牛乳中鈣等5種微量元素的測定

1、黑龍江東方學院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）牛乳中鈣等5種微量元素的測定姓 名 趙曉磊 學 號 054131203 專 業(yè) 食品科學與工程 班 級 2005B 指導(dǎo)教師 楊同舟 錢鐳 學 部 食品與環(huán)境工程 答辯日期 2009年5月24日 黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）評語（一）姓名學號專業(yè)班級總成績畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：答辯委員會評語答辯成績主任簽字： 年 月 日答辯委員會成員簽字學部畢業(yè)論文（設(shè)計）領(lǐng)導(dǎo)小組意見組長簽字： 年 月 日 學部公章黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）評語（二）姓名學號專業(yè)班級畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：指導(dǎo)教師評語指導(dǎo)教師成績指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日黑龍

2、江東方學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）評語（三）姓名學號專業(yè)班級畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：評閱教師評語評閱教師成績評閱教師簽字： 年 月 日黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書姓名學號專業(yè)班級畢業(yè)論文（設(shè)計）題目：畢業(yè)論文（設(shè)計）的立題依據(jù)主要內(nèi)容及要求進度安排學生簽字：指導(dǎo)教師簽字：年 月 日本表一式三份，學生本人、指導(dǎo)教師、學部各一份。牛乳中鈣等5種微量元素的測定摘 要鈣是構(gòu)成人體骨骼和牙齒的主要成分，并能維持骨骼密度。微量元素在人體內(nèi)的含量雖少，但它在維持生理機能、預(yù)防疾病等方面具有非常重要的作用。人體內(nèi)微量元素來源主要是食物、水和空氣。人體內(nèi)各種無機元素的缺乏或過多，都會導(dǎo)致人體生理機能的

3、失調(diào)和紊亂，甚至導(dǎo)致各種疾病。牛奶及乳制品是微量元素含量比較豐富的食品。本文采用火焰原子吸收光譜法對市售的各種純牛奶、高鈣奶、酸奶和含乳飲料共計22種奶樣品的鈣、鐵、鋅、銅和錳元素的含量分別進行了檢測及比較分析。檢測結(jié)果分析表明：火焰原子吸收光譜法能準確測定乳品中鈣、鐵、鋅、銅、錳的含量，該測定方法簡單易行，方便快捷。乳及乳制品中含有多種無機營養(yǎng)元素，經(jīng)檢測高鈣奶的鈣含量最高可達到普通純牛奶的鈣含量的1.5倍，可作為非常好的鈣供給來源。而市售含鋅營養(yǎng)強化乳的含鋅量也是各乳品中含鋅量最高的，為人體提供一定量的鋅。關(guān)鍵詞：乳制品；鈣；微量元素；火焰原子吸收光譜法 Calcium milk in t

4、he determination of five kinds of trace elementsAbstractCalcium is the main component of human bones and teeth, which can maintain bone density. Although trace element content in the human body is less, but it plays an important role in the maintenance of physiological function, disease prevention,

5、etc. The main sources of trace elements in the human body are food, water and air. The lack or excess of various inorganic elements in the human body will cause an imbalance and disorder in human physiology, and even lead to various diseases. Milk and dairy products are rich in inorganic elements. I

6、n this paper, the calcium, iron, zinc, copper and manganese content in a total of 22 samples of pure milk, high calcium milk, yogurt and milk drinks which are commercially available, respectively, were tested, compared and analyzed by using the flame Atomic Absorption Spectrometry.The analysis shows

7、 that the flame Atomic Absorption Spectrometry can accurately determine the content of calcium, iron, zinc, copper, manganese of the dairy products and the method is simple, convenient and quick. Milk and dairy products contain 1.5 times as much a variety of inorganic nutrients as the general pure m

8、ilk .It can be a very good source of calcium supply. The zinc fortified milk dairies in the zinc market also contain the highest amount of zinc for the body to provide a certain amount of zinc.Keywords：Dairy products; calcium; trace elements; Flame Atomic Absorption Spectrometry目錄摘要Abstract第1章 緒 論11

9、.1 乳及乳制品11.1.1 乳的定義11.1.2 乳的營養(yǎng)價值及分類11.1.3 乳及乳制品的發(fā)展21.2 液態(tài)奶定義及分類21.2.1 液態(tài)奶的定義21.2.2 液態(tài)奶分類31.3 鈣及微量元素概述41.3.1 鈣的功能和性質(zhì)41.3.2 其他微量元素51.4 原子吸收光譜法原理及應(yīng)用71.4.1 原子吸收光譜法檢測原理71.4.2 原子吸收光譜法在食品檢測中的應(yīng)用91.5 研究目的和意義10第2章 材料與方法112.1 實驗材料112.1.1 實驗樣品112.1.2 實驗試劑122.2 儀器與設(shè)備122.3 試驗方法132.3.1 試樣測定13第3章 結(jié)果分析163.1 各種乳制品檢測結(jié)

10、果163.1.1 繪制標準曲線：鈣的標準曲線為例163.1.2 純牛奶中鈣及其他微量元素含量分析163.1.3 高鈣奶中鈣及其他微量元素含量分析173.1.4 酸牛奶中鈣及其他微量元素含量173.1.5 營養(yǎng)強化乳中鈣及其他微量元素含量183.1.6 乳飲料中鈣及其他微量元素含量183.2 結(jié)果討論193.2.1各種液態(tài)乳中微量元素的比較分析193.2.2提出的發(fā)展建議21結(jié) 論23參考文獻24致 謝25第1章 緒 論1.1 乳及乳制品 乳的定義乳：哺乳動物分娩后乳腺分泌的一種白色或微黃色的不透明液體。它含有幼畜生長發(fā)育所需的全部營養(yǎng)成分，是哺乳動物出生后最適于消化吸收的全價食物1。乳制品：以

11、乳為主要原料經(jīng)加熱、干燥、冷凍、發(fā)酵等工藝，加工制成的固體或液體食品2。 乳的營養(yǎng)價值及分類.1 乳的成分及營養(yǎng)價值乳類的水分含量為86%90%，因此它的營養(yǎng)素含量與其他食物比較相對較低。蛋白質(zhì)：乳中的蛋白質(zhì)含量比較恒定，約在3.0%左右，含氮物的5%為非蛋白氮。傳統(tǒng)上將牛乳蛋白質(zhì)劃分為酪蛋白和乳清蛋白兩類。酪蛋白約占牛乳蛋白質(zhì)的80%，乳清蛋白約占總蛋白質(zhì)的20%。牛乳蛋白質(zhì)為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，生物價為85，容易被人體消化吸收。脂類：牛乳含脂肪2.8%4.0%。乳中磷脂含量約為2050mg/100ml，膽固醇含量約為13mg/100ml。乳脂肪主要以脂肪球的形式存在，其直徑在110µm之

12、間。脂肪球表面有一層脂蛋白膜，可防止脂肪球發(fā)生凝聚，也阻礙了脂酶對乳脂肪的水解。這層蛋白膜來自分泌細胞的細胞質(zhì)和細胞質(zhì)膜，主要成分為磷脂和糖蛋白。碳水化合物：乳類碳水化合物含量為3.4%7.4%，碳水化合物的主要形式為乳糖。乳糖可促進鈣等礦物質(zhì)的吸收。礦物質(zhì)：乳中的礦物質(zhì)主要包括鈉、鉀、鈣、鎂、氯、磷、硫、銅、鐵等大部分與有機酸結(jié)合形成鹽類，少部分與蛋白質(zhì)結(jié)合或吸附在脂肪球膜上。特別是鈣含量豐富，質(zhì)量好。并且乳中的鈣具有較高的生物利用率，為膳食中最好的天然鈣來源。維生素：乳中含有幾乎所有種類的維生素，包括維生素A、維生素D、維生素E、維生素K、各種B族維生素和微量的維生素C。只是這些維生素的含

13、量差異較大?？偟膩碚f，牛奶是B族維生素的良好來源，特別是維生素B2。牛奶中還包括其他成分如酶類、有機酸及其他生理活性物質(zhì)。.2 乳制品的分類：液態(tài)乳類：主要包括有殺菌乳GB5408.1；滅菌乳GB5408.2；酸牛乳GB2746、配方乳等。乳粉類：主要包括有全脂乳粉、脫脂乳粉、全脂加糖乳粉和調(diào)味乳粉GB5410；嬰幼兒乳粉GB10765、GB10766、GB10767；其他配方乳粉。煉乳類：主要包括有全脂無糖煉乳（淡煉乳）；全脂加糖煉乳GB5417；調(diào)味煉乳；配方煉乳等。乳脂肪類：主要包括有稀奶油GB5414；奶油GB5415；無水奶油等。干酪類：主要包括有原干酪；再制干酪等。乳冰淇淋類：主要

14、包括有乳冰淇淋；乳冰等。其他乳制品類。主要包括有干酪素GB5424；乳糖GB5422；乳清粉濃縮乳清蛋白等。1.1.3 乳及乳制品的發(fā)展中國乳業(yè)起步晚，起點低，但發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計1979前我國乳品生產(chǎn)量很小，從1989開始到2003年，牛乳的產(chǎn)量逐年增加，尤其是從2000年開始大幅度增加，到了2003年產(chǎn)量近1750萬噸，比1989增加4倍左右3，中國乳制品產(chǎn)量和總產(chǎn)值在最近10年內(nèi)增長了10倍以上，已逐漸吸引了世界的眼光，但同時，中國人均奶消費量與發(fā)達國家相比，甚至與世界平均水平相比，差距都還十分懸殊。令人鼓舞的是，近兩年政府出臺了一系列有利于乳業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的政策，中國乳業(yè)正面臨增長方式的

15、轉(zhuǎn)變，以市場化、法制化、規(guī)范化的不破壞資源生態(tài)的生產(chǎn)方式，從源頭抓起，從整個乳業(yè)產(chǎn)業(yè)連抓起，以現(xiàn)代的營銷觀念，迎接新一輪高品質(zhì)發(fā)展周期的到來。隨著中國乳業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生很大的變化，已成為技術(shù)裝備先進、產(chǎn)品品種較為齊全、初具規(guī)模的現(xiàn)代化食品制造業(yè)，隨著中國人民生活水平的逐漸提高，乳制品消費市場會不斷擴大并趨于成熟，中國將成為世界上乳制品消費最大潛在市場。1.2 液態(tài)奶定義及分類1.2.1 液態(tài)奶的定義液態(tài)奶：是由健康奶牛所產(chǎn)的鮮乳汁，經(jīng)有效的加熱殺菌處理后，分裝出售的飲用牛乳。1.2.2 液態(tài)奶分類1.2.2.1 按成品組成成分可分為：全脂牛乳：含乳脂肪在3%以上。強化牛乳：添加多種維

16、生素、礦物質(zhì)等的牛乳，如添加維生素A、B1、B2、B6、鈣等以供特殊需要。低脂牛乳：含乳脂肪在1.0%2.0%的牛乳。脫脂牛乳：含乳脂肪在0.5%以下的牛乳?；ㄉＨ椋涸谂Ｈ橹屑尤肟Х?、可可、果汁等而組成的牛乳。.2 按殺菌方式不同可分為：花色低溫長時間殺菌牛乳：也稱保持式殺法消毒牛乳。牛乳在6265下保持30分鐘，再經(jīng)冷卻、包裝后的產(chǎn)品。高溫短時間殺菌牛乳：也稱巴氏高溫殺菌牛乳。牛乳在7275下，保持1516分鐘：或在8085下保持1015分鐘加熱殺菌。超高溫滅菌乳：將牛乳加熱至130150，保持0.54秒殺菌或滅菌。UHT蒸汽直接噴射超高溫滅菌牛乳：條件大致與超高溫滅菌乳相同，牛乳與高溫蒸

17、汽直接接觸，在噴射過程中瞬間即達到滅菌的效果，經(jīng)無菌包裝后即為滅菌乳。瓶裝（罐裝）滅菌牛乳：牛乳經(jīng)瓶裝（罐）密封后，于密閉容器中加壓滅菌。.3 按營養(yǎng)成分或特性分為：純牛乳：以生鮮牛乳為原料不添加任何其他食品原料，產(chǎn)品保持了牛乳所固有的營養(yǎng)成分。再制乳：以乳粉奶油等為原料，加水還原而制成的與鮮奶組成、特性相似的乳產(chǎn)品。調(diào)味乳：以生鮮牛乳主要原料，同時添加其他的食物成分如巧克力、咖啡、谷物成分等制成的產(chǎn)品，產(chǎn)品的風味與純牛乳有較大不同，這類產(chǎn)品一般含有80%以上的牛乳。營養(yǎng)強化乳：在生鮮牛乳的基礎(chǔ)上，添加其他的營養(yǎng)成分如維生素、礦物質(zhì)、DHA等對人體健康有益的營養(yǎng)物質(zhì)而制成的液態(tài)乳制品。含乳飲料

18、：在牛乳中添加水和其他調(diào)味成分而制成的含乳量30%80%的產(chǎn)品4。我國含乳飲料產(chǎn)品分為兩類，一類是配制型含乳飲料，即以鮮乳或乳制品為原料，加水、糖漿、酸味劑等調(diào)制而成。這一類含乳飲料產(chǎn)品主要有兩種，一種稱為乳飲料，蛋白質(zhì)含量不低于1.0；另一種稱為乳酸飲料，蛋白質(zhì)含量不低于0.7。另一類是發(fā)酵型含乳飲料，即以鮮乳或乳制品為原料，經(jīng)乳酸菌培養(yǎng)發(fā)酵制得乳液，再加入水、糖液等調(diào)制而成。這一類含乳飲料產(chǎn)品也主要有兩種，一種稱為乳酸菌乳飲料，蛋白質(zhì)含量不低于1.0；另一種稱為乳酸菌飲料，蛋白質(zhì)含量不低于0.7。1.3 鈣及微量元素概述1.3.1 鈣的功能和性質(zhì).1 鈣的性質(zhì)和生理功能鈣有兩個大方面的作用

19、：第一是構(gòu)成人體骨架的重要成分；第二它還有其他重要生理功能。體內(nèi)鈣的存在就分這兩個方面而分布。這兩個方面保持著動態(tài)平衡的關(guān)系。鈣為人體含量較多的元素之一，鈣在人體的總量在1000g1200g之間，約為體重的1.5%2.%，其中99%的鈣存在于骨骼、牙齒等硬組織中（990g1190g）主要以羥基磷酸鈣形式與膠原等形成骨骼。骨骼不僅是人體的重要支柱，而且還是具有生理活性的組織，在人的代謝和維持人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定方面有一定作用。在骨骼中，鈣的沉積和溶解一直不斷進行著，成人每日約有700mg的鈣在骨骼中進出，隨著年齡的增加鈣的沉積則逐漸緩慢，到了老年，骨骼中鈣的溶解多于沉積，使骨質(zhì)緩慢減少。幼兒的骨骼差

20、不多梅12年更新一次，到了老年更新一次需要1012年。男性在18歲以后，男性更早一些，骨的長度開始穩(wěn)定，但密度仍不斷增加，奶歲以后，開始有骨質(zhì)疏松的現(xiàn)象出現(xiàn)，其速度則因人而異，但女性一般快于男性，體力活動有減慢這種速度的作用。骨骼以外的鈣雖然僅占1%，但它在體內(nèi)起著重要的作用，主要存在于細胞外液和軟組織，是細胞膜的主要成分。它的生理功能具體還包括：維持肌肉和神經(jīng)的活動 鈣是調(diào)節(jié)細胞功能的信使，它傳遞信息或神經(jīng)沖動，調(diào)節(jié)神經(jīng)與肌肉的興奮性（興奮、抑制過程），保證心臟正常搏動。調(diào)節(jié)與促進酶活性 許多細胞代謝酶的活性，都需要鈣離子來激活。酶是生物催化劑，體內(nèi)的生化代謝活動，所需要的酶必需具有活性，才

21、能發(fā)揮催化作用，酶需要激活才具有活性，而許多細胞代謝酶都需要鈣離子來激活，然后酶才能發(fā)揮各自的催化作用。維持血液的酸堿平衡，血液正常情況下PH7.27.4間血液必須為弱堿，要由鈣離子等維持不變。鈣還維持細胞膜的完整性和通透性。鈣還參與凝血過程，它能促進血液凝固。.2 乳制品中鈣的吸收乳制品中的乳糖可提高改的吸收，這并不是乳糖自身的作用，而是腸道區(qū)域微生物代謝，乳糖產(chǎn)生乳酸的緣故，因此乳制品亦可提高鈣的吸收率。由于腸道區(qū)域的PH降低，提高了鈣鹽的溶解性，并使鈣的吸收率提高；乳與鈣可形成復(fù)合鈣并提高鈣的溶解性；乳糖及其他代謝產(chǎn)生的酸可促進胃腸蠕動，促進鈣的運輸。因此乳糖賦予了鈣的最佳吸收條件并提高

22、鈣的吸收5。 其他微量元素.1 鐵及其生理功能鐵是人體必需微量元素之一，在體內(nèi)有重要的生理功能，鐵的必需性早在古代就被人所共知。正常人體隨年齡、性別、營養(yǎng)狀況和健康狀況等的不同，體內(nèi)含鐵量有很大的差異，總量約有35g，是體內(nèi)含量最多的微量元素。其中70%以血紅蛋白、肌紅蛋白、血紅素酶類（如細胞色素氧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶等）、輔助因子及運輸鐵中，稱之為功能性鐵，其余的30%的鐵作為體內(nèi)貯存鐵，主要以鐵蛋白和含鐵血黃素形式存在于肝、脾和骨髓中。鐵在人體的分布以肝、脾含量最高，其次為腎、心骨骼肌和腦。和其他微量元素相比，它對人的生命和健康具有更直接更敏感的影響。鐵在地球上廣泛的存在，缺鐵性貧

23、血是世界上死亡率最高的疾病之一，缺鐵除導(dǎo)致貧血外，還使運動能力低下、體溫調(diào)節(jié)不全、智能障礙、免疫力下降等。因此，它對高級形式的生命是必需的，也是人體重要的營養(yǎng)素之一。鐵參與血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素及許多酶的合成，在氧的運輸及呼吸鏈電子傳遞、氧化還原等許多代謝中起重要作用，鐵與機體能量代謝密切相關(guān)，也與機體防御反應(yīng)有關(guān)。缺鐵會降低依賴鐵酶的活性，降低血紅蛋白等，甚至導(dǎo)致缺鐵性貧血。.2 鋅及其生理功能鋅是細胞內(nèi)最為豐富的微量元素，已有充足的證據(jù)證明鋅是微生物、植物、動物所必需。成人體內(nèi)含鋅量為22.5g，鋅可分布在人體所有的組織器官，以肝、腎、肌肉、視網(wǎng)膜、前列腺內(nèi)的含量為高。血液中75%8

24、5%的鋅分布在血紅細胞中，3%5%在在細胞中，其余在血漿中。鋅缺乏將引起這些種屬的生長發(fā)育不良和功能系統(tǒng)紊亂。鋅的生理功能一般分為三個部分：催化、機構(gòu)和調(diào)節(jié)功能。近年來研究證明，這些功能是相互支持和交叉的，而且新的證據(jù)不斷出現(xiàn)支持每一個功能。催化功能：人在嚴重缺鋅情況下，容易導(dǎo)致和加重酒精性肝病。這主要是因為鋅金屬硫蛋白乙醇脫氫酶的作用減低有關(guān)。結(jié)構(gòu)功能：人體內(nèi)成千上萬種酶中，有相當一部分酶的合成與起作用需要有鋅的參與，如果嚴重缺乏鋅元素，則會阻礙這些酶的作用，從而導(dǎo)致身體相關(guān)功能運轉(zhuǎn)出現(xiàn)問題，引起各種疾病，如缺鋅時，紅細胞膜容易破裂導(dǎo)致溶血等。調(diào)節(jié)功能：鋅對激素的調(diào)節(jié)和影響有重要生物意義。1

25、934年，Scott首先發(fā)現(xiàn)結(jié)晶胰島素中含有相當數(shù)量的鋅，并證實鋅在胰島素釋放中起調(diào)節(jié)作用。鋅參與前列腺素的主動分泌過程，同時在生理條件下前列腺素合成的抑制劑也依賴鋅的調(diào)節(jié)功能。隨著近年來鋅的生物化學和分子生物學研究的發(fā)展表明，嚴重的鋅缺乏，將引起生長遲緩、免疫功能缺損、腹瀉、智力低下生育能力受損等嚴重疾病。.3 銅及其生理功能銅是動物必需微量元素之一，它是氧化劑又是抗氧化劑。人體含銅量約100150mg，其中50%70%在肌肉和骨骼，20%在肝臟，5%10%在血液。以肝、腎、心、頭發(fā)和腦中最高，脾、肺、肌肉、骨次之，腺體如腦垂體、甲狀腺和胸腺含量最低。銅在機體內(nèi)的生化功能主要是催化作用，許多

26、含銅金屬酶作為氧化酶，參與體內(nèi)氧化還原過程，尤其是將氧分子還原為水，許多含銅金屬酶已在人體中被證實，有著重要的銅生理功能。構(gòu)成含銅酶與銅結(jié)合蛋白的成分；維持正常造血功能，銅參與鐵的代謝和紅細胞生成；促進結(jié)締組織形成；維護中樞神經(jīng)系統(tǒng)的健康，銅在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的一些遺傳性和偶發(fā)性神經(jīng)紊亂的發(fā)病中有著重要作用；促進正常黑色素形成及維護毛發(fā)正常結(jié)構(gòu)；保護機體細胞免受超氧陰離子的損傷；銅對脂質(zhì)和糖代謝有一定影響，缺銅動物可使血中膽固醇水平升高，但過量銅又能引起脂質(zhì)代謝紊亂，銅對血糖的調(diào)節(jié)也有重要作用，缺銅后葡萄糖耐量降低，對某些用常規(guī)療法無效的糖尿病患者，給以小劑量銅離子治療，常可使病情明顯改善，血糖

27、降低；銅對免疫功能、激素分泌等也有影響，缺銅雖對免疫功能指標有影響，但補充銅并不能使之逆轉(zhuǎn)。.4 錳及其生理功能人體內(nèi)錳的總量約為200400µmol，肝、胰、骨骼中的錳含量較高，約2050nmol/g，血清中錳含量為20 nmol/L，視網(wǎng)膜等色素性結(jié)構(gòu)中錳濃度也較高，骨骼中雖含量不高，蛋因組織量大，其錳含量占體內(nèi)總錳量的25%。錳的生理功能還包括以下幾個方面：酶的組成成分或激活劑：錳是精氨酸酶、丙酮酸羧化酶及錳-超氧化物歧化酶的組成成分，也是羧化酶、脫羧酶、激酶、轉(zhuǎn)化酶等多種酶的激活劑，參與脂類、碳水化合物的代謝，且為蛋白質(zhì)、DNA、RNA合成所必需。維持骨骼的正常發(fā)育：結(jié)締組織

28、基質(zhì)粘多糖的合成需要錳的參與，錳缺乏可使聚合酶和糖苷轉(zhuǎn)移酶活性降低，影響粘多糖合成，導(dǎo)致生長停滯、骨骼畸形。促進糖和脂肪代謝及抗氧化功能：在錳缺乏動物實驗中，可發(fā)現(xiàn)其胰臟發(fā)育不良，葡萄耐量反應(yīng)異常；血液中高密度脂蛋白減少，肝臟脂肪增加；錳-超氧化物歧化酶活力下降，肝微粒體中脂質(zhì)過氧化物增高及細胞膜脂質(zhì)過氧化增強。錳的生理功能還有保護細胞中線粒體完整；保持正常的腦功能；可改善肌體的造血功能；此外，錳與生殖功能有關(guān)，缺錳可使生殖功能紊亂，精子減少，性欲減退。錳缺乏可引起神經(jīng)障礙，發(fā)生抽搐、共濟失調(diào)等癥狀6。1.4 原子吸收光譜法原理及應(yīng)用1.4.1 原子吸收光譜法檢測原理.1 氫化物發(fā)生-原子熒光

29、光譜氫化物發(fā)生-原子熒光光譜分析是利用某些化學反應(yīng)，將樣品溶液中的待分析元素還原為揮發(fā)性共價氫化物，然后借助載氣流將其導(dǎo)入原子化系統(tǒng)，待測原子的氬氫焰蒸汽受到具有特征波長的光源照射后，其中一些自由原子被激發(fā)躍遷到較高能級，然后去活化回到較低能級（基態(tài)），而發(fā)射出特征光譜，即熒光信號，被日盲光電倍增管接受，經(jīng)放大，由數(shù)據(jù)系統(tǒng)得出待測元素定量。.2 原子吸收光譜法原子吸收光譜法(Atomic Absorption Spectroscopy)又稱為原子吸收分光光度法，通常簡稱原子吸收法（AAS）其基本原理為：從空心陰極燈或光源中發(fā)射出一束特定波長的入射光，在原子化器中待測元素的基態(tài)原子蒸汽對其產(chǎn)生吸

30、收，未被吸收的部分透射過去。通過測定吸收特定波長的廣度大小，來求出待測元素的含量。該法具有靈敏度高、精確度高、選擇性好、干擾少、速度快，易于實現(xiàn)自動化；可測元素多、范圍廣；結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點，也正因為如此，該法的發(fā)展也相當迅速。它能測定數(shù)十種金屬元素，在微量元素的分析工作中發(fā)揮了很大作用。圖 1-1 原子吸收分光光度計原理示意圖原子吸收光譜法可分為火焰原子化和無火焰原子化兩類?；鹧嬖臃ú僮骱唵?，快速穩(wěn)定性好，精密度高。火焰原子法是利用火焰固有的溫度，氣氛等特性，使待測元素原子化。無火焰原子化法是利用石墨管產(chǎn)生的高溫使樣品熔融產(chǎn)生待測元素的基態(tài)原子?；鹧嬖踊ǎ菏抢没瘜W火焰固有的溫度、

31、氣氛等特性，使待測元素原子化。該法所用的原子化裝置為火焰原子化器。其優(yōu)點是操作簡便、快速、穩(wěn)定性好和精密度高，是目前應(yīng)用較廣的原子化法缺點使原子化效率低，靈敏度比無焰原子化法低，需試樣量較多（不能小于0.51.0ml），原子化過程中常伴有化學反應(yīng)，干擾待測元素的原子化。無火焰原子化法：是利用電熱、陰極濺射、等離子體、激光或冷原子發(fā)生器等方法使待測元素轉(zhuǎn)變成基態(tài)原子。他的特點是原子化效率高，可達90%以上。試樣用量少，液體為幾微升至幾十微升；可直接分析懸濁液、粘稠液體和一些固體試樣；靈敏度比火焰原子化法高12個數(shù)量級；缺點是：集體效應(yīng)大，重現(xiàn)性比火焰原子化法差。1.4.2 原子吸收光譜法在食品檢

32、測中的應(yīng)用早在幾十年前美國就將原子吸收光譜應(yīng)用在食品檢測中，1967年G. K. Murthy成功的用原子吸收光譜法測定牛奶中的主要陽離子，并與EDTA滴定方法結(jié)果進行比較，分析結(jié)果令人滿意7。1972年R. K. Roschnik用原子吸收光譜法測定黃油中的銅含量，測定方法簡單8。1994年S. L. Jeng等測定原料奶鎘、鉛含量，也表明石墨爐原子吸收法是一個簡單的可減少樣品受污染的方法9。在中國這種簡便快捷的測定方法也被廣泛的應(yīng)用于食品檢測中。2004年薛國慶等用火焰原子吸收光譜法測定了鎖陽中的金屬元素鈉、鉀、鎂、鈣、銅、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鉛、鉻、鎘、金、銀含量，結(jié)果表明鈉、鉀、鎂、鈣

33、、銅、錳、鉛、鎳、銀含量分別為13572.0、14260.0、358.3、168.3、238.5、19.4、5.9、3.4、2.6、1.3、0.4µg/g,鈷、鉻、鎘、金未檢出10。2004年劉立行等用非完全消化法-火焰原子吸收光譜法，成功地測定了蘆薈中的微量元素錳、鋅，方法簡便、準確11。2006年陶明等用火焰原子吸收光譜法測定苦蕎麥制品中的鐵、鋅、銅、錳的含量，方法快速回收率高 12。2007年孫春香等用微波消解-火焰原子吸收光譜法測定黃花菜、薇菜和核桃仁中的銅、鋅、鐵、錳的含量13。2008年魏剛才等用火焰原子吸收光譜測定花椒及椒皮、椒籽中銅、鋅、鐵、錳的含量結(jié)果表明花椒及椒皮

34、、椒籽中均含有微量元素，花椒中鐵、錳含量豐富，椒籽中銅、鐵、鋅含量高于椒皮14。2008年包莫日根高娃等采用微波消解-火焰原子吸收分光光度法對炒米中的6種微量元素鐵、銅、鋅、鈣、鎂和錳的含量進行測定并與大米、小米、玉米等中的含量做了比較，測定結(jié)果表明，炒米中含有豐富的微量元素，其鐵、鋅和鈣的含量均高于大米、小米和玉米，可見炒米是一種很好的進補微量元素的食品15。2008年溫桂清等用火焰原子吸收光譜法測定廣西甜茶根、莖和葉中的鈣、鉀、鈉、鎂、銅、鐵、鋅和錳的含量，結(jié)果表明廣西甜茶含有豐富的微量元素16。2009年黃紅英等采用火焰原子吸收法測定黃花夾竹桃中的微量金屬元素，采用火焰原子吸收光譜法測定

35、黃花夾竹桃中鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錳、鈉、鉀、鎂、鉛和鉻的含量，并加標回收法檢驗了測定方法的可靠性，結(jié)果表明黃花夾竹桃中微量金屬元素的回收率在97.53%103.78之間；測定的黃花夾竹桃中微量金屬元素的含量依次為鈉、鉀、鎂、鋅、鐵、鎳、錳、銅、鈷、鉛和鉻，其中，黃花夾竹桃中人體必需的微量金屬元素鈉、鉀、鎂、鋅、鐵含量較高，而重金屬元素鉛和鉻的含量較低17。由此可見原子吸收光譜法被廣泛的應(yīng)用在食品檢測中。1.5 研究目的和意義隨著人們對健康的重視，消費者對乳品的需求量越來越大，而目前市場上各類乳品琳瑯滿目，種類繁多，本文利用火焰原子吸收光譜法對純牛奶、高鈣奶、酸牛奶、營養(yǎng)強化奶及乳飲料的鈣、鐵、

36、鋅、銅、錳各微量元素含量進行測定，比較不同液態(tài)奶中各種微量元素含量的差異，希望為有關(guān)檢測部門及消費者提供參考。第2章 材料與方法2.1 試驗材料 試驗樣品表 2-1 原材料品種編號規(guī)格（ml）來源純牛奶1220市售2220市售3220市售4220市售5220市售高鈣奶6250市售7250市售8250市售9250市售酸牛奶10100市售11100市售12100市售13100市售14100市售15100市售營養(yǎng)強化乳16220市售乳飲料17250市售18250市售19250市售20250市售21250市售22250市售 試驗試劑鹽酸 （分析純） 廣州頂鑫化工有限公司硝酸 （分析純） 廣州頂鑫化工有

37、限公司高氯酸 （分析純） 廣州頂鑫化工有限公司混合酸消化液 硝酸：高氯酸=4：1 由哈爾濱醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院提供0.5mol/L硝酸溶液 由哈爾濱醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院提供20g/L氧化鑭溶液 由哈爾濱醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院提供鈣標準儲備溶液 由哈爾濱醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院提供鐵標準儲備溶液 由哈爾濱醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院提供鋅標準儲備溶液 由哈爾濱醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院提供銅標準儲備溶液 由哈爾濱醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院提供錳標準儲備溶液 由哈爾濱醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院提供鈣標準使用液：鈣標準使用液配制見表2-1。鈣標準使用液配置后貯存于聚乙烯烯瓶內(nèi)，4保存。鐵、鋅、銅、猛、鎘標準使用液：鐵、鋅、銅、猛、

38、鎘標準使用液配制見表2-2。表 2-2 鈣、鐵、鋅、銅、錳、鎘標準使用液配制元素標準儲備溶液濃度/（µg/ml）吸取儲備標準溶液量/ml稀釋體積（容量瓶）/ml標準使用液濃度/（µg/ml）稀釋溶液鈣100011001020g/l氧化鑭溶液鐵10000.11001去離子水鋅10000.11001去離子水銅10000.11001去離子水錳10000.11001去離子水2.2 儀器與設(shè)備原子分光光度計 AA7001型 北京東西分析儀器有限公司控溫消煮爐 KXL1010型 上海一恒科技有限公司燒杯 容量瓶 比色管 移液管 量筒 三角瓶 玻璃棒 表面皿等以上玻璃器皿均由哈爾濱醫(yī)科大

39、學公共衛(wèi)生學院提供所有玻璃儀器均以0.5mol/L硫酸溶液浸泡數(shù)小時再用洗衣粉充分洗刷，后用水反復(fù)沖洗，最后用去離子誰沖洗烘干，方可使用。2.3 試驗方法 試樣測定.1 配制標準溶液將鈣及微量元素標準使用液分別配制不同濃度系列的標準稀釋液，見表2-3，測定操作參數(shù)見表2-4。表 2-3 不同濃度系列標準稀釋液的配制方法元素使用液濃度/（µg/ml）吸取使用液量/ml稀釋體積標準系列濃度/（µg/ml）稀釋溶液鈣10210220g/l氧化鑭溶液4466881010微量元素12100.2去離子水40.460.680.8101.0表 2-4 測定操作參數(shù)元素波長（nm）狹縫 （n

40、m）燈電流(mA)高壓（V）乙炔流量（L/min）Ca422.670.43.02662.5Fe248.330.45.04471.5Zn213.860.43.02281.5Cu324.750.42.01971.5Mn279.480.44.02491.5.2 樣品前處理所采集的大部分樣品是不能直接用來測定的，必須經(jīng)過無機化處理，使被測組分從復(fù)雜的樣品中分離出來。檢測微量元素常用的樣品前處理方法有干灰化法，濕消化法，密封加壓消化法，微波溶樣法。其中應(yīng)用較多的是干灰化法和濕消化法。干灰化法又分為高溫灰化和低溫灰化。高溫灰化是利用高溫破壞樣品中的有機物，使之分解成氣體逸出。一般先將樣品在電爐上低溫炭化，

41、然后轉(zhuǎn)移至高溫馬弗爐上進一步灰化，直到剩余無機殘渣，取出后用酸或水溶解。低溫灰化則是利用高頻等離子體，在低溫下破壞樣品。它克制了高溫灰化對As、Se的破壞作用，但儀器價格較高。本次試驗利用的是濕消化法，在加熱的條件下，利用具有氧化性的強酸來分解樣品。常用的消化劑有硝酸，硫酸，高氯酸。該方法的優(yōu)點是消化速度較快。消化溫度比干法低，消化效果好，待測成分揮發(fā)損失較少。缺點是由于消化過程中加入大量的強酸消化液，所以空白值較高。在消化過程中產(chǎn)生的大量酸霧，具有強腐蝕性，對人體有害，需要良好的通風設(shè)備。.3 樣品消化分別精確稱取均勻液樣5mL于250mL高型燒杯編號1，2，322，加混合酸消化液20mL上

42、蓋表面皿，溶液呈淡黃色懸濁液，置于電熱板加熱消化，溶液顏色加深為橙黃色澄清并冒大量黃煙，至沸騰，顏色逐漸變淺至無色透明，如未消化好而酸液過少時，再補加5毫升混合酸消化液，繼續(xù)加熱消化，直至無色透明為止，加幾毫升水加熱以除去多余的硝酸，分別加水3次，待燒杯液體接近2mL3mL時，取下冷卻。轉(zhuǎn)移于10mL刻度試管中并定容至刻度。用于微量元素的測定。分別取0.1mL并加入0.5mL20g/L氧化鑭溶液，依次定容于10mL刻度試管中，用于元素鈣的測定。取與消化試樣相同量的混合酸消化液，按上述操作做試劑空白實驗測定。將消化好的試樣液、試劑空白液和鈣元素（及其他元素）的標準濃度系列分別導(dǎo)入火焰進行測定18

43、。.4 結(jié)果計算式中 試樣中元素的含量，單位為毫克每千克（mg/Kg）；測定用試樣液中元素的濃度，單位為微克每毫升（µg/ml）；試劑空白液中元素的濃度，單位為微克每毫升（µg/ml）；試樣定容體積，單位為毫升（ml）；稀釋倍數(shù)；試樣質(zhì)量，單位為克（g）。計算結(jié)果表示到小數(shù)點后兩位。式中 試樣中元素的含量，單位為毫克每升（mg/L）；測定用試樣液中元素的濃度，單位為微克每毫升（µg/ml）；試劑空白液中元素的濃度，單位為微克每毫升（µg/ml）；試樣定容體積，單位為毫升（ml）；稀釋倍數(shù)；試樣體積，單位毫升（ml）。計算結(jié)果表示到小數(shù)點后兩位。第3章 結(jié)

44、果分析3.1 各種乳制品檢測結(jié)果 繪制標準曲線：鈣的標準曲線為例圖 3-1 鈣的標準曲線以繪制Ca的標準曲線為例，如圖3-1，濃度為橫坐標單位為µg/ml，以吸光度為縱坐標，以鈣濃度分別為2、4、 6、8、10µg/ml的系列標準溶液與對應(yīng)的吸光度繪制該元素的標準系列曲線，線性相關(guān)系數(shù)R為0.9997，滿足了線性相關(guān)系數(shù)達到0.999的要求。其他元素的線性相關(guān)系數(shù)也均符合要求，其中鐵、銅、鋅、錳的線性相關(guān)系數(shù)分別為0.9995、0.9994、0.9991、0.9996。3.1.2 純牛奶中鈣及其他微量元素含量分析我們可以從表3-1看到，純牛奶中含鈣量在600-1200mg/

45、kg范圍內(nèi)，其中1號樣品鈣含量最少為622.68mg/kg，相對5樣品含鈣量較多為1173.92mg/kg；而其他4種元素含量很少其中銅和錳的含量僅在0.08-0.14mg/kg和0.09-0.15mg/kg之間；比銅和錳含量稍多的是鐵在純牛奶中它的含量區(qū)間為0.94-2.53mg/kg，此時看到，2號樣品的鐵含量較高，幾乎達到其他樣品鐵含量的2倍；鋅的含量比鐵的含量高出1倍左右在2.88-3.57mg/kg之間，除5號樣品含量稍少外，其他4個樣品均在3.50mg/kg左右。表 3-1 純牛奶中鈣及其他微量元素含量序號Ca（mg/kg）Fe（mg/kg）Cu（mg/kg）Zn（mg/kg）Mn

46、（mg/kg）1622.681.110.093.530.092713.012.530.113.570.1031139.031.090.103.460.0741031.971.590.143.430.1251173.920.940.082.880.153.1.3 高鈣奶中鈣及其他微量元素含量分析從表3-2可知，高鈣奶含鈣量達到了1300mg/kg甚至超過1500mg/kg，9號樣品的含鈣量最高為1520.74mg/kg；銅和錳的含量依然非常少僅在0.12-0.14mg/kg和0.09-0.37mg/kg，這里看到，高鈣奶中的銅含量差異較小，6、7號樣品銅的含量均為0.12mg/kg，而8、9號樣

47、品的銅含量也是一樣的為0.14mg/kg，6、7、9號樣品的錳含量超過了0.20mg/kg；鐵的含量在1.88-2.58mg/kg；鋅的含量均大于3.35mg/kg，含量最高的是8號樣品。表 3-2 高鈣奶中鈣及其他微量元素含量序號Ca（mg/kg）Fe（mg/kg）Cu（mg/kg）Zn（mg/kg）Mn（mg/kg）61490.341.970.123.500.2471311.522.580.123.350.3781424.541.880.143.860.0991520.742.510.143.490.27 酸牛奶中鈣及其他微量元素含量如表3-3，酸牛奶中的鈣含量有一定差異，10號樣品的鈣含

48、量是620.07mg/kg，而11、12、13、14、15號樣品的鈣含量全部超過了1000mg/kg；在這6個樣品中雖然10號樣品的鈣含量最低，但是他的鐵、鋅、錳的含量均高于其余5個樣品；值得一提的10號樣品的銅含量不是最高的，含量最高的是15號樣品，它的銅含量為0.85mg/kg甚至是12號樣品的10倍以上。表 3-3 酸牛奶中鈣及其他微量元素含量序號Ca（mg/kg）Fe（mg/kg）Cu（mg/kg）Zn（mg/kg）Mn（mg/kg）10620.072.990.153.520.25111088.631.030.192.610.10121113.650.530.082.670.13131

49、197.861.030.133.020.15141405.010.630.112.960.16151401.490.550.853.000.15 營養(yǎng)強化乳中鈣及其他微量元素含量16號樣品是加鋅的營養(yǎng)強化乳，各元素含量見表3-4。表 3-4 營養(yǎng)強化乳中鈣及其他微量元素含量序號Ca（mg/kg）Fe（mg/kg）Cu（mg/kg）Zn（mg/kg）Mn（mg/kg）16436.430.920.075.040.16 乳飲料中鈣及其他微量元素含量從表3-5發(fā)現(xiàn)鈣含量具有一定差異，17號樣品的鈣含量最少為159.90mg/kg，可是21號樣品的鈣含量是954.59mg/kg，是17號樣品的6倍；相反

50、17號樣品的鐵、鋅、錳含量均超過了其他5個樣品，其它5個樣品的鐵、鋅、錳含量分別在在0.17-0.66mg/kg、1.18-1.41mg/kg、0.05-0.11mg/kg之間；21號樣品的銅含量最高，其次是22號樣品，17號樣品次之，18號樣品的銅含量僅僅是0.02mg/kg，卻比19號樣品的銅含量高出1倍。表 3-5 乳飲料中鈣及其他微量元素含量序號Ca（mg/kg）Fe（mg/kg）Cu（mg/kg）Zn（mg/kg）Mn（mg/kg）17159.902.290.094.620.1618302.150.170.021.300.0519340.150.290.011.180.0520954

51、.280.170.071.270.0621760.590.260.291.410.1122251.700.660.111.200.113.2 結(jié)果討論各種液態(tài)乳中微量元素的比較分析從以上數(shù)據(jù)看到市售高鈣奶的鈣含量最高在1300-1500mg/kg，與市售高鈣奶包裝標識800-1500mg/kg相符，高鈣奶的鈣含量平均為純牛奶的1.5倍，我們也發(fā)現(xiàn)有的酸牛奶每千克的含鈣量量超過了純牛奶，14、15號樣品甚至超過了高鈣奶7號樣品，然而營養(yǎng)強化乳和含乳飲料的含鈣量普遍較少，17號樣品的鈣含量僅僅為159.90mg/kg，其中20、21號樣品鈣含量相對較多。乳制品中含有相當多的鈣，特別是高鈣奶，但是乳飲料所提供的鈣遠遠低于高鈣奶，并不是很好的鈣的來源。02004006008001000120014001600純牛奶高鈣奶酸牛奶營養(yǎng)強化乳乳飲料乳品種類最高含鈣量最低含鈣量含鈣量mg/kg圖 3-2 各乳品鈣含量柱形圖市售乳品鐵含量較少，并根據(jù)不同樣品它的含量各有不同，總的來說高鈣奶的含量普遍稍高，純牛奶次之，然后是酸牛奶，強化營養(yǎng)牛乳，鐵含量最少的是乳飲料，當然有如酸牛奶10號樣品和乳飲料17號樣品中的鐵含量較高超過2.20mg/kg。