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微波消解-原子荧光光谱法同时测定裂褶菌中砷与汞的含量



全 文 :2013.02·
·技术 TECHNIQUE
小于表 1中的最大值 0.887, 因此色素提取的最佳组合为
A3B3C2D1, 即盐酸浓度 0.25mol/L、 乙醇浓度 50%、 液料
比 10和时间 120min。
3 结论
色素提取方法还有酶法和超声波法等, 考虑到成本
及安全性等问题, 本文确定采用酸化乙醇为溶剂提取桃
金娘色素, 其最佳工艺条件为: 酸化乙醇溶液 (盐酸浓
度 0.25mol/L, 乙醇浓度 50%)、 液料比 10、 温度为 80℃
和提取时间 120min, 桃金娘色素提取量为 17.74mL/g。
参 考 文 献
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收稿日期: 2012-11-01
作者简介: 赵广河 (1977—), 男, 河南南阳人, 讲师, 硕士, 研究方
向果蔬深加工及功能食品。
通信地址: (542800) 广西贺州西约街 169 号
裂褶菌又名八担柴、 白参和树花等, 是一种具有较
高营养和药用价值的大型真菌。 其胞外多糖具有抑制肿
瘤、 抗菌消炎和抗辐射等生物活性和提高机体免疫力等
功能 [1~3]。 汞和砷在食品卫生监督检验中, 被列为重点
监督检测的有害元素, 因此, 食品中汞和砷含量的测定
是食用菌质量标准检测的主要项目。 测量方法主要有原
子吸收光谱法、 电化学法和色谱法等[4~6], 但这些方法操
作复杂, 成本较高。 微波消解-原子荧光法具有灵敏度
高、 干扰小和操作简便等优点, 精密度、 准确度和灵敏
度均能满足要求。 本文对人工培养裂褶菌中汞和砷的微
波消解-冷原子荧光光谱法测定方法进行了研究。
1 试验材料与方法
1.1 试验原理
在酸性条件下, 先加入硫脲与抗坏血酸混合溶液
使五价砷还原为三价砷, 再加入硼氢化钾使样品中三
价砷还原生成砷化氢 、 汞还原成原子态汞 , 由载气
(氩气 ) 带入石英原子化器中 , 砷化氢分解为原子态
微波消解-原子荧光光谱法同时测定裂褶菌中砷与汞的含量
张虽栓 李延垒
(河南质量工程职业学院食品与化工系)
【摘要】 建立了用微波消解-原子荧光光谱法测定人工培养裂褶菌中的金属砷与汞。 结果表明: 砷
在 1.00~10.0μg/L 内线性良好 , 相关系数为 0.9995; 汞在 0.10~1.00μg/L 内线性良好 , 相关系数为
0.9994; 砷和汞的测定值分别为 0.044μg/L 和 0.0039μg/L, 回收率分别为 97.4%和 946.7%, 相对标准偏差
均小于 5%。 该方法简便、 结果准确可靠, 能满足裂褶菌中砷、 汞的同时测定。
【关键词】 微波消解; 原子荧光; 裂褶菌; 砷; 汞
中图分类号: O 657.3 文献标识码: A 文章编号: 1000-9868(2013)02-0095-03
食品工程
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DOI:10.16167/j.cnki.1000-9868.2013.06.001
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TECHNIQUE 技术·
砷, 在砷和汞空心阴极灯的发射光激发下, 低能态砷
和汞原子被激发至高能态, 在去活化过程中, 分别辐
射出特征波长的荧光, 在此过程中砷和汞原子发出的
荧光被检测器捕获, 从而实现砷和汞含量的测定。
1.2 主要仪器
AFS-930 型双道原子荧光光度计, 北京吉天仪器有
限公司; 砷、 汞空心阴极灯, 北京有色金属研究总院;
微波消解仪: MARSXPRESS, 美国 CEM公司。
1.3 主要试剂
砷和汞标准溶液, 1 000mg/L, 国家标准物质研究中
心; 硫脲、 抗坏血酸、 硝酸、 盐酸、 30%过氧化氢和硼
氢化钾, 优级纯; 氩气, 纯度不小于 99.99%; (50g 硫
脲+50g 抗坏血酸) /L 混合溶液; 硼氢化钾溶液, 0.3g/L
(含 2g/L KOH), 现配; 待测样品干燥人工培养裂褶菌,
购于菜市场; 试验用水, 二级去离子水。
1.4 试验方法
称取经捣碎机打碎的人工培养裂褶菌干体约 1.000g
试样, 置于 100mL 微波消解罐 (聚四氟乙烯罐) 中, 加
7mL HNO3和 3mL H2O2。 微波消化装置消化程序: 500W
消化, 温度 110℃, 10min, 消解后等酸冷却后, 将溶液
转移至 25mL 容量瓶中, 用水冲洗罐壁 3 次以上。 加入
2.5mL HCl 和加 10mL (硫脲+抗坏血酸) 混合溶液并定
容至刻度待测, 同时作空白试验。
1.5 仪器工作条件
仪器及测量条件见表 1。
2 结果与讨论
2.1 微波消解条件的选择
本文考察了硝酸+过氧化氢不同比例消解体系的消
解效果, 试验结果见表 2。 结果表明采用硝酸-过氧化氢
消解液体系, 加速样品中有机物的消解。 对于有机物体
系, 硝酸+过氧化氢在 7∶3 是最适宜的微波消解液组合,
消解效果最佳, 故本试验采用此消解体系。
2.2 消解时间的确定
在微波消解样品时, 以防反应过于激烈而使压力骤
升, 采用功率 500W, 压力 1.1MPa。 为了使消解完全,
对最佳消解时间选择, 设定时间分别为 5、 8、 10、 15 和
20min 消解。 结果表明: 10min 时即可使样品消解完毕,
所以消解时间设定为 10min。
2.3 标准曲线的制作
分别去砷标准溶液各 0、 0.05、 0.10、 0.20、 0.30、
0.40 和 0.50mL 于 7 个 50mL 容量瓶中; 将汞标准溶液用
1%的盐酸溶液稀释至 10μg/mL 工作液, 移取此工作液
0.00、 0.05、 0.10、 0.20、 0.30、 0.40和 0.50mL于上述对应
的 7个 50mL容量瓶中, 然后向其中各加 10mL (硫脲+抗
坏血酸) 混合溶液, 最后用 1%的盐酸溶液定容至 50mL,
摇匀, 得到砷和汞标准混合溶液。 标准混合溶液中砷的
含量为 0、 1.00、 2.00、 4.00、 6.00、 8.00和 10.00μg/L, 汞
的含量为 0.0、 0.10、 0.20、 0.40、 0.60、 0.80和 1.00μg/L。
2.4 反应介质及酸度
在一定酸度条件下, 金属氢化物才能生成, 盐酸浓
度过低会影响硼氢化钾的活性氢产生, 同时荧光信号较
弱; 浓度过高反应过于剧烈, 新生态氢过量, 同时腐蚀
试验仪器设备, 荧光信号不稳定, 影响试验数据的准确
性, 分别测试 1%~5%的盐酸与标准液荧光强度的关系如
图 1所示, 可知盐酸浓度 1%时为最佳条件。
条件 砷测定参数设定 汞测定参数设定
负高压(V) 290 300
原子化器温度(℃) 200 200
原子化器高度(mm) 8 10
载气(mL/min) 500 500
屏蔽器(mL/min) 800 800
灯电流(mA) 30 30
测定方法 标准曲线法 标准曲线法
读取方法 峰面积 峰面积
读数时间(s) 10 10
延迟时间(s) 1 1
重复次数 3 3
表 1 仪器条件的设定
溶剂 HNO3
HNO3-HCl
(3∶1)
HNO3-H2O2
(3∶1)
HNO3-H2O2
(5∶2)
HNO3-H2O2
(7∶3)
试验
现象
呈黄色、
不澄清
有蓝色沉
淀物
有浑浊现

微弱的浑
浊现象
澄清、无浑
浊现象
表 2 不同溶剂微波消解结果
图 1 HCl 浓度对荧光强度的影响
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2.5 硼氢化钾浓度的影响
硼氢化钾浓度不仅影响着砷化氢生成速度, 也影响
着荧光信号的强弱, 改变硼氢化钾浓度, 砷的荧光强度
随之增大; 当硼氢化钾浓度在 10~30g/L 范围变化时, 荧
光强度趋于恒定; 同时, 过多的硼氢化钾产生的氢气反
而会稀释汞浓度。 当浓度大于 25g/L 时, 荧光强度反而
下降。 故选择 20g/L硼氢化钾进行测定。
2.6 共存离子的干扰
在选定的工作条件下, 试验测知以下离子: Al3+、
Mn2+、 Fe3+、 Ca2+、 Mg2+、 Cr6+(100), Bi3+、 Zn2+、 Sb5+, Pb2+
和 Cd2+, 对样品中砷和汞元素的测定不影响, 可不必考
虑干扰问题。
2.7 线性范围与检出限
在仪器工作条件下, 测定砷和汞空白溶液、 标准混
合溶液系列, 试验表明: 砷在 1.00~10.00μg/L浓度范围线
性关系良好, 线性相关系数为 0.9995, 校准曲线方程为
I=502.93C+4.27; 汞在 0.10~1.00μg/L浓度范围线性关系良
好, 线性相关系数为 0.9994, 校准曲线方程为 I=455.24C+
3.78。 砷和汞检出限分别为 0.046μg/L和 0.033μg/L。
2.8 精密度试验
取标准系列中一份标准溶液 (As=3μg/L, Hg=0.3μg/
L) 连续 6次测定, 通过计算相对标准偏差见表 3。
由表 3 可知: 两种元素的测定相对标准偏差均小于
5%, 表明测定方法精密度良好。
2.9 回收率
在与样品前处理和测定条件相同的情况下 [7~9], 以已
知含量的样品溶液中加入一定量的砷和汞标准混合溶液
测定其回收率, 结果见表 4。 说明本方法具有良好的重
复性和可靠性, 能够满足分析要求。
2.10 样品测定
对上述处理样品进行测定, 测定结果见表 5。
由表 5 可知: 所检测裂褶菌中砷汞含量均低于国家
标准 (As≤0.5mg/kg, Hg≤0.01mg/kg)[10~11], 试验结果表
明: 采用微波消解一次性消化样品, 克服了样品处理繁
琐和待测元素易损失的缺点, 采用微波消解-原子荧光
仪同时测定砷和汞, 具有操作简单、 检测周期短等特点。
3 结论
本试验采用了微波消化一冷原子荧光法测定人工培
养裂褶菌中的砷和汞, 优化了最佳仪器条件和适宜的硼
氢化钾浓度、 硝酸浓度。 测量数据准确, 均满足微量元
素分析的要求。
参 考 文 献
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收稿日期: 2012-11-16
作者简介: 张虽栓 (1970—), 男, 河南平顶山人, 副教授, 硕士学
位, 主要从事食品与药物化学的研究。
通信地址: (467000) 河南省平顶山市
元素
测定结果(μg/L) RSD
(%)1 2 3 4 5 6
砷 As 3.11 3.08 2.96 2.97 3.23 3.17 2.63
汖 Hg 0.322 0.313 0.299 0.308 0.287 0.297 3.10
表 3 精密度试验结果
表 4 回收率的测试结果
元素
加标量
(μg/L)
测量值
(μg/L)
平均值
(μg/L)
回收率
(%)
砷 As 0.045 0.050 0.093 97.4
汖 Hg 0.0042 0.0050 0.0089 96.7
表 5 裂褶菌样品中砷、 汞含量测定结果
元素
测定结果(μg/L) 平均值
(μg/L)1 2 3 4 5
砷 As 0.041 0.050 0.039 0.042 0.048 0.044
汖 Hg 0.0035 0.0048 0.0034 0.0042 0.0038 0.0039
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