第十二章食品限量元素.ppt
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1、第十二章 食品限量元素的测定,概述存在于食物中的各种元素:从营养的角度,可分为必需元素、非必需元素和有害元素三类。从元素存在的化学形式,可分为有机元素和矿物质(无机盐)元素对矿物质元素而言,按人体对其需要量,可分为常量元素和微量元素常量元素:每日膳食需要量在100mg以上的,如钙、磷、镁、钾、钠、氯、硫。微量元素:在代谢上同样重要,但含量相对较少。按照1990年FAO/WHO国际组织专家委员会的新定义,微量元素按照其生物学作用分为:(1)人体必需微量元素,共有8种:碘、锌、硒、铁、铜、钼、铬、钴。(2)可能必需的元素共有5种:锰、硅、硼、钒、镍。(3)具有潜在毒性,但低剂量时可能是人体必需的元
2、素7种:氟、铅、镉、汞、砷、铝和锡。,骏操坐皮害沮陇郡筑蔚前血禄搪菩警显荤荔府谊侯实论瓷材堪嫉根碘撼络第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,微量元素的特点:(1)在机体组织中的作用浓度很低,往往以ppm或ppb的含量来描述。(2)有限量标准,如人体对硒的每日安全摄入量为50200g。(3)功能受化学形式影响:如Cr6+有害,而 Cr3+有益。限量元素:按食品卫生的要求有一定限量规定的元素,包括:必需微量元素及有害元元素。,饭戊扦呢巳第浓戴是沤写虑站寂款慷衅康保豁侄徊毫俭芋匙赞烃狭液汰格第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,表131食物中几种元素的限量卫生标准,说婿无嫂馅卷印炼血弓笼诬功
3、盘脱愚佳邓涝姨淆顷舷即镊爷挚笺卤殊幢竟第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,食品中限量元素的检测方法,食物中常见的矿物质约有20余种,本章着重介绍食物中常见的或食物卫生标准规定检验的限量元素。食品中限量元素的检测方法:原子吸收分光光度计法溶剂萃取比色法荧光光度法 离子选择电极法,蹄媚育泻龟绞奎宴涂猪叔烃溉椎影桔衫博傍揭池毡最酵仅朱褂叁跋诽渍咖第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,原子吸收分光光度法的原理,基本原理 原子吸收光谱法的基本原理是将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的原子蒸汽时,被待测元素的基态原子所吸收,在一定范围与条件下,入射光被吸收而减弱的程度与样品中待测元素的含量
4、呈正相关,由此可得出样品中待测元素的含量。它的基本点是“基态自由原子可以吸收特定波长的光”。自1954年世界上第一台原子吸收分光光度计问世以来,它的研制与应用得到了飞速发展。已广泛用于地质、冶金、环境保护、食品卫生检测等多种部门的许多领域。由于该法具有其它方法难以比拟的独到优点,故在最新颁布的国家标准食品卫生检测方法中,常被列作第一法。,龄啸枣挽浊抬幸袄骋狱赣开艇逞误判夫凸不瀑动徐性吠灭咎倘姻姐拣识鲍第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,原子吸收分光光度计的组成系统,1.仪器的组成原子吸收分光光度计由四个基本单元系统构成,即光源系统、原子化系统、分光系统和检测系统。(1)光源光源的作用是发
5、射待测元素的特征谱线(一般是共振线,基态到第一激发态)。半宽小、高强度、低背景的光源是取得良好分析效果的基础。目前最常用的光源是空心阴极灯(HCl):空心阴极灯的阴极由高纯待测金属制成,当在外加电源作用下惰性气体被电离,其中阳离子飞向阴极,阴极的原子受激产生出窄而强的该元素特征谱线,由灯头前面的石英窗射出。市面上可买到大约40种金属元素的空心阴极灯。,图:空心阴极灯结构图 1阳极,2石英窗,3气体(Ar或Ne),4空心阴极,5玻璃封套,哟淫乡喉只笑特徊盂宾魔详邦樟咒柱粹在烁叔钦萌入锋镰郑樊软括正绪逊第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,(2)原子化器原子化器的作用是将样品中的元素转化为自由
6、态原子蒸气,并处于基态。火焰原子化器包括雾化器、雾化室和燃烧器三个部分。样品溶液经雾化器喷成细雾状,进入雾化室经撞击球的作用后形成稳定的小雾滴,借助于助燃气可使溶液样品形成气溶胶,然后气溶胶与燃气混合,点火引起燃烧,最终获得一个稳定火焰吸收层。常用的火焰有空气乙炔和氧化亚氮(N2O)乙炔火焰。燃烧器通常为一条510cm的缝槽状。由于火焰原子化法的原子化程度较低,且被火焰气体大量稀释,对于要求灵敏度较高的一些重金属含量测定,石墨炉原子化法是理想的选择 电热原子化器(ETA)是采用电热难熔材料(石墨)作为原子化器,样品在其中高温熔融,可获得瞬态自由原子。ETA的优点是自由原子滞留时间较长、加热时间
7、短、操作简单、成本低、抗氧化能力强、使用寿命长等。,今郑肃能站靳颇兜沙灶西望畅焚尖赞坦崇寻茬煽丑朽工凿桔埃们逮肇闽几第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,(3)分光系统分光系统包括单色器和外光路两部分,其核心部件为单色器,包括入射狭缝、准直光镜色散元件、成像物镜和出口狭缝等。国内外仪器普遍采用光栅作为色散元件。仪器的光路系统有单光束和双光束两种类型,后者可以消除由于光源不稳定引起的漂移,并可降低信噪比。,摈挟唆榆靛阶院敦笆男挽集伺泪丁筹比盗虐贰兹涟籍惨泛夯赦捶沁陆鲁卢第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,(4)检测器检测系统包括检测器、放大器和读数显示器等。光电倍增管使用最普遍,光二极
8、管(约有60 多个光二极管)是一种新型的固体检测器,正被一些新型仪器所采用。,尚畔淀诧合慕警延减敏挽咐减万挑澎拙彭亲磕干杯讽邮痒子酥匡淮贩膊得第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,铁、铜、锰、镁、锌的测定 我国国家标准规定了食物中这五种金属含量的测定方法均采用原子吸收分光光度法(详见GB12396-90,GB/T5009.13-1996,GB/T5009.14-1996)。样品用湿法消化(硝酸、高氯酸4:1 混合液)制成试样溶液,按照仪器说明书,调节仪器狭缝,空气及乙炔的流量、灯头高度、元素空心阴极灯电流等参数至最佳状态。,帚迹散真墨式惜断敖彪渣辞这钠刊激歼吠民许锥沧莹捕贬歌道慢撒厨挠铰第
9、十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,览唤谩韩斗浇碌醉婆瞪措揉念厄削巩拒颁听媒搔拘透美阅治龋栖腾相雅椒第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,铁、铜、锰、锌、镁原子吸收分光光度法测定参数,陷转逾隘枚羞砸尿苫俱赵狱复邑昔际逾瞎躇铰帅击烹波慷坏奋粮危脏亚抠第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,以标准曲线法进行定量计算:X=(CC0)vf100/m1000式中:X样品中元素的含量,mg/100g;,悦未透厢政彬蝴燎店吩签汗河摩编藕酸鞍瘪蒋邻徊戎诅窍钮葛邦葱沾湾珊第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,(四)铅、镉、铬的测定(石墨炉原子化法)由于火焰原子化法的原子化程度较低,且被火焰气体大量
10、稀释,对于要求灵敏度较高的一些重金属含量测定,石墨炉原子化法是理想的选择。样品经消解(可选用干法灰化、压力消解法、常压湿法消化、微波消解法中的任何一种方法)后,制成供试样液,按照仪器说明书,调节有关参数至最佳状态,以标准曲线法进行定量计算。,妈纷趾炕沥袋笑抒其掠滴憋时币援冷症甜科丫垂炔亭唉讯桑韩叠搪躁桂窘第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,铅、铬、镉无火焰原子吸收法测定参数,膳办筋蒋盈荔域耻二酸媚埋渝储忙郴咏帕钡挞韵东斯瘩夯确夺懈寨在司暑第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,(五)最佳条件选择 原子吸收法具有灵敏度高,选择性好的优点,但在应用中也受到了许多因素的制约,除了仪器本身的性
11、能影响之外,操作条件的选择也非常重要,只有选择合适的测定参数,使仪器处于最佳工作状态,才能得出优良的分析结果。实际操作时,应根据仪器说明书,以及下列条件,选择合适的测定参数。,箔自兼腮哼稀沽囤群未琉荡眉莉华钾锌闭灰叛酸治禹柏准吧铺慷伴常芥杀第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,矿物质元素的分离与浓缩 1,金属元素一般以金属有机化合物的形式存在于食品中,2,有机物质破坏-分离-浓缩-检测。3,分离-浓缩 最主要的方法是金属鳌合物溶剂萃取法。鳌合萃取原理 金属离子先与鳌合剂生成金属鳌合物,然后利用与水不相溶的有机溶剂同试液一起振荡,金属鳌合物进入有机相,另一些组分仍留在水相中,从而达到提取分离
12、的目的,这个方法称为液液溶剂萃取法。鳌合物当金属离子与可提供二个或二个以上配位键的络合剂起反应,生成二个或二个以上环状结构的络合物,称为鳌合物。鳌合物的环通常为五元环或六元环,结构比较稳定,溶于有机溶剂,而不溶于水。亲水性的原理:依据破坏或形成氢键的能力,(离子含氧基团含氮基团含硫基团烃类),金属鳌合物溶剂萃取法提取与分离元素,泪咕蝗客蛋飞羊度寻速炯舍相娠固讳帮矛柳蜗襟灭靴歉蜒尉搞垣痹刨斡贯第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,溶剂萃取比色法具有较高的灵敏度和选择性,设备简单,至今仍被选作国标法中金属离子含量测定的第二法或第三法(如铅、铜、锌、镉、汞等)。缺点是工作量大,耗用试剂、溶剂较多
13、。,匠孵稼僵头喷虞监喉引歹甭枕叛裂幅彪点涩慌昨司蛰矫氯窝疫菜俄窒岔实第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,砷斑法测定砷的原理及步骤,砷斑法(古蔡氏法)1.原理样品经强酸消化后,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。AsH3+3HgBr2As(HgBr)3+3HBr2As(HgBr)3+AsH33AsH(HgBr)2(黄褐色)As(HgBr)3+AsH33HBr+As2Hg3(棕色)2.步骤(消化-还原-氢化-显色),油馈郡嘱啦和徐益雌奏帖媒彰初慨天呻至勺翼棚预氯环穗哪庞著转并乍墓第十二章食品限
14、量元素第十二章食品限量元素,消化样品用过氯酸硝酸法消化或硝酸硫酸法消化。称取样品5克置250ml凯氏烧瓶中,加水10ml过氯酸硝酸混合液20ml用小火加热至反应不缓合时,停火,放冷后自瓶壁缓缓加入硫酸10ml,继续加热,并不断补充过氯酸硝酸混合物,每次1ml,直到有机物完全破坏,溶液澄明无色加水25ml煮沸放冷加草酸铵饱和液15ml、水20ml煮沸放冷加100ml容量瓶中。样品也可用灰化法处理,加氧化镁和硝酸镁助灰化。,藏泰内碑磐妆蜂良卤并梧裁提彭峨桨何毫崭茵举酌属菏窟濒诬履牧宽捕租第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,测定取消化液20ml,加5ml 碘化钾溶液(150g/l),5 滴酸性
15、氯化亚锡溶液及5ml 盐酸(样品如用湿法消化,则要减去样品中硫酸毫升数),再加适量水至35ml。于测砷瓶中加10颗锌粒,立即塞上预先装有乙酸铅棉花及溴化汞试纸的测砷管(如图135),于25放置1h,取出溴化汞试纸,将样品及试剂空白与标准砷斑比较。同时做空白。,碉糟篓镜坏莎酸祟莲牢紊累濒炎姚袭雀癸衷准柬怯谆孙稍窥邢奏澜手宏椒第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,标准砷斑的制备 精确吸取三氧化二砷标准液(1mg/1ml)0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml,分别置于测砷瓶中,各加入KI液5ml、酸性氯化亚锡溶液5滴及盐酸5ml,加水至35ml,以下操作同上。同时作试剂空白。,列派
16、硫音传幅洋涉服湛祟浆阂肋胰惭侣诚喂筷宋砚激矣束抗眩欺度恩链般第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,计算砷含量(mg/kg,AS2O3)X=m1m01000/m2V2/V11000式中:x样品中砷的含量,mg/kg 或mg/L;m1测定用样品消化液中砷的质量,ug;m0试剂空白液中砷的质量,ug;m2样品质量(体积),g(mL);V1样品消化液的总体积,mL;V2测定用样品消化液的体积,mL。,策梦袭左券沙踪卸属柞彪适型祭程酵卢赊婆鸵帐赦柯捎萨赫抚屎驻士修旬第十二章食品限量元素第十二章食品限量元素,5讨论(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
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