第十章食品中限量元素的测定第一节第一节概述概述一、一般知识一、一般知识食物中各种元素对人体来说，分为：必需元素必需元素非必需元素非必需元素有毒元素有毒元素人体内矿物质大约占人体重量 6%，其中包括常量元素、微量元素、有毒元素。 1 常 量 元 素 ： K、 Na、 Ca、 Mg、P 2微量元素：在肌体中起作用的浓度以ppm、ppb计。是人体必需的、但过量又会中毒的元素，现有14种。微量元素的功能形式、化学价态、化学形势非常重要。 3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、Cu、Cr等，这些元素在体内不易排出 ， 有 积 蓄 性 ， 半 衰 期 都 很 长 。 例： 甲基汞：在体内半衰期为70天 铅：在体内半衰期为1460天。在骨骼中为10年 镉在体内半衰期为1631年。限量元素：微量元素与有毒元素合称。二、食物中的分布天然组分；生物体的富集；在食品加工、储藏、包装、运输过程中混入。三、测定意义四、我国食品卫生法对食品中有害元素含量的规四、我国食品卫生法对食品中有害元素含量的规四、我国食品卫生法对食品中有害元素含量的规四、我国食品卫生法对食品中有害元素含量的规定（定（定（定（P 233P 233P 233P 233）。）。）。）。表表表表131131131131， 表表表表132132132132为生活饮用水卫生标准（为生活饮用水卫生标准（为生活饮用水卫生标准（为生活饮用水卫生标准（GB574985GB574985GB574985GB574985）。）。）。）。 联合国粮食卫生组织与世界卫生组织对有些限联合国粮食卫生组织与世界卫生组织对有些限联合国粮食卫生组织与世界卫生组织对有些限联合国粮食卫生组织与世界卫生组织对有些限 量元素许多比中国规定的量大。量元素许多比中国规定的量大。量元素许多比中国规定的量大。量元素许多比中国规定的量大。第二节限量元素的测定条件选择： 一、测定方法比较食品中限量元素的检测方法主要有：(1)原子吸收分光光度法：选择性好、灵敏度高、简便、快速、可同时测定多中元素。(2)比色法：设备简单、价廉、灵敏度可满足要求(3)另外还有极谱法、离子选择电极法和荧光分光光度法。（极谱法光学分析的一种，让电流通过溶液，然后增加电压，由电流变化情况来进行定量、定性分析。如：小型极谱仪，可用来自动监测自来水中限量元素的含量，实验操作全都自动化，每隔12min记录一次水样中Cu、Pb、Cd、Zn的含量。二、样品的予处理上述这些元素都以金属有机化合物的形式存在于食品中，要测定这些元素先要进行样品的处理.（一）处理原则 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.破坏掉有机物后的样液中，多数情况下是待测元素浓度很低，另外还有其它元素的干扰，所以要浓缩和除去干扰（二）处理方法 1湿法氧化原理；强氧化剂的选择；特殊样品的处理2干法灰化33等离子低温灰化 4 有机物破坏法的比较 三 被测组分的分离与浓缩比色法测定：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。1显色剂的选择食品分析中常用的：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）。 这些螯合剂与金属离子生成金属螯合物，相当稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，许多带有颜色可直接比色。2提高显色专一性的方法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。 控制酸度：控制溶液的pH值使用掩蔽剂例.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。掩蔽剂的使用与溶液pH有关例.碱性液+氰化物掩蔽Pb、Sn2+、Ti、Bi弱酸性液+氰化物掩蔽Pb、Hg、Ag、Cu（3）改变干扰元素的化合价改变干扰元素的化合价四、样品制备和测定分析中应注意的问题矿物元素的污染；干扰因素第三节几种限量元素的测定 一、铅的测定1双硫腙比色法； 原理：在碱性（pH值在9左右）溶剂中，Pb2+ 双硫腙形成红色络合物，溶于氯仿或CCl4中，红色深浅与铅离子浓度成正比，比色测定。条件 测定前要加盐酸羟胺、氰化钾、柠檬酸铵来掩蔽铁、铜、锡、镉等离子。测定步骤：（1）用铅标准溶液（）用铅标准溶液（1ug/ml）标定双硫腙标定双硫腙溶液，溶液，铅标准溶液：用铅标准溶液：用HNO3来溶解来溶解Pb(NO3).双硫腙溶液：双硫腙溶液：0.001%（溶于（溶于CCl4）。）。（2 2）测定样品：粉碎、消化、定容（用蒸测定样品：粉碎、消化、定容（用蒸馏水）、测定，再根据所用双硫腙量计馏水）、测定，再根据所用双硫腙量计算样品中铅含量。算样品中铅含量。注意：双硫腙法用氰化钾作掩蔽剂，不要任意增加浓度和用量以免干扰铅的测定。氰化钾，剧毒，不能用手接触，必须在溶液调至碱性再加入。废的氰化钾溶液应加NaOH和FeSO4(亚铁)，使其变成亚铁氰化钾再倒掉。如果样品中含Ca、Mg的磷酸盐时，不要加柠檬酸铵，避免生成沉淀带走使铅损失。样品中含锡量150mg时，要设法让其变成溴化锡，而蒸发除去，以免产生偏锡酸而使铅丢失。测铅要用硬质玻璃皿，提前用1-10%HNO3浸泡，再用水冲洗干净。2原子吸收分光光度法这是国标中第一方法。该法灵敏度高，可用来测定含量0.01%痕量铅。二砷的测定砷广泛存在于自然界，几乎在人类所有食品中都有，各种食品及饮水中允许含量，各国都有规定。 中国原粮0.7 mg/kg ； 日本原粮1 mg/kg 书中介绍的两种方法为 GB5009.1185 中食品总砷的测定方法1 银盐法原理：样品消化后，让所含5价砷ASH3，再与二乙氨基二硫代甲酸银作用，在有机碱（三乙醇胺）存在下，生成棕红色胶态银，进行比色测定。在生成AsH3过程中，有H2S，会干扰测定，可用浸泡过醋酸铅的棉花来排除H2S的干扰。仪器：P382、图12-3，左边为AsH3发生器，里边放样品消化液、HCl、KI、 SnCl2,Zn粒。横管中有 Pb(AC)2吸收H2S。右边为AgDDC吸收管。2砷斑法砷斑法原理：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，再与溴化汞试纸生成黄色至橙色的色斑，与标准砷斑比较定量装置P382、图12-4操作：用标准AS2O3液，让溴化汞试纸成一系列不同颜色的标准色斑，为保存时间长一些，可用油画颜料画出标准色斑，在暗处保存说明：(1)H2S对本法有干扰，遇溴化汞试纸亦会产生色斑。乙酸铅棉花应松紧合适，能顺利透过气体又能除尽H2S。(2)锑、磷等都能使溴化汞试纸显色，鉴别方法是采用氨蒸熏黄色斑，如果失变黑再褪去为砷，不变时为磷，变黑时为锑。 (3)同一批测定用的溴化汞试纸的纸质必须一致，否则因疏密不同而影响色斑深度。制作时应避免手接触到纸，晾干后贮于棕色试剂瓶内。 如：AS2O3剧毒，AsH3及HgBr2极毒，要在通风橱内进行，实验后妥善处理。3 原子吸收分光光度法三、汞的测定三、汞的测定 汞多用于电气仪器及设备、电解食盐、农药等等。工业自动化越发展，汞的用量越大，环境污染就越严重。污染严重的日本、瑞典40ug/人 天摄入，其它国家10 ug/人天， FAO/WHO规定34 ug/人天， 中国食品汞允许量（mg/kg） 粮食 0.02；禽肉蛋 0.05；水产 0.3；牛乳 0.01；蔬菜水果 0.01； 植物油 0.05汞挥发性强，气态汞被人呼吸进入肺部，大部分进入红血球中；进入消化道；接触或皮肤吸收进入体内。1双硫腙比色法；（1 mg/kg） 原理：双硫腙氯仿溶液与样品中汞离子在酸性条件下生成双硫腙汞，在氯仿溶液中呈橙黄色，颜色深浅与汞离子浓度成正比。主要仪器主要仪器： 消消化化装装置置：上上带带冷冷凝凝管管的的平平底底烧瓶。烧瓶。 721 721型分光光度计型分光光度计（2 2）测测汞汞仪仪法法（1mg/kg）又又叫叫冷冷离离子吸收子吸收法现有法现有590型测汞仪。型测汞仪。（3）甲基汞测定：）甲基汞测定：1、薄层层析分离、薄层层析分离2、气相色谱法、气相色谱法注意：分离测定痕量汞时要注意试剂、注意：分离测定痕量汞时要注意试剂、滤纸、橡皮管上可能含有少量汞。滤纸、橡皮管上可能含有少量汞。汞汞若若洒洒在在地地上上，应应马马上上用用吸吸尘尘器器或或用用洗耳球吸除干净，或用脱汞剂去除。洗耳球吸除干净，或用脱汞剂去除。（1 1）硫磺粉（）硫磺粉（2 2）20%20%FeClFeCl2 2溶液（溶液（3 3）矿物油矿物油+ +含有粉末硫、碘的水含有粉末硫、碘的水乳浊乳浊液（液（4 4）盐酸酸化的）盐酸酸化的10%10%KMnOKMnO4 4溶液。溶液。四、锡的测定四、锡的测定除了工业污染外，罐头食品中镀锡马口铁除了工业污染外，罐头食品中镀锡马口铁有时被内容物侵蚀，产生了溶锡现象，有时被内容物侵蚀，产生了溶锡现象，还有的还有的因焊锡涂布不牢而溶锡，有机锡因焊锡涂布不牢而溶锡，有机锡毒性很大，如锡化氢毒性很大，如锡化氢SnHSnH4 41、苯芴酮比色法原理 样品消化后，在酸性介质中，4价锡离子与苯芴酮生成的橙红色胶体颗粒络合物，在动物胶存在下不聚集，可比色定量。 加抗坏血酸、酒石酸作掩蔽剂，排除铁离子干扰。 仪器：分光光度计 490 nm处测吸光度 注意：天冷时，由于显色反应很慢，标准和样品分析溶液加入显色剂后，可在37恒温箱放置30分钟，再比色。2其他方法：栎精比色法（又叫栎皮黄素，一种天然染料）；二硫酚法；碘法；原子吸收分光光度法灵敏度约为1ppm.。五、锌的测定双硫腙比色法；原子吸收分光光度法六、铜的测定DDKNa盐比色法；原子吸收分光光度法七铁的测定邻菲罗林比色法；硫氰酸盐比色法；原子吸收分光光度法第十一章第十一章食品中农药残留的分食品中农药残留的分析析一、概述1农残的概念和常见农药的分类农药是农业生产中使用的各种药剂统称，种类很多。农药包括：杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂。农药在防治农作物病虫害、控制人类传染病、提高农畜产品的产量和质量以及确保人体健康等方面，都起着重要的作用。但是，大量广泛用农药也会造成对食物的污染。农药残留是指农药施用后，残存在生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢产物、降解物和杂质的总称。残留的数量叫残留量。为提高食品的卫生质量，保证食品的安全性，保障消费者身体健康，许多国家都对食品中农药允许残留量作了规定。表13l和132分别为我国和WHO制订的有机氯农药六六六、滴滴涕在食品中的允许残留量标准 2 2食品中农药残留的分析技术食品中农药残留的分析技术1) 比色法分光光度法 电化学分析;这些方法特异性不高，灵敏度很低，已很少使用2）纸色谱 TLC 3）GC 电子捕获检测器 适用有机氯农药。4）HPLC 非挥发性、热不稳定性农药，如部分有机磷农药。5）GC/ 红外光谱 联用、 GC/MS 联用。二、二、食品中有机氯农残的检测食品中有机氯农残的检测（一）有机氯农药的性质及常见品种有机氯农药是农药中一类有机含氯化合物，一般分为五大类： 1 1、DDTDDT类类氯化苯及其衍生物，包括氯化苯及其衍生物，包括DDTDDT、 六六六。六六六。 2 2、氯化甲撑萘类、氯化甲撑萘类七氯、七氯、 艾氏剂、艾氏剂、狄氏剂。狄氏剂。 3、七O五四 纯品为白色晶体，微溶于水，易溶于某些有机溶剂。 4、氯丹 纯品为无色或淡黄色液体，微溶于水，易溶于某些有机溶剂。中毒情况同7054 5、林丹（又名高丙体六六六） 本品为无色晶体，不溶于水，溶于大多数有机溶剂。中毒情况同7054 。主要用于粮食、蔬菜、果树、烟草、森林、粮仓。（二）样品的予处理（二）样品的予处理 1. 1.提取提取 用丙酮、己烷、乙醚、用丙酮、己烷、乙醚、石油醚等。石油醚等。 2. 2.净化净化用用H H2 2SOSO4 4磺化处理，除脂磺化处理，除脂肪、蜡质、色素等。肪、蜡质、色素等。 3. 3.浓缩浓缩KDKD减压浓缩。减压浓缩。（三）（三）有机氯农残的检测有机氯农残的检测检验标准检验标准 GB/T 5009.19GB/T 5009.19 1GC-ECD法测定有机氯农药残留2TLC法测定有机氯农药残留三、食品中有机磷农残的检测三、食品中有机磷农残的检测色谱法（简介）第十二章第十二章食品中维生素的检验食品中维生素的检验第一节概述一、维生素的测定意义及结果的表示1测定意义： 维生素是维持人体正常生命活动所必需的一类天然有机化合物。其种类很多，目前已确认的有30余种，其中被认为对维持人体健康和促进发育至关重要的有20余种。这些维生素结构复杂，理化性质及生理功能各异，有的属于醇类，有的属于胺类，有的属于酯类，还有的属于酚或醌类化台物。维生素都具有以下共同特点： 这些化合物或其前体化合物都在天然食物中存在；它们不能供给机体热能。也不是构成组织的基本原料，主要功用是通过作为辅酶的成份调节代谢过程，需要量极小；它们一般在体内不能合成，或合成量不能满足生理需要，必须经常从食物中摄取；长期缺乏任何一种维生素都会导致相应的疾病。 我们在评价食品的营养价值，开发利用高含量维生素的食品资源，指导人们合理调整膳食结构，指导制定加工工艺或贮存条件，最大限量地保留各种维生素，还要控制强化食品中加入量，防中毒，都离不开分析检测工作。2结果的表示国际单位的含义 国际单位：IU （International Unit) 1 IU = 0.3g VA = 0.025 VD = 1.79 g-胡萝卜素 = 1.1mg - VE = 3 g VB 维生素A存在于动物性脂肪中，主要来源于肝脏、鱼干油、蛋类、乳类等动物性食品中。植物性食品中不合VA，但在深色果蔬中含有胡萝卜素，它在人体内可转变为VA，故称为VA原。 二、维生素的分类二、维生素的分类维生素按溶解性分为：脂溶性（A、D、E、K）和水溶性两类（B族、C） 水溶性维生素B1、B2和C，广泛存在于动植物组织中，饮食来源充足。但是由于它们本身的水溶性质，除满足人体生理、生化作用外，任何多余量都会从小便中排出。为避免耗尽，需要经常地由饮食来提供。三、提取方法三、提取方法水溶性维生素都易溶于水，而不溶于苯、乙醚、氯仿等大多数有机溶剂。在酸性介质中很稳定，既使加热也不破坏；但在碱性介质中不稳定，易于分解，持别在碱性条件下加热，可大部或全部破坏。它们易受空气、光、热、酶、金属离子等的影响；维生素B2对光，特别是紫外线敏感，易被光 线破坏；维生素C对氧、铜离子敏感，易被氧化。根据上述性质，测定水溶性维生素时，一般都在酸性溶液中进行前处理。维生素Bl、B2盐酸水解酶解提取纯化维生素C通常采用草酸、草酸醋酸、偏磷酸醋酸溶液直接提取。在一定浓度的酸性介质中，可以消除某些还原性杂质对维生素C的破坏作用。脂溶性维生素VA、VD、VE、与类脂物一起存于食物中，摄食时可吸收，可在体内积贮。溶性维生素具有以下理化性质：（1）溶解性：脂溶性维生素不溶于水，易溶于脂肪、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、苯等有机溶剂。（2）耐酸碱性：维生素A、D对酸不稳定， 对碱稳定，维生素E对碱不稳定，但在抗氧化剂存在下或惰性气体保护下，也能经受碱的煮沸。3耐热性、耐氧化性： 耐热性耐热性 氧化性氧化性VA VA 好，能经受煮沸易被氧化好，能经受煮沸易被氧化 （光、热促进其氧化）（光、热促进其氧化）V D V D 好，能经受煮沸好，能经受煮沸 不易被氧化不易被氧化V E V E 好，能经受煮沸好，能经受煮沸 在空气中能慢慢被化在空气中能慢慢被化 （光、热、碱促进其氧化）（光、热、碱促进其氧化）根据上述性质测定脂溶性维生素时，通常采用皂化根据上述性质测定脂溶性维生素时，通常采用皂化处理，然后用有机溶剂提取的方法处理，然后用有机溶剂提取的方法。第二节第二节水溶性维生素的测定水溶性维生素的测定 一、维生素B1的测定维生素Bl又名硫胺素、抗神经炎素，通常以游离态，或以焦磷酸酯形式存在于自然界。在酵母、米糠、麦胚、花生、黄豆以及绿色蔬菜和牛乳、蛋黄中含量较为丰富。分析方法：GB/T5009.842003中唯一的方法是荧光计法（书中介绍）。二二 维生素维生素B2的测定的测定维生素B2即核黄素。在食品中以游离形式或磷酸酯等结合形式存在。膳食中的主要来源是各种动物性食品，其中以肝、肾、心、蛋、奶含量最多，其次是植物性食品的豆类和新鲜绿叶蔬菜。 分析方法：GB/T 5009.852003中第一法为荧光法。第二法为微生物法。三三 维生素维生素 C C 的测定的测定维生素C是一种己糖醛基酸，有抗坏血病的作用，所以又称作抗坏血酸。维生素C广泛存在于植物组织中，新鲜的水果、蔬菜，特别是枣、辣椒、苦瓜、柿子叶、猕猴桃、柑桔等食品中含量尤丰富。维生素C具有较强的还原性，对光敏感，氧化后的产物称为脱氢抗坏血酸，仍然具有生理活性。进一步水解则生成2，3 -二酮古乐糖酸，失去生理作用。( (一一) 2) 2，66二氯靛酚滴定法二氯靛酚滴定法 原理还原型抗坏血酸可以还原染料2，6-二氯靛酚。该染料在酸性溶液中呈粉红色(在中性或碱性溶液中呈蓝色)，被还原后颜色消失。 还原型抗坏血酸还原染料后，本身被氧化成脱氢抗坏血酸。在没有杂质干扰时，一定量的样品提取液还原标准染料液的量，与样品中抗杯血酸含量成正比。 (二) 2，4二硝基苯肼比色法 GB/T 5009.862003 蔬菜、水果及其制品中总抗坏血酸含量测定方法第二法 (三) 荧光法GB/T 5009.862003 第一法 第三节第三节 脂溶性维生素的测定脂溶性维生素的测定 一、VA 的测定维生素A存在于动物性脂肪中，主要来源于肝脏、鱼干油、蛋类、乳类等动物性食品中。植物性食品中不合VA，但在深色果蔬中含有胡萝卜素，它在人体内可转变为VA，故称为VA原。1。高效液相色谱法测定食物中VA（GB/T 5009.822003中第一法） 高效液相色谱法测定维生素A是近几年发展起来的方法，此法能快速分离和测定视黄醇和它的同分异构体、酯及其衍生物。这里介绍的是同时测定维生素A和维生素E的方法。试剂： 重蒸水重蒸水 ：蒸馏水中加少量高锰酸钾，临：蒸馏水中加少量高锰酸钾，临用前再蒸馏一次。用前再蒸馏一次。2 2比色法测定比色法测定VAVA的含量（的含量（GB/T GB/T 5009.8220035009.822003中第二法）中第二法） 原理原理 在氯仿溶液中，在氯仿溶液中，V VA A与三氯化与三氯化锑可生成蓝色可溶性络合物，在锑可生成蓝色可溶性络合物，在 620 620 nm nm 波长处有最大吸收峰，其吸波长处有最大吸收峰，其吸光度与光度与V VA A的含量在一定的范围内成正的含量在一定的范围内成正比，故可比色测定。比，故可比色测定。适用范围及特点 本法适用于维生素A含量较高的各种样品(高于 510 g g )，对低含量样品，因受其他脂溶性物质的干扰不易比色测定：该法的主要缺点是生成的蓝色络合物的稳定性差。比色测定必须在6秒钟内完成，否则蓝色会迅速消退，将造成极大误差 注意注意 ：（1 1） 维生素维生素A A见光易分解，整个实验应在见光易分解，整个实验应在暗处进行，防止阳光照射，或采用棕色暗处进行，防止阳光照射，或采用棕色玻璃避光。玻璃避光。（2） 三氯化锑腐蚀性强，不能沾在手上，三氯化锑遇水生成白色沉淀因此用过的仪器要先用稀盐酸浸泡后再清洗 二、二、VD VD 的测定的测定 维生素D是指含有抗伺楼病活性的一类物质，具有维生素D活性的化合物约有l 0种，其中最重要的是维生素D2、维生素D 3及其维生素D原。维生素D 2无天然存在，维生素D2只存在于某些动物性食物中。但它们都可由维生素D原(麦角固醇和7一脱氢胆固醇)经紫外线照照射形成。维生素D2 药片吃多了中毒。分析方法中较好的是比色法和高效液相色谱法。是AOAC选定的正式方法。 ( (一一) )三氯化锑比色法三氯化锑比色法 ( (二二) ) 液相色谱法液相色谱法 它的的灵敏度较比色法高它的的灵敏度较比色法高3030倍以倍以上，且操作简便，精度高，分析速度快。上，且操作简便，精度高，分析速度快。是目前分析维生素是目前分析维生素D D的最好方法。的最好方法。三、VE 的基本性质和测定方法（重点： 比色法、荧光法）