一種液態乳或乳粉中微量元素含量的檢測方法
2023-06-06 00:17:06 2
專利名稱：：一種液態乳或乳粉中微量元素含量的檢測方法
技術領域：
：本發明涉及一種液態乳或乳粉中微量元素的檢測方法，特別涉及一種利用電感耦合等離子發射光譜儀測定液態乳或乳粉中微量元素鈣、鉀、鎂、鈉、磷、鐵、鋅、錳和銅的直接進樣檢測方法，屬於化學成份檢測的
技術領域：
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背景技術：
：微量元素雖然在人體內的含量不多，但與人的生存和健康息息相關。它們的攝入過量、不足、或缺乏都會不同程度地引起人體生理的異常或發生疾病。微量元素最突出的作用是與生命活力密切相關，僅僅像火柴頭那樣大小或更少的量就能發揮巨大的生理作用。根據科學研究，到目前為止，已被確認與人體健康和生命有關的必需微量元素有18種。這每種微量元素都有其特殊的生理功能，儘管它們在人體內含量極小，但它們對維持人體中的一些決定性的新陳代謝卻是十分必要的。一旦缺少了這些必需的微量元素，人體就會出現疾病，甚至危及生命。如缺鋅可引起口、眼、肛門或外陰部發紅、丘疹、溫疹。又如鐵是構成血紅蛋白的主要成分之一，缺鐵可引起缺鐵性貧血。國外曾有報導機體內含鐵、銅、鋅總量減少，均可減弱免疫機制(抵抗疾病力量)，降低抗病能力，助長細菌感染，而且感染後的死亡率亦較高。微量元素在抗病、防癌、延年益壽等方面都還起著不可忽視的作用。而液態乳或乳粉中含有多種微量元素，隨著社會的發展液態乳或乳粉在人類的餐飲中變得不可或缺。因此，及時發明簡便、快速、準確的檢測方法，才能滿足日趨嚴格的微量元素含量要求，從而保證消費者的身心健康。雖然現有檢測微量元素的方法有很多，如火焰法、石墨爐法等。以火焰法為例，將樣品稱取後轉至電熱板炭化，再放入高溫爐內49(TC灰化八個小時，還要其降溫到室溫再加溶劑溶解，其樣品處理方法繁瑣，有時還會出現灰化不完全的現象。此外，火焰法儀器燃燒頭部分的鐵及鐵鏽對鐵元素的測定幹擾嚴重，不能保證結果的準確性。原子發射光譜法由光源提供能量使樣品蒸發，形成氣態原子，並使氣態原子激發產生光輻射，將光源發射的複合光經單色器分解成按波長順序排列的譜線形成光譜。由於待檢元素原子的能級結構不同，因此發射譜線的特徵不同可對樣品進行定性分析。而根據待測原子濃度不同，因此發射的強度不同，可實現元素的定量分析。
發明內容本發明的目的是提供一種液態乳或乳粉中微量元素含量的檢測直接進樣方法，其步驟簡單，結果準確可靠。本發明提供了一種液態乳或乳粉微量元素含量的檢測方法，包括以下步驟-1)製作標準乳樣的微量元素標準曲線；2)檢測樣品對樣品進使用與步驟l)相同的方法檢測微量元素；3)將步驟2)所得到的檢測結果與步驟l)所得到的標準曲線進行比對，得到樣品中微量元素的含量；其中，所述微量元素是鈣、鉀、鎂、鈉、磷、鐵、鋅、錳和/或銅。本發明中，所述檢測設備為電感耦合等離子發射光譜儀(ICP-OES)。本發明中，所述步驟l)中取多個不同濃度的微量元素標準溶液，優選4-8個標準樣品，更優選5個標準樣品，其標準溶液系列濃度如下元素tableseeoriginaldocumentpage5優選的，步驟2)中的樣品製備時加入表面活性劑和/或擴散劑，混勻。其中表面活性劑為曲拉通溶液，擴散劑為氯化銫溶液。其中，曲拉通(triton-100x)具有改變溶液表面活性的作用，在液態乳或乳粉試樣中加入一定量的曲拉通(triton-100x)，能夠改變其表面活性。通過添加曲拉通，可使溶液表面活性達到不會在儀器管路內堵塞的程度。乳粉配製成溶液其溶解會有一些顆粒，將氯化銫加入乳粉試樣中，使溶液中的離子呈現分散狀態，經霧化室的霧化作用使溶液霧化，將樣品均勻分布，能確保檢測結果的準確性。牛奶是均勻的液體，只要改變其濃度及表面活性即可，所以可加可不加。更優選的，乳粉樣品由如下步驟製備:稱取0.3g-0.4g乳粉，先加入0.2ml10%曲拉通溶液，再加入0.5ml氯化銫溶液，加入2。/。鹽酸(v/v)18ml，再加入0.5ml500Ug/ml鈹標準溶液，再用2。/。鹽酸(v/v)定容至25ml，混勻。而對於液態乳樣品，可由以下步驟製備稱取2.5g-3.0g液態乳，先加入0.2ml10%曲拉通溶液，加入2y。鹽酸(v/v)18ml，再加入0.5ml500Pg/ml鈹標準溶液，再用2。/。鹽酸(v/v)定容至25ml，混勻。加入鈹標準溶液，將其含量調配成10mg/100g，進行比對檢測，由於牛奶中不含鈹元素，加入鈹標準溶液計算出加入後的鈹含量，在計算儀器檢出值是否與加入量相一致，可以校正結果的準確性。電感耦合等離子發射光譜儀的光譜條件如下等離子體氣流量15L/min;輔助氣流量0.2L/min;霧化器流量0.85L/min;進樣體積1.5mL/min;功率1300W。對於鈣、鉀、鎂、鈉和磷採用徑向觀測，對所述鐵、鋅、錳和銅採用軸向觀測。上述樣品經儀器霧化室使其霧化，通過高溫炬管，採用多反應監測方式進行定量。該方法的儀器檢出限為0.024-0.21Ug/mL，在元素線性範圍內，相關係數r為0.999以上，回收率為86.8%103.8%(添加水平為10，50，100mg簡g)。本發明的檢測方法簡易、快速、準確、且靈敏度高，其優點在於1)方法簡便，特別是樣品處理過程簡單，元素損失及汙染率小，與火焰法相比，不必用碳化和灰化，可以直接進樣。2)線性相關性好。3)檢測平行度高，特別是對鎂、鈉兩種元素檢測穩定，平行結果好。4)火焰法儀器燃燒頭部分的鐵及鐵鏽對鐵元素的測定幹擾嚴重，不能保證結果的準確性，而本發明的直接進樣法沒有此幹擾。5)火焰法不能檢測磷等非金屬元素，而本發明的直接進樣法可檢測磷、碘等非金屬元素。6)不必高溫碳化和灰化，從而達到節約能源的目的。總而言之，本發明的方法對於大中型乳品企業來說，是一種快速檢測微量元素鈣、鉀、鎂、鈉、磷、鐵、鋅、錳和銅的方法。圖1是本發明的一個實施例的鈣標準曲線圖；圖2是本發明的一個實施例的鈉標準曲線圖；圖3是本發明的一個實施例的鎂標準曲線圖；圖4是本發明的一個實施例的鉀標準曲線圖；圖5是本發明的一個實施例的鐵標準曲線圖；圖6是本發明的一個實施例的鋅標準曲線圖；圖7是本發明的一個實施例的磷標準曲線圖；圖8是本發明的一個實施例的銅標準曲線圖；圖9是本發明的一個實施例的錳標準曲線圖。具體實施例方式下面將結合具體實施方案對本發明的方法做更詳細的說明。本領域技術人員應當理解，下述實施例均用於對本發明所要求保護的範圍進行實例性的描述，以此概括本發明的各參數的相對範圍，因而不能將之理解為對本發明的一種具體限制。實施例1標準曲線的繪製1、標準溶液的配製配製l、鉀、鎂、鈉、磷和鐵的標準溶液按表1所列的體積精確吸取各元素標儲備溶液(濃度1000ug/ml，國家標務中心購買的單標)，於100ml容量瓶中，用2%鹽酸準確定容，配製成混合標準溶液，混勻。配製鋅、錳和銅的標準溶液先將其標準儲備液配製成10ug/ml的中間溶液，再按表1所列的體積吸取中間溶液，配製成鐵、鋅、錳和銅的混合標準溶液。得到最終的標準系列溶液，轉至聚乙烯瓶中，放置於2-6。C冷櫃避光保存，可以保存2個星期。表1配製標準系列溶液所需儲備溶液量(單位ml)tableseeoriginaldocumentpage82、試劑(1)2%鹽酸的配製準確吸取20ml濃鹽酸(優級純)，於約有50ml超純水的燒杯中，冷卻後轉到1000ml容量瓶中，準確定容混勻。(2)表面活性劑和擴散劑的配製表面活性劑10%曲拉通(triton-x100)，按體積比2.5ml曲拉通與25ml的容量瓶中準確定容至刻度。擴散劑準確稱取0.635g氯化銫，用超純水定容50ml。3、用電感耦合等離子發射光譜儀檢測，使用美國Perkin-Elmer公司生產的OPtima5300DV電感耦合等離子發射光譜儀(ICP-OES)。1)電感耦合等離子發射光譜儀(ICP-OES)光譜條件是等離子體氣流量15L/min;輔助氣流量0.2L/min;霧化器流量0.85L/min;進樣體積1.5mL/min;功率1300W<2)鈣、鉀、鎂、鈉和磷選擇徑l鐵、鋅、錳和銅選擇軸向:4、檢測及結果1)配製微量元素5個濃度梯度溶液，分別先加入10%曲拉通(triton-xlOO)0.2ml，再加入0.5ml氯化銫，再加18ml2。/。鹽酸，最後再加入500ug/ml的鈹標液0.5ml，定容至25mL。然後用美國Perkin-Elmer公司生產的OPtima5300DV電感耦合等離子發射光譜儀(ICP-OES)進行檢測，根據所得數據，繪製標準曲線圖，相關係數可以達到0.9999以上。具體系列濃度見表2:表2各種元素系列濃度(單位ug/ml)tableseeoriginaldocumentpage9將液態乳或乳粉中鈣、鉀、鈉、鎂和磷等含量高的元素配製成一組，再將低濃度標準溶液配製另一組。這樣配製最大優點就是可以減少儀器磨損，延長儀器壽命。各種元素的標準曲線如圖1-9所示，各種元素濃度x(Pg/ml)與發射強度y的標準曲線方程如下-圖1:,丐y=9.0302x+3.7714R2=l圖2:鈉y=6.4151x-0.0508R2=l圖3:鎂y=3.3326x-0.0037R2=l圖4:鉀y=3.29xR2=l圖5:鐵y-18.208x+1.0182R2-=0.9998圖6:鋅y-85.488x+3.7256R2-=0.999圖7:磷y-0.2866x-0.0089R2==1圖8:銅y-7914.5x-0幾R2==1圖9:錳y-356.4x-0.08R2-=12)由於ICP-OES的線性很寬，所以本方法的線性很好。在0.01300ug/L範圍內，相關係數r=0.999以上。3)檢出限根據3倍標準偏差計算，測試方法為繪製標準曲線後將標準空白重複檢測，根據儀器計算出的標準偏差，3倍標準偏差換算成濃度即為檢出限。如表3所示表3檢出限的計算tableseeoriginaldocumentpage10本方法溶液中的檢出限為0.024-0.21ug/mL。5、回收率和精密度實驗(1)回收率實驗對同一種樣品進行九種元素加標回收實驗，每次回收率試驗各測三次，得出平均回收率。試驗具體數據見表4:表4樣品的回收率和精密度tableseeoriginaldocumentpage11經方法學驗證，在實驗濃度範圍內，r=0.999以上，回收率在86.8%103.8%之間，表明該方法符合微量元素檢測要求。精密度實驗的RSD分別在0.05%-8.0%之間。實施例2利用美國Perkin-Elmer公司生產的OPtima5300DV電感耦合等離子發射光譜儀(ICP-OES)測定乳中微量元素(以下簡稱ICP直接進樣法)，同時用海光GGX698火焰原子吸收法檢測乳中微量元素含量(以下簡稱火焰法)。檢測元素鈣、鉀、鎂、鈉、磷、鐵、鋅、錳、銅步驟1.儀器準備(1)打開主機及操作軟體，將儀器調至最佳狀態，打開氬氣、水冷循環，預熱四個小時。(2)檢査水封，安裝空心陰極燈，打開操作軟體及主機，將儀器調至最佳狀態，預熱。待儀器預熱完成後，打開水冷循環開乙炔氣開關、點火檢測樣品。2.樣品的製備將兩種兒童配方奶打開搖勻稱取2.5006g、2.9998、2.5012g、3.0001樣品，做兩個平行樣品，置於25mL容量瓶中，先加入10%曲拉通(triton-x勵)0.2ml，可再加入0.5ml氯化銫，再加18ml2。/。鹽酸，最後再加入500ug/ml的鈹標液0.5ml，定容搖勻。再稱取兩種樣品的兩個平行樣4.9990g、4.8826g、5.0021g、4.9025g樣品，置於瓷坩堝中，放到電熱板上加熱碳化，待煙冒盡轉致高溫爐內49(TC灰化八小時，用現有火焰原子吸收法進行測定。3.配製標準溶液按照表5所述濃度配製兩種混標，將鈣、鉀、鎂、鈉和磷五種元素配製成一種混標，鐵、鋅、錳和銅四種元素配製成另一組。表5各種元素系列濃度(ug/ml)tableseeoriginaldocumentpage13樣品檢測ICP直接進樣法將樣品檢測結果與標準曲線比對，代入相應方程計算出其濃度。實際操作中，在進樣前向儀器輸入質量、定容體積等樣品信息，採用多反應監測方式進行定量，儀器將結果直接計算出來。火焰法將灰化好的樣品取出冷卻至室溫，加入l:4鹽酸溶液(V/V)溶解，轉到50ml容量瓶中準確定容至刻度。再將原液稀釋50倍檢測轉、鎂、鈉含量，原液稀釋5倍檢測鋅含量，稀釋250倍檢測鉀含量，原液可檢測錳、銅、鐵含量。稀釋鈣、鉀、鈉、鎂時，加入50g/l的氧化鑭溶液，50ml加入lml、25ml加入0.5ml氧化鑭溶液。檢測結果將兩種方法檢測結果進行對比，結果見表7:表7檢測結果tableseeoriginaldocumentpage14備註單位銅、錳ug/100g,其它mg/100gICP直接進樣法檢測樣品元素含量輸入將樣品信息可以讓儀器自動計算出檢測結果，可以省去工作人員的計算工作及避免計算過程中的過失，不僅提高了工作效率還避免了過程中的過失。而且其檢測結果平行結果好，尤其檢測鈉、鎂、鈣等元素時火焰法平行結果很難達到誤差要求範圍，而火焰法樣品處理過程繁瑣又容易汙染，在上述結果就可看出火焰法檢測結果每個平行誤差大於ICP直接進樣法。實施例3利用美國Perkin-Ehner公司OPtima5300DV電感耦合等離子發射光譜儀(ICP-OES)測定乳粉中微量元素(以下簡稱ICP直接進樣法)與海光GGX698火焰原子吸收法檢測乳粉中微量元素含量(以下簡稱火焰法)。檢測元素鈣、鉀、鎂、鈉、磷、鐵、鋅、錳、銅步驟1.儀器準備(1)打開主機及操作軟體，將儀器調至最佳狀態，打開氬氣、水冷循環，預熱四個小時。(2)檢査水封，安裝空心陰極燈，打開操作軟體及主機，將儀器調至最佳狀態，預熱。待儀器預熱完成後打開水冷開乙炔氣。2.樣品的製備將兩種兒童配奶粉稱取2.5000g、2.5201、2.5123g、3.0001樣品，做兩個平行樣品，置於25mL容量瓶中，先加入10%曲拉通(triton-x100)0.2ml，再加入0.5ml氯化銫，再加18ml2。/。鹽酸，最後再加入500ug/ml的鈹標液0.5ml，定容搖勻。再用現有方法稱取兩種樣品的倆平行樣2.0058g、2.0235g、3.0123g、3.0102g樣品置於瓷坩堝中，放到電熱板上加熱碳化，待煙冒盡轉致高溫爐內49(TC灰化八小時。3.配製標準溶液按照表8所述濃度配製兩種混標(將鈣、鉀、鎂、鈉、磷五種元素配製成一種混標，鐵、鋅、錳、銅四種元素配製成另一組)。表8幾種元素系列濃度(yg/ml)tableseeoriginaldocumentpage15將配製好的標準溶液混勻轉至聚乙烯瓶中，待儀器預熱完成繪製標準曲線。同時配製火焰法所用的標準溶液，如表9所示。待儀器預熱結束後，輸入要檢測元素的標準系列溶液的濃度，將配製好的系列溶液按輸入的濃度對應的依次檢測，檢測結束後繪製火焰法的標準曲線。表9火焰法幾種元素系列濃度(ug/ml)tableseeoriginaldocumentpage164.樣品檢測ICP直接進樣法將樣品檢測結果與標準曲線比對，代入相應方程計算出其濃度。實際操作中，在進樣前輸入質量、定容體積等樣品信息，採用多反應監測方式進行定量，儀器將結果直接計算出來。火焰法將灰化好的樣品取出冷卻至室溫，加入1:4鹽酸溶液(V/V)溶解，轉到50ml容量瓶中準確定容至刻度。再將原液稀釋50倍檢測鈣、鎂、鈉含量，原液稀釋5倍檢測鋅含量，稀釋250倍檢測鉀含量，原液可檢測錳、銅、鐵含量。稀釋鈣、鉀、鈉、鎂時加入50g/l的氧化鑭溶液，50ml加入lml、25ml加入0.5ml氧化鑭溶液。測結果將兩種方法檢測結果進行對比，結果見表10:表10檢測結果tableseeoriginaldocumentpage17備註單位銅、錳yg/100g,其它mg/100g本發明的ICP直接進樣法檢測樣品元素含量免去火焰法前處理的一系列過程，從而減少前處理過程的汙染和損失使結果達到最準確。火焰法儀器燃燒頭部分的鐵及鐵鏽對鐵元素的測定幹擾嚴重，不能保證結果的準確性。而本發明的直接進樣法不會有這樣的幹擾，且對鎂、鈉兩種元素檢測較穩定平行結果較好。因不必用碳化和灰化直接進樣法不僅完成了方法的簡便還達到能源節約的目的。火焰法不能檢測磷等非金屬元素，而本發明的直接進樣法可檢測磷、碘等非金屬元素。此外，本發明的ICP直接進樣法以10%曲拉通(triton-x100)，作為表面活性劑，改變液態乳或乳粉溶液的表面活性，因沒有繁瑣的前處理過程，將液態乳或乳粉溶液直接進入高溫炬管除去其它有機物，從而能夠使對微量元素有較好靈敏度。對於乳粉樣品採用氯化銫的擴散作用，使奶粉溶液均勻擴散，使溶液中的離子呈現分散狀態，經霧化室的霧化作用使溶液霧化，通過高溫炬管利用發射光譜檢測其元素含量。權利要求1.一種液態乳或乳粉微量元素含量的檢測方法，包括以下步驟1)製作微量元素標準曲線；2)檢測樣品對樣品進使用與步驟1)相同的方法檢測微量元素；3)將步驟2)所得到的檢測結果與步驟1)所得到的標準曲線進行比對，得到樣品中微量元素的含量；其中，所述微量元素是鈣、鉀、鎂、鈉、磷、鐵、鋅、錳和銅。2.如權利要求1所述的檢測方法；其特徵在於所述檢測設備為電感耦合等離子發射光譜儀。3.如權利要求1所述的檢測方法；其特徵在於所述步驟1)中取多個不同濃度的微量元素標準溶液，優選4-8個標準樣品，更優選5個標準樣口口口o4.如權利要求3所述的檢測方法，其特徵在於所述標準溶液系列濃度如下元素系列濃度(單位lig/ml)鈣1050100200300鉀1050100200300鈉1050100150鎂1050100150磷1050100150鐵1251020鋅0.51234銅0.10.20.30.40.5錳0.10.20.30.40.55.如權利要求1所述的檢測方法，其特徵在於所述步驟2)中的所述樣品製備時加入表面活性劑和/或擴散劑，混勻。6.如權利要求5所述的檢測方法，其特徵在於所述表面活性劑為曲拉通溶液，所述擴散劑為氯化銫溶液。7.如權利要求6所述的檢測方法，其特徵在於所述樣品由如下步驟製備:稱取0.3g-0.4g乳粉，先加入0.2ml10%曲拉通溶液，再加入0.5ml氯化銫溶液，加入2。/。鹽酸(v/v)18ml，再加入0.5ml500ug/ml鈹標準溶液，再用2嘰鹽酸(v/v)定容至25ml，混勻。8.如權利要求6所述的檢測方法，其特徵在於所述樣品由如下步驟製備:稱取2.5g-3.0g液態乳，先加入0.2ml10%曲拉通溶液，加入2%鹽酸(v/v)18ml，再加入0.5ml500ug/ml鈹標準溶液，再用2。/。鹽酸(v/v)定容至25ml，混勻。9.如權利要求2所述的檢測方法，其特徵在於所述電感耦合等離子發射光譜儀的光譜條件如下等離子體氣流量15L/min;輔助氣流量0.2L/min;霧化器流量0.85L/min;進樣體積1.5mL/min;功率1300W。10.如權利要求3所述的檢測方法，其特徵在於對於所述鈣、鉀、鎂、鈉和磷採用徑向觀測，對所述鐵、鋅、錳和銅採用軸向觀測。全文摘要本發明涉及一種液態乳或乳粉微量元素含量的檢測方法，包括如下步驟1)製作標準曲線；2)檢測樣品；3)將樣品檢測結果與標準曲線進行比對，得到樣品中微量元素含量；檢測設備為電感耦合等離子發射光譜儀。樣品經氯化銫的擴散作用，利用曲拉通改變表面活性，加入鈹標液進行對比，經儀器霧化室霧化，通過高溫炬管，採用多反應監測方式定量。該方法的儀器檢出限為0.024-0.21μg/ml，在元素線性範圍內，相關係數r為0.999以上，回收率為86.8％～103.8％。此法可快速準確測定液態乳及乳粉中微量元素的含量，樣品製備過程中元素損失及汙染機率小，結果準確可靠，重複性好，靈敏度高。文檔編號G01N21/71GK101315387SQ20081013227公開日2008年12月3日申請日期2008年7月23日優先權日2008年7月23日發明者其其格,常建軍,梅李申請人:內蒙古蒙牛乳業(集團)股份有限公司