微量进样火焰原子吸收光谱法对牛奶中钙的直接测定

󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁

2008年12月FENXICESHIXUEBAO(JournalofInstrumentalAnalysis)1355~1358

微量进样火焰原子吸收光谱法对

牛奶中钙的直接测定

区󰀁红,贾󰀁薇,舒永红,张燕子

2.广州中医药大学󰀁中药学院,广东󰀁广州󰀁510006)

摘󰀁要:采用微量进样火焰原子吸收光谱法(FAAS)直接测定牛奶中的钙,无需样品预处理。该法与消化后常规FAAS法的测定结果一致。钙质量浓度在0~20mg/L范围内与吸光度呈线性关系,检出限(S/N=3)为0󰀁013mg/L,加标回收率为98%~101%,相对标准偏差(n=6)小于2%。方法应用于实际样品的测定,结果令人满意。

关键词:微量进样;火焰原子吸收光谱法;钙;牛奶

中图分类号:O657󰀁31;O614󰀁231󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁文章编号:1004-4957(2008)12-1355-04

1

2

1

1

(1.中国广州分析测试中心󰀁广东省化学危害应急检测技术重点实验室,广东󰀁广州󰀁510070;

DirectDeterminationofCalciuminMilksbyMicro󰀂samplingFlameAtomicAbsorptionSpectrometry

OUHong,JIAWei,SHUYong󰀂hong,ZHANGYan󰀂zi

1

2

1

1

(1.GuangdongKeyLaboratoryofChemicalEmergencyTest,ChinaNationalAnalyticalCenter(Guangzhou),

Guangzhou󰀁510070,China;2.SchoolofChinesePharmacy,GuangzhouUniversity

ofChineseMedicine,Guangzhou󰀁510006,China)

Abstrac:tAmethodforthedeterminationofcalciuminmilksbymicro󰀂samplingflameatomicab󰀂sorptionspectrometry(FAAS)wasdeveloped.CalciumwasdirectlydeterminedinthedilutedmilksamplebyFAASwithoutpretreatmentprocess.Theresultwasinwellagreementwiththatofdigested

samplewithHNO3-HClO4.Agoodlinearitywasobservedbetweenabsorbanceintensityandcalciumconcentrationinarangeof0-20mg/Lwithadetectionlimit(S/N=3)of0󰀁013mg/L.Therecov󰀂eriesofcalciumfromspikedmilksamplesrangedfrom98%to101%,andtheRSDs(n=6)werelessthan2%.Themethodwasrapid,simple,andwasappliedforthedeterminationofCainsever󰀂almilksampleswithsatisfactoryresults.

Keywords:micro󰀂sampling;flameatomicabsorptionspectrometry;calcium;milk

钙是人体必需的重要营养素之一,是保健食品、乳品中常规营养分析必须检测的主要项目和质量指标。目前,钙的测定方法有质谱法法

[5]

[1]

[2]

[3]

[4]

、发射光谱法、分光光度法、化学滴定法和电位滴定

等,其中按照国家标准(GB/T5009󰀁92-2003)的火焰原子吸收分光光度法和EDTA滴定法是常用

方法。火焰原子吸收光谱法测定钙具有灵敏度高、重复性好的特点,适于各类样品。

常规火焰原子吸收光谱法测定牛奶样品时,一般需先将试样消化,再转移定容,既费时,也易造成样品污染或损失。若直接测定,连续喷入样品时易使毛细管堵塞,同时试样内的组分大量积聚在燃烧器头的缝口上,导致火焰缺损,使原子吸收的灵敏度下降,因此不能长时间进行连续测量。微量进

[6-7]

样是近年发展起来的新技术,使用微量移液器进行间歇式进样,因此产生的信号是峰形信号。微量进样技术不改动仪器,也不附加设备,但综合了火焰原子吸收光谱法的抗干扰和无火焰原子吸收光谱法可取微量样品的优点。用这种新技术直接测定牛奶中的钙尚未见报道。本文研究了牛奶不经预处理,微量进样火焰原子吸收光谱法直接测定钙含量的实验条件,并与常规火焰原子吸收光谱法做了对比,结果表明,该法具有取样量少、线性范围宽、操作简单、灵敏、快速、结果准确等优点。

收稿日期:2008-05-28;修回日期:2008-07-21

holycomcn@163󰀁com

第一作者:区󰀁红(1969-),女,广东广州人,高级实验师,Te:l020-87683282,E-mai:l

1356

分析测试学报第27卷

1󰀁实验部分

1󰀁1󰀁主要仪器与试剂

Z󰀂2000原子吸收分光光度计(日本日立公司);钙空心阴极灯(河北衡水市宁强光源厂);微量移液器(法国吉尔森牌)。

钙标准储备液(GSBG62012󰀂90(2001),国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院);10g/L镧溶液:称取5󰀁86g氧化镧(纯度大于99󰀁99%),用少量水湿润,再加50mL盐酸,溶解后定容到500mL容量瓶中,摇匀。

所用酸均为优级纯,水为高纯水。实验中所有玻璃器皿均用8mol/L硝酸浸泡24h,再用去离子水和高纯水清洗干净,晾干后备用。

1󰀁2󰀁实验方法

1󰀁2󰀁1󰀁样品处理󰀁湿法消解:准确称取约2g市售牛奶,加混合酸消化液(V(HNO3)󰀂V(HClO4)=4󰀂1)20~30mL,盖上表面皿,置于电热板上加热消化。如未消化好而酸液较少时,再补加几毫升混合酸消化液,继续加热消化,直至溶液为无色透明。加几毫升水,加热以除去多余的硝酸,待溶液剩余2~3mL时,取下冷却,定容到50mL容量瓶中,摇匀。准确移取5󰀁0mL待测液于50mL容量瓶中,加5mL10g/L镧溶液,定容,摇匀待测。

直接法:准确称取约2g市售牛奶于50mL容量瓶中,用1%盐酸溶液定容到刻度,摇匀。准确移取5󰀁0mL稀释液于50mL容量瓶中,加5mL10g/L镧溶液,定容,摇匀待测。

1󰀁2󰀁2󰀁最佳工作条件的选择󰀁以燃烧器高度(A,h)、乙炔流速(B,v乙炔)、灯电流(C,I)、光谱通带(D,W)4因素为变量,进行4因素3水平正交试验,从而确定最佳实验条件(见表1)。

1󰀁2󰀁3󰀁微量进样装置及使用方法󰀁取下仪器上吸喷试样溶液用的毛细管及其保护管,而代之装上一只端部弯成L型的微量移液器塑料管尖,其它装置均与火焰法相同,测定时用微量移液器吸取样品溶液注入塑料管尖内,测量其峰信号。

No123456789K1K2K3k1k2k3RLevel123

Ah/mm10󰀁012󰀁515󰀁0

表1󰀁因素水平表(v空气=15󰀁0L/min)

Table1󰀁Factorsandlevels

v乙炔

B

/(L min󰀂1)2󰀁02󰀁42󰀁8

CI/mA3󰀁04󰀁05󰀁0

DW/nm0󰀁20󰀁41󰀁3

表2󰀁正交实验结果

Table2󰀁Resultsoforthogonaltests

A1112223330󰀁6700󰀁6150󰀁6620󰀁2230󰀁2050󰀁2210󰀁018

B1231231230󰀁5460󰀁8110󰀁5900󰀁1820󰀁2700󰀁1970󰀁088

C1232313120󰀁6360󰀁7020󰀁6090󰀁2120󰀁2340󰀁2030󰀁031

D1233122310󰀁7490󰀁5560󰀁6420󰀁2500󰀁1850󰀁2140󰀁064

Absorbance0󰀁2180󰀁2640󰀁1880󰀁1860󰀁2790󰀁1500󰀁1420󰀁2680󰀁252

2󰀁结果与讨论

2󰀁1󰀁仪器最佳工作条件的选择

在火焰原子吸收光谱分析中,除所用仪器的质量因素外,分析方法的灵敏度、准确性、干扰情况等在很大程度上取决于实验条件。本文采用正交试验确定最佳实验条件,结果见表2。

极值R反映4个因素对钙的吸光度的影响程度,从表2可以看出,RB>RD>RC>RA,即乙炔流速对吸光度值影响最大。为进一步判断实验误差及实验条件是否影响实验󰀁结果,对正交试验数据进行了方差分析,确表3󰀁方差分析

Table3󰀁Varalanceanalysis

Variationsource(变异来源)

ABCD

Error(误差)󰀁󰀁*F0󰀁05(2,

FP

(离差平方和)(自由度)(均方)0󰀁0005920󰀁000291󰀁00P>0󰀁050󰀁0134420󰀁0067222󰀁84P<0󰀁050󰀁001530󰀁006230󰀁000592)=19󰀁00

222

0󰀁000762󰀁59P>0󰀁050󰀁0031210󰀁59P>0󰀁050󰀁00029

SS

DF

MS

第12期区󰀁红等:微量进样火焰原子吸收光谱法对牛奶中钙的直接测定

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定这些因素的主效因子,见表3。由于A项R值较小,合并为误差项。从表3可知,乙炔流速对测定结果有显著性影响,其次是光谱通带,灯电流和燃烧头高度影响较小。综合考虑,确定最优条件为A1B2C2D1,即h=10mm,v乙炔=2󰀁4L/min,I=4󰀁0mA,W=0󰀁2nm。

2󰀁2󰀁进样体积的选择

取2󰀁0mg/L钙标准溶液,依次以20、50、100、150、200、300、400󰀁L及常规法进样,测定峰高吸光度,结果见图1。由图可知,随着进样体积的增加,峰高升高,当体积达到200󰀁L后,峰高值基本保持不变,与连续雾化时相近,说明200󰀁L已达饱和体积,故实验选进样体积为200󰀁L。为保证测量精度,对每份试样重复测定3次,取其平均值。

图1󰀁进样体积对吸光度的影响Fig󰀁1󰀁Effectofsamplevolume

onabsorbance

2󰀁3󰀁干扰实验

使用塞曼效应进行背景扣除与不使用塞曼效应扣除背景时的测定值一致,表明无背景吸收干扰。

分别绘制钙的标准曲线(a)、消化后(b)及未消化奶样(c)的钙标准加入法曲线,见图2。由图2可知,曲线b与a的斜率比为0󰀁99,b与c的斜率比为0󰀁98,均非常接近于1,说明采用微量进样法,消化与未消化奶样均无基体干扰,均可用标准曲线法定量。

原子吸收法测定钙时,P、A、lSi等元素的化学干扰可通过加入La、Sr溶液作释放剂消除

3+

2+

[8]

。本文选用镧溶液作释放剂进

图2󰀁标准曲线及标准加入法曲线

Fig󰀁2󰀁Thecurveofstandardaddition

行考察,取5󰀁0mL样品稀释液于50mL容量瓶中,加入不同质量浓度的镧溶液,以对应空白溶液为参比,测定钙的吸光度。结果表明,加入释放剂后,钙的吸光度明显增大,说明样品中的共存元素对钙的测定有化学干扰。加入0󰀁5~1󰀁0g/L镧溶液后,钙的吸光度最大且稳定,表明化学干扰已被消除,为了最大限度消除不同量干扰元素的影响,选择加入过量的镧溶液1󰀁0g/L作为钙的释放剂。

2󰀁4󰀁标准曲线的线性及检出限

取钙标准溶液以1󰀁0g/L镧溶液稀释配成系列不同质量浓度的钙工作溶液,按上述实验参数分别以200󰀁L微量进样和常规法进样,测其吸光度,以吸光度对质量浓度(mg/L)绘制标准曲线。常规法回归方程为A=0󰀁0042+0󰀁0644󰀂,相关系数r=0󰀁9999,线性范围0~10mg/L;微量进样法回归方程为A=0󰀁0092+0󰀁0477󰀂,相关系数r=0󰀁9999,线性范围0~20mg/L。可见微量进样法比常规法线性范围宽。相同实验条件下用微量进样法测空白11次,所得检出限(S/N=3)为0󰀁013mg/L。

2󰀁5󰀁方法精密度及回收率实验

按实验方法用微量进样法测定3种市售牛奶中钙的含量并做加标回收实验,结果见表4。从表4可知本方法回收率为98%~101%,相对标准偏差小于2%,符合分析方法要求。

表4󰀁精密度(n=6)及回收率

Table4󰀁Precisionofthemethod(n=6)andtherecoveryofcalcium

Sample

Yilimilkwithhighcalcium(伊利高钙低脂奶)Mengniupuremilk(蒙牛纯牛奶)Yilipuremilk(伊利纯牛奶)

ContentofCam/mg

3󰀁36,3󰀁49,3󰀁36,3󰀁40,3󰀁51,3󰀁382󰀁41,2󰀁37,2󰀁37,2󰀁41,2󰀁37,2󰀁312󰀁60,2󰀁58,2󰀁58,2󰀁56,2󰀁52,2󰀁54

Averagem/mg

3󰀁422󰀁372󰀁56

RSDsr/%1󰀁91󰀁51󰀁1

Addedm/mg2󰀁502󰀁502󰀁50

Foundm/mg5󰀁864󰀁895󰀁09

RecoveryR/%98101101

2󰀁6󰀁样品分析及方法对照实验

取6种市售牛奶,分别用本法直接测定样品及按常规法(GB/T5009󰀁92-2003中火焰原子吸收法)测定消化后样品,结果见表5。经统计学检验,2种方法所得测定结果没有显著性差异(P>0󰀁05)。

3󰀁结󰀁论

本文采用微量进样火焰原子吸收光谱法使样品不经消化直接进样测定,避免了处理样品时的繁琐1358

分析测试学报第27卷

和污染,省时省力,并有较好的准确度和精密度。本法与常规方法的测定结果基本一致,说明微量进样火焰原子吸收法测定牛奶中的钙是一种可靠、简便的分析方法。

表5󰀁样品中钙的测定结果

Table5󰀁Determinationresultsofcalciuminseveralmilksamples

Sample

Yilimilkwithhighcalcium(伊利高钙低脂奶)

Mengniupuremilk(蒙牛纯牛奶)Yilipuremilk(伊利纯牛奶)

Xiangmanloupapayamilk(香满楼木瓜奶)Xiangmanloupuremilk(香满楼纯牛奶)Yantangpuremilk(燕塘纯牛奶)

Thismethodwithoutdigestionw/(mg g-1)Conventionalmethodwithdigestionw/(mg g-1)

1󰀁681󰀁661󰀁151󰀁151󰀁241󰀁23

0󰀁591󰀁161󰀁16

0󰀁5981󰀁151󰀁15

参考文献:

[1]󰀁孙亚莉,孙敏.等离子体质谱法测定珊瑚锶和钙[J].分析化学,2000,28(8):941-944.[2]󰀁李秀萍,李丽华,张金生.MPT󰀂AES测定乳胶手套中的铁、镍、镁、钙、锌[J].分析测试学报,2007,26(5):

754-756.

[3]󰀁樊明德,谢巧勤,陈天虎,等.化学计量学方法用于多组分的分光光度分析!合成样品中钡锶钙的同时测定

[J].分析测试学报,2006,25(6):39-42.

[4]󰀁段文军,万新祥.返滴定法测定牛磺酸钙中的钙[J].分析试验室,2000,19(6):98.[5]󰀁胡娟,朱俊杰,郑建斌,等.倒数示波计时电位滴定法测定环境样品中的Cr、Ca、Mg和S[J].分析试验室,

1994,13(4):30-32.

[6]󰀁李绍南.少量样品快脉冲火焰原子吸收光谱分析[J].分析化学,1982,10(6):376-380.

[7]󰀁孙汉文,邵建辉,高银芳,等.节流脉冲-火焰原子吸收法测定人发中的微量元素[J].光谱学与光谱分析,

1992,12(5):91-94.

[8]󰀁郭玉生,赵永魁.有机化合物的原子光谱分析[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1997.

(上接第1354页)

参考文献:[1][2][3][4][5]

吴本熙.养蜂手册[M].北京:农业出版社,1975:293-296.ULRIKEK.Lebensmittelchemie[M].Germany:WILEY-VCH,1996:112-115.冯淇辉.兽医临床药理学[M].北京:科学出版社,1983:68-71.

张进杰.蜂蜜中链霉素残留量的测定方法液相色谱法[S].北京:中国标准出版社,GB/T18932.3-2002.BOGIALLIS,CURINIR,DICORCIAA.Simpleconfirmatoryassayforanalyzingresiduesofaminoglycosideantibioticsmilk:hotwaterextractionfollowedbyliquidchromatography-tandemmassspectrometry[J].JChromatogr:A,2005,1067:93-100.

[6]󰀁SARRIAK,MEGOULASNC,KOUPPARISMC.Developmentofanovelmethodbasedonliquidchromatography-evaporativelightscatteringdetectionforthedirectdeterminationofstreptomycinanddihydrostreptomycininrawmaterials,

pharmaceuticalformulations,culturemediaandplasma[J].JChromatogr:A,2006,1122:275-278.

󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁