用于铁、锌的测定。准确量取上述已定容的样品溶液各5ml于50ml容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,摇匀,用于钙的测定,同时做空白试验。
3、结果与讨论
3.1不同介质的影响
为适合原子吸收分析的要求,通常能用盐酸、硝酸或他们的混合酸溶液做介质,不用硫酸、磷酸溶液。由试验知盐酸对钙、铁、锌元素的测定会产生抑制作用,故本试验选用硝酸做介质。另外,考虑到硝酸原子化时对人体有害,故采用0.15mol/L的硝酸即在pH=0.82的介质中进行测定,且在此条件下测得钙、铁、锌的含量最高。
3.2共存离子的干扰
在本方法的测定中,当试液中存在的共存离子含量在K+(200mg/L)、Na+(200mg/L)、Mg+(50mg/L)、Cu+(5mg/L)、Ba+(25mg/L)、Mn+(20mg/L)、Al+(20mg/L)以下时,对钙、铁、锌元素的测定无明显影响。因此本实验采取在同一试样中测定钙、铁、锌的含量。
3.3工作曲线的绘制及分析线的选择
分别准确量取0.5g/L钙、铁、锌标准储备液,配制成钙2.0mg/L、4.0mg/L、6.0mg/L、8.0mg/L,铁为1.0mg/L、2.0mg/L、3.0mg/L、4.0mg/L,锌为0.3mg/L、0.6mg/L、0.9mg/L、1.2mg/L的浓度,并保持0.15mol/LHNO3介质的钙、铁、锌标准液系列,按实验方法,绘制测定钙、铁、锌元素的工作曲线(图1~3)
由于牛奶及奶制品中铁、锌的含量相对比较低,并结合上图可知应采用低灵敏线。而钙的含量较高,为了消除高倍稀释带来的误差,所以采用次灵敏线。
4、结论
本实验采用原子吸收分光光度法对几种牛奶及奶制品样品中钙、铁、锌元素的含量进行了测定。本方法的条件试验能比较顺利进行。共存离子无干扰,容易选择、控制适当的反应条件,使得反应有较高的稳定性、重现性和灵敏度。从试样的测定结果看,由于样品中钙含量相对较高,测得其相对标准偏差较小(RSD=0.46%~2.50%),而铁、锌含量低,测得其相对标准偏差较大(RSD=1.56%~2.79%),实验所测结果令人满意,且测定的RSD均小于3%(n=4)。从样品分析结果可知饮用奶制品有助于补充人体对钙、铁、锌等营养元素摄入量的不足,从而有利于人体健康发展。
参考文献:
[1]曹永林,邱凤仙.催化光度测定食品中的痕量铁.化学世界,1999.(1):39。
[2]韦星船,周勇强.分光光度测定土壤和污水中的微量锌.化学世界,2001.(7):349。
[3]马戈,张景颜,牛刚.火焰原子吸收光谱法测定茶叶中的钾、钠、铷.光谱实验室,1999.Vol16.No.2.147-149。
[4]陈俊,潭铁强,陈建华.流动注射-阳离子交换预福集FUP-AES法在线分析磷矿中钙镁铁.分析实验室,2000.Vol16.No.4。
[5]博克鲁道夫[德].分析化学中式样分解方法手册.北京:中国标准出版社,1997.228;238;255。
[6]威尔茨B[西德].原子吸收光谱法.北京:地质出版社.1989.188;422;434。
[7]张大伦,张文广.矫正矩阵同时分光光度法测定人发中的钙、镁、锌.分析科学学报,2000,6(4)。
[8]李慎心.催化法连续测定痕量铜、铁、锌.分析化学,2002.Vol124.No.7。
[9]杨立霞.光度分析法选择性测定微量锌.现代科学仪器,2002.No.1。