樣品預(yù)處理對(duì)糖果中鉻含量測(cè)定的影響.doc

樣品預(yù)處理對(duì)糖果中鉻含量測(cè)定的影響侯曉東 李婷基金項(xiàng)目：廣東省質(zhì)監(jiān)科技項(xiàng)目（粵質(zhì)監(jiān)科函2010405號(hào)，項(xiàng)目編號(hào)：2010CZ19）；潮州市科技引導(dǎo)計(jì)劃項(xiàng)目（潮科201029號(hào)，項(xiàng)目編號(hào)：2010S24）作者簡(jiǎn)介：侯曉東（1980-），山東濰坊（漢），工程師，研究生學(xué)歷，主要從事食品儀器分析檢驗(yàn)檢測(cè)、質(zhì)量管理工作。*為通訊作者。廣東省潮州市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所，廣東 潮州 521011摘要 目的：研究不同的樣品處理方法對(duì)膠基糖果和凝膠糖果中重金屬鉻含量的影響。方法：分別采用干法灰化、濕式消解和壓力消解罐消解3種不同方法對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，然后用原子吸收光譜法對(duì)樣品中鉻含量進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果：方法的線性良好，在線性范圍00.500 mg/L內(nèi)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.9998；測(cè)試樣品的準(zhǔn)確度和精密度也符合要求；相比較而言，干法灰化處理的樣品準(zhǔn)確度偏低。結(jié)論：用微波消解進(jìn)行糖果產(chǎn)品的預(yù)處理，操作簡(jiǎn)便快捷，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，是適合檢驗(yàn)檢測(cè)行業(yè)的一種新型、快速的處理手段。關(guān)鍵詞 鉻 預(yù)處理 測(cè)定 糖果膠基糖果和凝膠糖果的主要成分是有機(jī)物和膠基等添加劑，由于這兩種糖果具有不黏牙、咀嚼性好、低糖、低能量的優(yōu)點(diǎn)，并且含有微量鈣、鋅等對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)元素，成為目前糖果開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一1,2。生產(chǎn)加工企業(yè)為了改變其品質(zhì)特性或性狀，會(huì)加入一些食品膠等添加劑3，由于市售食品膠等添加劑良莠不齊，部分含有鉛、鉻等有害重金屬元素4，而食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉛、砷、鉻等有害重金屬有嚴(yán)格限量或不允許添加，所以膠基糖果和凝膠糖果中有害元素（如：鉛、鉻等）的檢測(cè)顯得尤為重要。食品中鉻的檢測(cè)目前有原子吸收光譜法5、示波極譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和化學(xué)法等，但樣品都需要預(yù)處理。預(yù)處理的完全、操作的便捷與否直接關(guān)系到檢測(cè)的時(shí)效性和結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此選擇合適的樣品前處理對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠具有重要作用。本文以膠基糖果和凝膠糖果為例，分別采用干法灰化、濕式消解和壓力消解罐消解3種不同預(yù)處理方法，然后采用原子吸收光譜法測(cè)定其中的元素鉻含量，為糖果重金屬元素的檢測(cè)提供一種便捷、快速、準(zhǔn)確、合理的檢測(cè)方法，為生產(chǎn)企業(yè)和檢驗(yàn)檢測(cè)單位提供參考。1 材料與方法試驗(yàn)用樣品來(lái)源于日常監(jiān)督檢驗(yàn)抽樣。1.1 主要的儀器設(shè)備及試劑Thermo M6原子吸收分光光度計(jì)（鉻空心陰極燈）：美國(guó)Thermo Fisher公司；AE200電子分析天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；SX2-30-10箱式電阻爐：鄭州萬(wàn)博馬弗爐有限公司；MDS-2003F微波消解儀：上海新儀微波化學(xué)科技有限公司；單元素鉻溶液成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（1.000 mg/mL）GBW(E)080596購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；硝酸：優(yōu)級(jí)純。實(shí)驗(yàn)中所有玻璃器皿及坩堝均用均經(jīng)20 %的硝酸溶液浸泡24 h以上，再用蒸餾水、超純水沖凈后晾干備用6。1.2 實(shí)驗(yàn)方法1.2.1 樣品預(yù)處理1.2.1.1 干法灰化 稱取磨碎、混勻的糖果試樣2.5 g左右（精確到0.001 g）于瓷坩堝中，先小火在可調(diào)電熱板上炭化至無(wú)煙，移入馬弗爐中，徐徐升溫，至500 25 灰化6 h，冷卻。若個(gè)別試樣灰化不徹底，則加1 mL混合酸（硝酸：高氯酸=9：1）在電熱板上小火加熱，反復(fù)多次直到消化完全，放冷，用0.5 mol/L硝酸將灰分溶解，后將消化液濾入25 mL容量瓶中，用0.5 mol/L硝酸多次洗滌瓷坩堝，洗液并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用。同時(shí)做樣品空白和加標(biāo)回收試驗(yàn)。1.2.1.2 濕式消解 稱取磨碎、混勻的糖果試樣2.5 g左右（精確到0.001 g）于錐形瓶中，放數(shù)粒玻璃珠，加入10 mL混合酸（硝酸：高氯酸=9：1），加蓋浸泡過(guò)夜，加一小漏斗于可調(diào)電爐上消解，若變棕黑色，再加少量混合酸，直至冒白煙，消化液呈無(wú)色透明或略帶黃色，放冷，將試樣消化液濾入25 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌錐形瓶，洗液并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用。同時(shí)做樣品空白和加標(biāo)回收試驗(yàn)。1.2.1.3 壓力消解罐消解 稱取磨碎、混勻的糖果試樣2.5 g左右（精確到0.001 g）于聚四氟乙烯罐中，加硝酸4 mL浸泡過(guò)夜。加30 %過(guò)氧化氫2 mL（總量不得超過(guò)罐容積的1/3）。蓋好內(nèi)蓋，旋緊不銹鋼外套，放入微波消解爐中，設(shè)置微波消解加熱程序，具體參數(shù)見(jiàn)表1。冷卻至室溫，將消化液濾入25 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌罐，洗液并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用。同時(shí)做樣品空白和加標(biāo)回收試驗(yàn)。表1 微波消解加熱程序步驟預(yù)置壓力/MPa運(yùn)行時(shí)間/min功率/W10.5560021.0360031.5360041.85800注：運(yùn)行時(shí)間含升溫過(guò)程時(shí)間。1.2.2 儀器測(cè)定條件將儀器性能調(diào)至最佳狀態(tài)，參照GB/T 13088-2006飼料中鉻的測(cè)定中第一法原子吸收光譜法及儀器的性能設(shè)定儀器分析參考條件6，具體見(jiàn)表2。表2 原子吸收光譜法儀器分析參考條件測(cè)定元素波長(zhǎng)燈電流通帶寬度背景校正燃?xì)忸愋腿細(xì)饬髁咳紵鞲叨茹t（Cr）357.9 nm9 mA0.5 nm氘燈背景高純乙炔1.4 L/min8.0 mm2 結(jié)果與分析2.1 工作曲線及回歸方程將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液按照逐級(jí)稀釋的原理，依次配置濃度為0.000 mg/L、0.100 mg/L、0.200 mg/L、0.300 mg/L、0.400 mg/L、0.500 mg/L的6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，按表2儀器分析條件，每個(gè)點(diǎn)重復(fù)測(cè)定三次取平均值，得出相應(yīng)的吸光度A，使用線性最小二乘法進(jìn)行擬合，由儀器自帶的軟件進(jìn)行計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線和相關(guān)系數(shù)r。結(jié)果表明，在00.500 mg/L范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性良好，相關(guān)系數(shù)r均大于或等于0.9998，標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)定吸光度及回歸方程見(jiàn)表3，線性擬合見(jiàn)圖1。表3 標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)定吸光度及回歸方程濃度（mg/L）00.100.200.300.400.50吸光度（A）0.00110.01650.03170.04630.06150.0781回歸方程y=0.1527x+0.0010 r=0.9998圖1 鉻的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線2.2 檢出限根據(jù)上述三種預(yù)處理方法，分別進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)。每個(gè)空白樣測(cè)定20次，測(cè)定其吸光度，具體測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4，根據(jù)公式（1）進(jìn)行計(jì)算。QL（K=3）= 式（1）式中：QL方法檢出限；K置信水平為90%時(shí)確定的相關(guān)系數(shù)；SA空白測(cè)定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差；S方法的靈敏度。表4 方法檢出限實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理方法空白測(cè)定平均值20次空白測(cè)定值標(biāo)準(zhǔn)偏差檢出限10.00100.0001570.003120.00140.0001690.003330.00120.0001640.0032注：處理方法1、2、3分別代表干法灰化、濕式消解和壓力消解罐消解預(yù)處理方法。 由檢出限結(jié)果可知，采用不同的樣品預(yù)處理方法和相同的儀器測(cè)試條件進(jìn)行測(cè)試，方法的檢出限基本一致，這也充分說(shuō)明方法的檢出限主要與儀器的測(cè)試條件有關(guān)。2.2 精密度實(shí)驗(yàn)應(yīng)用上述樣品預(yù)處理方法，進(jìn)行精密度實(shí)驗(yàn)。對(duì)四個(gè)樣品分別進(jìn)行三種預(yù)處理試驗(yàn)后進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)重復(fù)測(cè)定6次，計(jì)算樣品的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，具體結(jié)果見(jiàn)表5。表5 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣品處理方法測(cè)定結(jié)果（mg/kg）sRSD（%）123456A10.120.110.120.090.110.110.110.0119.9620.150.170.180.150.160.150.160.0137.9130.160.150.150.140.150.170.150.0106.74B10.820.880.960.850.850.830.870.0515.8820.90.860.920.90.880.880.890.0212.3630.920.930.910.920.890.940.920.0171.88C10.040.050.050.050.050.050.050.0048.4520.070.080.080.070.070.080.080.0057.3030.080.080.080.070.080.080.080.0045.21D10.080.070.060.070.070.070.070.0069.0420.110.10.110.110.090.110.110.0087.9730.120.110.10.10.110.110.110.0086.95注：1 樣品A、B、C、D分別代表凝膠糖果A 、凝膠糖果B、膠基糖果C和膠基糖果D。2 處理方法1、2、3分別代表干法灰化、濕式消解和壓力消解罐消解預(yù)處理方法。為了保證結(jié)果的精度，對(duì)每份樣品均進(jìn)行了6次測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在10%以內(nèi)。干法灰化檢測(cè)數(shù)值相對(duì)濕式消解和壓力消解罐消解而言偏小，分析主要原因是由于干法灰化過(guò)程中由于溫度控制等原因造成損失；干法灰化檢測(cè)數(shù)據(jù)的精密度試驗(yàn)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較其他兩種預(yù)處理方法大，原因可能是由于測(cè)試數(shù)據(jù)較另外兩種方法數(shù)值偏小，測(cè)試誤差所致，但均在標(biāo)準(zhǔn)的精密度要求范圍內(nèi)；由表中數(shù)據(jù)還可以看出，對(duì)于B樣品而言，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較A、C和D樣品偏小，主要原因是由于B樣品中鉻的含量高，預(yù)處理和測(cè)試過(guò)程中的損失相對(duì)而言較小，因此相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差偏小。2.3 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)根據(jù)樣品測(cè)得的本底值大小，在實(shí)際樣品中分別加入高（1.00 mg/kg）和低（0.10 mg/kg）兩個(gè)不同濃度的鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別采用上述樣品預(yù)處理方法進(jìn)行處理，進(jìn)行加標(biāo)回收準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)，每個(gè)測(cè)定六次求得平均值，具體結(jié)果見(jiàn)表6。表6 準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣品處理方法本底值（mg/kg）加標(biāo)值（mg/kg）測(cè)定平均值（mg/kg）回收率（%）A10.110.100.19181.020.160.100.25494.030.150.100.24191.0B10.871.001.75288.220.891.001.898100.830.921.001.83791.7C10.050.100.14595.020.080.100.181101.030.080.100.17696.0D10.070.100.15686.020.110.100.19686.030.110.100.20292.0 為了考察方法的可靠性，使用規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)定樣品中的鉻含量。在試樣中加入適量的鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定其回收值，計(jì)算方法的回收率。經(jīng)過(guò)測(cè)定鉻的回收率在81.0%101.0%，回收率較為合理。但由于樣品處理不完全、試液經(jīng)多次稀釋等原因，導(dǎo)致回收率有略微差別。相對(duì)干法灰化而言，濕式消解和高壓消解罐消解兩種方法回收率較高，分析原因主要是由于這兩種預(yù)處理方法處理較為完全，處理過(guò)程中有效元素?fù)p失較小。3 討論3.1 膠基糖果和凝膠糖果中含糖量較高，在干法灰化過(guò)程中容易發(fā)泡溢出，因此炭化過(guò)程要嚴(yán)格控制溫度。溫度太低，灰化不完全；溫度太高，發(fā)泡或炭化嚴(yán)重，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。3.2 由于干法灰化過(guò)程控制要求嚴(yán)格，而且樣品損失相對(duì)較大；濕法消解存在操作時(shí)間長(zhǎng)，試劑消耗大，污染環(huán)境等問(wèn)題；而微波消解具有操作簡(jiǎn)便、溶劑用量少、樣品消化完全及結(jié)果準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，因此建議在糖果的預(yù)處理時(shí)采用微波消解。3.3 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的樣品預(yù)處理方式，僅僅是一種推薦性的參考依據(jù)，具體的試驗(yàn)條件要根據(jù)不同儀器設(shè)備的性能進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，對(duì)于結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要作用。3.4 由于本實(shí)驗(yàn)僅僅涉及了膠基糖果和凝膠糖果的樣品預(yù)處理，對(duì)于硬質(zhì)糖果等的樣品預(yù)處理及微波消解程序有待于進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)1楊哪,徐學(xué)明,黃莎莎,等.食品膠在凝膠糖果中的應(yīng)用J.食品研究與開(kāi)發(fā),2008,29(7):1531562樊亞鳴,劉麗媚,林海清,等.春砂仁凝膠軟糖的研制J.食品科技,2006(4):57593楊明輝.明膠在各類糖果中的應(yīng)用J.食品安全導(dǎo)刊2011,1:68694侯曉東,李婷.潮州市食用明膠產(chǎn)品中鉻含量的調(diào)查結(jié)果分析J.食品研究與開(kāi)發(fā),2011,32(191):1581615 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 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