1、 学习情境四学习情境四 食品中限量元素的检验食品中限量元素的检验 学习目标学习目标【知识目标】了解可见分光光度计、原子吸收分光光度计、原子荧光光度计等检测仪器的原理、结构、使用方法；熟悉食品中常需要检测的限量元素的种类及所采用的检测方法。【能力目标】能熟练操作分光光度计、原子吸收分光光度计、原子荧光光度计等仪器；能正确测定食品中铅、砷等限量元素的含量；能正确记录和处理实验数据，并能按要求撰写完整的检验报告。化学元素依据它们在人体中含量的不同，有常量元素和微量元素之分。占人体总重量万分之一以上的氢、氧、氮、氯、碳、硫、磷、钾、钠、钙、镁等称为常量元素。占人体总重量万分之一以下的铁、铜、锌、锰、钴
2、、镍、钼、锡、铬、钒、碘、硅、氟、硒等称为微量元素。化学元素中除去C、H、O、N四种构成水分和有机物质的元素以外，其他的元素统称矿物质元素。存在于食品中的各种矿物质元素，从营养学的角度可分为必需元素、非必需元素和有毒元素三类。必需元素在一切机体的正常组织中都存在，而且含量比较固定，缺乏时会发生组织上或生理上的异常，当补充这种元素后即可恢复正常（或可防止出现异常），如钙、钾、钠、磷等。非必需元素在机体正常组织中不一定存在，而且对机体正常组织及生理功能无关紧要，如硅等。有些元素，目前尚未证实对人体具有生理功能，而其极小的剂量即可导致机体呈现毒性反应，这类元素我们称之为有毒元素，如铅、砷、汞、镉等。
3、无论是人体必需的微量元素还是有害元素，在食品卫生标准中都有一定的限量规定，从食品分析的角度统称为限量元素。人体微量元素的需求浓度常严格局限在一定的范围内，有的元素这一浓度范围比较宽，有的元素却非常窄。微量元素在这个特定的浓度范围内可以使组织的结构和功能的完整性得到维持。当其含量低于需要浓度时，组织功能会减弱或不健全，甚至会受到损害处于不健康状态之中。但如果浓度高于这一特定的范围，则可能导致不同程度的毒性反应，严重的可以引起死亡。因此，制定各种微量元素在各类食品中的限量标准和检测微量元素的含量对保障人体健康是十分必要的，同时也为人类的饮食安全性提供可供评价的依据。背景知识背景知识 一、铅测定的意
4、义一、铅测定的意义二二、食品中铅的限量、食品中铅的限量三、食品中铅的测定方法三、食品中铅的测定方法食品限量（MLs）/（mg/kg）谷类、豆类、薯类以及畜禽肉类0.2可食用畜禽下水、鱼类0.5小水果、浆果、葡萄0.2水果、蔬菜（球茎、叶菜、食用菌类除外）0.1球茎蔬菜、叶菜类0.3鲜乳、果汁0.05婴儿配方乳粉（乳为原料，以冲调后乳汁计）0.02鲜蛋、果酒0.2茶叶5表表4-1 食品中铅限量指标食品中铅限量指标任务任务4.1 4.1 食品中铅的测定食品中铅的测定【知知识识准准备备】原理仪器试剂 分析步骤1.11.11.21.21.31.31.41.4 食品中铅的测定食品中铅的测定1.1.石墨炉
5、原子吸收光谱法石墨炉原子吸收光谱法 结果计算 1.51.5试样中铅含量的计算 0V 10001000 1000c cXm（）式中：X试样中铅含量，mg/kg或mg/L；c试样消化液测定浓度，ng/mL；c0试样空白液测定浓度，ng/mL；V试样消化液总体积，mL；m试样质量或体积，g或mL。计算结果保留三位有效数字。【任任务实务实施施】原理仪器试剂 分析步骤2.12.22.32.4食品中铅的测定食品中铅的测定2.2.二硫腙比色法二硫腙比色法结果计算 2.5试样中铅含量的计算 式中：X试样中铅含量，mg/kg或mg/L；m1测定用试样液中铅的质量，g；m2试样空白液中铅的质量，g；m3试样质量或
6、体积，g或mL；V1试样处理液的总体积，mL；V测定用试样处理液的总体积，mL；计算结果保留两位有效数字。1223110001000mmXVmV（）【任任务实务实施施】食品中铅的测定食品中铅的测定【任任务实务实施施】说明：说明：本法为GB5009.12-2010第四法。本法检出限为0.25mg/kg；所用玻璃仪器均用硝酸（1020）浸泡24 h以上，用自来水反复冲洗，最后用去离子水冲洗干净；柠檬酸铵是一种在广泛pH 范围内有较强络合能力的掩蔽剂。它的主要作用是络合钙、镁、铅、铁等离子，防止生成氢氧化物沉淀使铅被吸附而受损失；氰化物是较强的配位体，可掩蔽铜、锌等多种金属的干扰，同时也能提高pH值
7、使之稳定在9左右。有剧毒！盐酸羟胺作为还原剂，保护二硫腙不被高价金属离子、过氧化物等所氧化，防止溶液中Fe3+与氰化物生成赤血盐；一、砷及其化合物的性质一、砷及其化合物的性质二、砷测定的意义二、砷测定的意义三、食品中砷的限量三、食品中砷的限量四、食品中砷的测定方法四、食品中砷的测定方法任务任务4.2 4.2 食品中砷的测定食品中砷的测定【知知识识准准备备】1.1.氢化物原子荧光光度法氢化物原子荧光光度法一、食品中总砷的测定一、食品中总砷的测定10251000ccXm（）式中：X试样的砷含量，mg/kg或mg/L；c1试样被测液的浓度，ng/mL；c0试剂空白液的浓度，ng/mL；m试样的质量或
8、体积，g或mL；计算结果保留两位有效数字。说明说明：氢化物原子荧光光谱法可满足各类食品砷卫生指标的检测要求。【任任务实务实施施】1.11.11.21.21.31.31.41.41.51.5原理仪器分析步骤结果计算试剂 一、食品中总砷的测定一、食品中总砷的测定2.2.银盐法银盐法1221AA1000Vm1000VX（）式中：X试样中的砷含量，mg/kg或mg/L；A1测定用试样消化液中砷的质量，g；A2试剂空白液中砷的质量，g；m试样的质量或体积，g或mL；V1试样消化液的总体积，mL；V2测定用试样消化液的总体积，mL。计算结果保留两位有效数字。原理仪器试剂 试样处理2.12.22.32.4分
9、析步骤 2.5【任任务实务实施施】2.6结果计算 说明说明：氯化亚锡在本试验中的作用是还原As5+成As3+，在锌粒表面沉淀锡层以抑制产生氢气作用过猛；氯化亚锡试剂不稳定，在空气中能氧化生成不溶性氯氧化物，失去还原剂作用，配制时加盐酸溶解为酸性氯化亚锡溶液，加入数粒金属锡，经持续反应生成氯化亚锡，新生态氢具还原性，以保持试剂溶液的稳定的还原性；乙酸铅棉花塞入导气管中，是为吸收可能产生的硫化氢，使其生成硫化铅而滞留在棉花上，以免吸收液吸收产生干扰，因为硫化物与银离子生成灰黑色的硫化银；不同形状和规格的无砷锌粒，因其表面积不同，与酸反应的速度就不同，这样生成氢气气体流速不同，将直接影响吸收效率及测
10、定结果，一般认为蜂窝状锌粒3 g或大颗粒锌粒5 g均可获得良好结果；二乙基二硫代氨基甲酸银或称二乙氨基二硫代甲酸银，不溶于水而溶于三氯甲烷，性质极不稳定，遇光或热易生成银的氧化物而呈灰色，因而配制浓度不易控制，浓度过低将影响测定的灵敏度和重现性，该吸收液必须澄清，吸收砷化氢后呈色在150 min内稳定；试样消化液中的残余硝酸需设法驱尽，硝酸的存在影响反应与显色，会导致结果偏低，必要时需增加测定用硫酸的加入量；砷化氢发生及吸收应防止在阳光直射下进行，同时应控制温度在25左右，防止反应过激或过缓，作用时间以1 h为宜，夏季可缩短为45 min；三氧化二砷（俗称砒孀）有剧毒，使用时必须小心；硝酸-硫
11、酸法或硝酸-高氯酸-硫酸法在消化有机物时，注意不要先加硫酸，因为加硫酸会使试样脱水炭化，使破坏处理困难。一、食品中总砷的测定一、食品中总砷的测定【任任务实务实施施】1.1.氢化物原子荧光光度法氢化物原子荧光光度法式中：X试样中无机砷含量，mg/kg或mg/L；c1试样测定液中无机砷浓度，ng/mL；c2试剂空白浓度，ng/mL；m试样的质量或体积，g或mL；F固体试样：F=10 mL25 mL/4 mL；液体试样：F=10 mL。12100010001000 1000c c FXm（）二、食品中无机砷的测定二、食品中无机砷的测定【任任务实务实施施】原理仪器试剂 分析步骤2.12.22.32.4
12、结果计算 2.5 2.2.银盐法银盐法式中：X试样中无机砷含量，mg/kg或mg/L；m1测定用试样溶液中砷的质量，g；m2试剂空白中砷的质量，g；m3试样的质量或体积，g或mL。计算结果保留两位有效数字。12310001000m mXm（）二、食品中无机砷的测定二、食品中无机砷的测定【任任务实务实施施】原理仪器试剂 分析步骤2.12.22.32.4结果计算 2.5 食品中其他限量元素的测定食品中其他限量元素的测定一、一、镉的测定镉的测定1.石墨炉原子化法1.原理2.仪器3.试剂4.分析步骤5.结果计算2.2.比色法比色法1.原理2.仪器3.试剂4.分析步骤5.结果计算知识拓展知识拓展 二、总
13、汞的测定二、总汞的测定1.1.原子荧光光谱分析法原子荧光光谱分析法1.1 原理 1.2 仪器 1.3 试剂1.4 分析步骤 1.5 结果计算2.2.二硫腙比色法二硫腙比色法2.1 原理2.2 仪器2.3 试剂2.4 分析步骤2.5 结果计算知识拓展知识拓展食品中其他限量元素的测定食品中其他限量元素的测定三、铜的测定三、铜的测定 1.原子吸收光谱法1.原理2.仪器3.试剂4.分析步骤5.结果计算6.其他2.二乙基二硫代氨基甲酸钠法1.原理2.仪器3.试剂4.分析步骤5.结果计算知识拓展知识拓展食品中其他限量元素的测定食品中其他限量元素的测定 一、填空题一、填空题1.化学元素依据它们在人体中含量的
14、不同，有 元素和 元素之分。2.存在于食品中的各种矿物质元素，从营养学的角度，可分为 元素、元素和 元素三类。3.氢化物原子荧光光谱法测铅采用的试样消化方法为 。4.氢化物原子荧光光谱法的原理为：试样消化后，在酸性介质中铅与 或 反应生成挥发性铅的氢化物。5.氢化物原子荧光光谱法时，残留在消化液中的 影响测定，故应赶净。6.用双硫腙比色法测定铅含量时，常用以下主要试剂，他们的主要作用是：盐酸羟胺起_作用，用以清除_的影响，氰化钾主要起_ _作用。7.二硫腙是一种 色结晶粉末，可溶于氯仿、四氯化碳，并呈 色，它与 种左右的金属起反应形成络合物。8.银盐法测定食品中砷的含量时，用 和 将五价砷还原
15、成三价砷，然后与锌粒和酸所产生的 作用生成 ，经 吸收后，形成 色胶体物与标准系列比较定量。习习 题题 二、选择题二、选择题1.下列元素不属于有毒元素的是（）。A.铅、砷 B.硅 C.汞 D.镉2.下列铅的化合物可溶于水的是（）。A.醋酸铅 B.铅的氧化物 C.硫化铅 D.铬酸铅3.根据GB 27622005食品中污染物限量，下列食品中铅的限量指标最高的是（）。A.可食用畜禽下水、鱼类 B.婴儿配方乳粉 C.水果、蔬菜 D.茶叶4.下列属于常量元素的是（）。A.锡B.锌 C.钙D.碘5.二硫腙比色法测铅时，铅离子与二硫腙生成络合物的适宜pH为（）。A.pH8.59.0B.pH7.59.5 C.
16、pH8.510.0D.pH4.56.56.二硫腙比色法测铅时，不需纯化的试剂为（）。A.盐酸羟胺溶液 B.二硫腙三氯甲烷溶液 C.硝酸 D.柠檬酸铵溶液习习 题题 三、问答题三、问答题 2.试述二硫腙的性质及提纯的作用，你认为二硫腙法测定食品中铅含量的操作过程中最关键 的操作环节是哪一步？1.请列举几个主要的与食品中铅测定相关的国家或行业标准。四、综合题四、综合题用原子吸收光谱法测定试液中的Pb，准确移取50 mL试液2份，用铅空心阴极灯在波长283.3 nm处，测得一份试液的吸光度为0.325，在另一份试液中加入浓度为50.0 mg/L铅标准溶液300 L，测得吸光度为0.670。计算试液中铅的质量浓度（g/L）为多少？习习 题题
