第十三章 食品中限量元素的测定

第一节 概述 食物中各种元素对人体来说， 从营养角度可分为：

必需元素 非必需元素 有毒元素

人体内矿物质大约占人体重量 6% ，其中包括常量元素、微量元素、有毒元素。一．常量元素：占人体总量的 99.95% 。标准健康成年人的元素组成为氧 65 ％、碳 18% 、氢 10 ％、氮 3% 、钙 1.5 ％、磷 1% 、钾 0.35 ％、硫 0.25% 、钠 0.15 ％氯 0.15% 、镁 0.0

5% 等 11 种含量大于 0.01 ％的元素称为人体常量元素。 C 、 H 、 O 、 N 、 S 、 P 是组成蛋白质、脂肪、碳水化合物和核酸的主要成分。也是构成生物体的最基本元素。其他几种同为构成骨牙、肌肉、神经、血液、腺体和各种体液、分泌液以及毛发、指甲等的必需成分，既是身体的建筑材 料 ， 又 能 调 节 生 理 机 能 。 　　除 C 、 H 、 O 、 N 之外，其他都叫矿物质常量元素。  

            钙，虽然体内绝大部分钙质都存在于骨、牙中，溶于血中很少，但作用十分重要。如它和镁、钾、钠协同，调节神经肌肉兴奋性，保持心肌的正常功能，钙还参加凝血过程。 　　钾，对维持人体内液体渗透压和酸碱平衡起重要作用。摄入量减少时，会产生周身疲乏、血压下降、多尿、肠梗塞等症状，严重者可因呼吸困难，心脏病变而死亡。 　　镁，是构成骨骼、牙齿和细胞浆的主要成分，还可调节神经和肌肉的活动，维持体内酸碱平衡，激活体内多种酶。人体缺镁可出现震颤、手足徐动甚至抽搐等症状。 　　钠，可维持体内水平衡、酸碱平衡以及神经肌肉的应激性等。缺钠表现：倦怠、眩晕、恶心、食欲不振、心跳加快、脉搏细弱、血压下降、肌肉痉挛等，严重者可出现昏迷。

　 氯，氯元素约占人体重量的 0.15% ，分布于全身各组织中，以脑脊液和胃肠道分泌物中最多，氯为组成盐酸的成分，能保持人体胃液正常酸度，有助于保持 体 液 酸 碱 平 衡 。 　　磷，是构成骨骼、牙齿和神经组织的重要成分，人体内有 80% 以上的磷存在于骨骼和牙齿中。参与细胞内碳水化合物、脂肪和核酸代谢，对维持神经、肌肉的正常功能和体内酸碱平衡起着重要的作用。

二．微量元素：含量在 0.01 ％以下的称为微量元素 在肌体中起作用的浓度以 ppm 、 ppb计。微

量元素的浓度与功能形式常严格局限在一定的范围之内，是人体必需的、但过量又会中毒的元素。现有 14 种：铁、锌、铜、锰、镍、钴、钼、硒、铬、碘、氟、锡、硅、钒。

• 微量元素在人体中的主要功能是： 1 运载常量元素，把大量元素带到各组织中去。 2 充当生物体内各种酶的活性中心，促进新陈代谢。酶在生物体内是许多化学反应必不可少的催化剂，而许多微量元素却是酶的组成部分或激活剂。例如锌与 200 多种酶的活性或结构有关。 3 参与体内各种激素的作用。如锌可以促进性激素的功能，铬可促进胰岛的作用等。 铁在人体中含量约为 4—5克。铁在人体中的功能主要是参与血红蛋白的形成而促进造血。  

三．有毒元素：1．目前尚未发现对人体有生理功能、且人体耐受力极小、进入体内量稍大就中毒的元素。如 Hg、 Cd、 Pb、As、等，这些元素在体内不易排出，有积蓄性，半衰期都很长。 例：① 甲基汞：在体内半衰期为 70 天 ② 铅：在体内半衰期为 1460 天。 在骨骼中为 10年 ③ 镉在体内半衰期为 16—31年。随着有毒元素在体内蓄积量的增加，机体便会出现各种反应，有的有致癌、致畸或致突变作用。对于这类元素，人们当然希望在食品中的含量越低越好，至少不要超过某一限度。

北京部分农产品含砷量过高 可能导致中毒！

04 年网上报道。

2．微量元素与有毒元素合称限量元素。3. 这些物质进入人体的渠道有：水源、土壤、环境、原料、辅料、添加剂、农药、化肥的使用、加工、制造、运输等带入；容器本身不纯，金属带入铅、锌；罐头中酸性锡的溶出；铜器带入过量铜；另外，还有呼吸、皮肤。

•食物链——水 鱼 鸭子 人

农作物 食品

饲料 家畜 肉制品

4．我国食品卫生法对食品中有害元素含量的规定及生活饮用水卫生标准见附表。 联合国粮食卫生组织与世界卫生组织对有些限 量元素许多比中国规定的量大。

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5．食品中限量元素的检测方法主要有：(1) 原子吸收分光光度法：选择性好、灵敏度高、 简便、快速、可同时测定多中元素。(2) 比色法：设备简单、价廉、灵敏度可满足要求。

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(3) 另外还有极谱法、离子选择电极法和荧光分 光光度法。

（极谱法——光学分析的一种，让电流通过溶液，然后增加电压，由电流变化情况来进行定量、定性分析。如：小型极谱仪，可用来自动监测自来水中限量元素的含量，实验操作全都自动化，每隔12min记录一次水样中 Cu、 Pb、 Cd、 Zn的含量。

第二节 元素的提取与分离 以上这些元素都以金属有机化合物的形式存在于食品中，要测定这些元素先要做两件事：1.用灰化法和消化法先将有机物质破坏掉，释放出被测元素。以不丢失要测的成分为原则。2. 破坏掉有机物后的样液中，多数情况下是待测元素浓度很低，另外还有其它元素的干扰，所以要浓缩和除去干扰。

一、样品的提取—灰化或消化 在高温或高温加强氧化条件，使有机物质

分解，呈气态逸散，而食品中无机成分残留下来。根据具体操作条件不同，分为干法灰化和湿法消化两大类。用灼烧手段（ 500~6000C ）分解食品的方法称为干法灰化，向样品中加入强氧化剂，并加热消煮，使食品分解的方法称为湿法消化。

•  消化法 ⑴HNO3-H2SO4消化法 ---适用于含 Pb 、As 、 Cu 、 Zn 等样品分析

称取均匀样品 10~20g 于凯氏烧瓶中，加入浓硝酸 20ml ，浓硫酸 10ml ，先以小火加热 ，待剧烈作用停止后，加大火力并不断滴加浓硝酸直至溶液透明不再转黑为止。每当溶液变深时，立即添加硝酸，否则溶液难以消化完全。待溶液不再转黑后，继续加热数分钟至有浓白烟逸出，消化液应澄清透明。

  ⑵H2SO4-H2O2消化法 ---此法用于含 Fe 含脂肪高的食品的破坏方法 eg ： 糕点、罐头、肉制品、乳制品等。

⑶HNO3-H2SO4-HCLO4消化法 ---适用于含 Sn 、Fe 有机物的破坏

称取 5~10g粉碎的样品于 250~500ml凯氏烧瓶中，加少许水使之润湿，加数粒玻璃珠，加 4 ： 1 的硝酸 -高氯酸混合液 10~15ml ，放置片刻，小火缓缓加热，待作用缓和后放冷，沿瓶壁加入 5或 10ml浓硫酸，再加热，至瓶中液体开始变成棕色时，不断沿瓶壁滴加 4 ：1 的硝酸 -高氯酸混合液至有机物分解完全。加大火力至产生白烟，溶液应澄清，无色或微黄色。在操作过程中应注意防止爆炸。

灰化法（干法灰化），将样品灰化。用灰分来测定这些元素。干法灰化又分

①直接灰化法（用于含 Cu 、 Pb 、 Zn样品中的有机物破坏）

         ②Ca(OH)2法（用于含砷有机样品的破坏）

         ③NaOH法（适用于含锡样品的有机物破坏）

二、浓缩浓缩与分离处理方法与后边测定方法有关。例：• 比色法测定， 用合适的金属螯合剂在一定条件下与被测金属离子生成金属螯合物，然后用有机溶剂进行液液萃取，使金属螯合物进入有机相从而达到分离与浓缩。• 原子吸收分光光度法， 测痕量元素则用离子交换法分离、提纯金属离子或除去干扰离子。

（一）螯合萃取原理

1. 样品溶液：① 金属离子 +螯合剂 =金属螯合物（金属螯合物

溶于有机溶剂，如果有色可进行比色测定） —— 有机相② 水 +其它组成 ——水相 2. 此法为液—液溶剂萃取法。 优点：较高的灵敏度，选择性，分离效果好，设 备简单，操作快速。 缺点：工作量较大，耗用试剂，溶剂较高，有的 易挥发，易燃，有毒等。

（二）螯合反应与亲水性 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，生成两个或两个以上环状结构的络合物，称为螯合物。

金属离子在未成螯合物之前，受水分子极性作用，以水合离子形式存在，为亲水性，难溶于有机溶剂，故不好直接用有机溶剂萃取。 选择适当的金属螯合剂可将金属离子变为疏水性的金属螯合物，然后再萃取。 物质是否有亲水性，主要看其是否能与水子形成氢键。

（三）常用的螯合剂实际应用的，目前已达 100多种，1.食品分析中常用的：双硫腙、二乙基二硫代氨基甲酸钠（ NaDDTC）、丁二酮肟、铜铁试剂 CuP （ N—亚硝基苯胲铵） 这些螯合剂与金属离子生成金属螯合物，相当稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，许多带有颜色可直接比色。 2、金属螯合物的萃取平衡 用有机溶剂萃取金属螯合物，金属在有机相和水相中的分配比与许多因素有关，当其他因素固定下来以后，金属分配率与 pH有关。

3、影响分配比值的几个因素：（1）螯合剂的影响：螯合剂与金属离子生成的螯合物越稳定，萃取效率就越高。（2）pH的影响： pH 越高，有利于萃取，但金属离子可能发生水解反应。∴要正确控制溶液的酸度 ,对萃取有利，还可提高螯合剂对金属离子的选择性。

例： Zn2+的最适宜pH为 6.5—10.

4.萃取溶剂的选择：溶剂是否有利于萃取的分离主要取决于它们的物理性质和化学性质。①一般尽量采用惰性溶剂，避免产生副反应。②根据螯合物的结构，由相似相溶原理来选：含烷基螯合物选卤代烃（CCl4、 CHCl3等），含芳香基螯合物选芳香烃（苯、甲苯等）③溶剂的相对密度与溶液差别要大、粘度小。④无毒、无特殊气体、挥发性较小。

5. 干扰离子的消除 一种螯合剂往往同时和几种金属离子形成螯合物，控制条件可有选择地只萃取一种离子或连续萃取几种离子，使之相互分离。 ⑴控制酸度 控制溶液的 pH值 ,可以做到选择的只萃取一种离子，或连续萃取几种离子，使它们相互分离。 ⑵使用掩蔽剂 例 .KCN 可掩蔽 Zn2+、 Cu2+

柠檬酸铵可掩蔽 Ca2+、Mg2+、 AL3+、 Fe3+

EDTA可以掩蔽除 Hg2+、 Au2+ 以外许多金属离子。

§3.几种重金属离子含量的测定重金属 比重 d ＞ 5 的金属

一、双硫腙比色法测 Pb、 Zn、 Cd、 Hg的含量 （一）双硫腙的性质 双硫腙，学名叫二苯基硫卡巴腙，为紫黑色结晶粉末，可溶于三氯甲烷及四氯化碳中。溶液呈绿色，但浓度大时为两色性（光通过时为红色，反射光呈绿色）；不溶于水，又不溶于酸，微溶于乙醇，可溶于氨及碱性水溶液。 双硫腙在有氧化剂存在，日光照射下都易被氧化为二苯硫卡巴二腙，此氧化物不溶于酸性或碱性水溶液，但溶于三氯甲烷或四氯化碳中，呈黄色至棕色。不与金属起螯和反应。市售的双硫腙中常含有此化合物，故使用时必须精制纯化。

（二）双硫腙与金属离子的反应在酸性溶液中并有过量双硫腙存在时生成单取代双

硫腙盐，即 1个双硫腙分子中有 1个 H 原子被金属离子所取代，二价金属离子则同时与 2个双硫腙分子反应。

在碱性溶液中或双硫腙量不足时、生成二代（双取代）双硫腙盐，即 1个双硫腙分子中有 2个 H原子同时被金属离子所取代。

双硫腙盐的萃取性能，主要决定于水相中的 pH值和双硫腙试剂的浓度。

某些金属离子（如 Fe+3、 Cu等）有氧化双硫腙的性质，在水溶液中加入盐酸羟胺，可阻止氧化作用。

（三） 双硫腙的三氯甲烷或四氯化碳溶液，在光的作用或高温下很快氧化成为黄色化合物。故应置冰箱保存。

(四 )双硫腙比色法测定食品中铅、锌、镉、汞的含量 1.铅的测定（ Pb） 铅用于用于选矿、冶炼、电镀、制造蓄电池等工业，另外也用于制造四乙醛 ，铅用于汽油的防冻剂，但由于环境污染，现国家已禁用。改用无水乙醇汽油。铅还可以用于印刷、油漆、陶瓷、农药及塑料等工业这样就给工业带来了铅的污染，它很容易被水作物，农作物吸收积累，从而污染食品，其次是工厂的设备和器皿，表面涂优铅的器皿也容易污染食品，铅不是人体必须的，铅通过食品，消化道进入人体，积累则会产生铅中毒。

• 铅中毒 (leadpoisoning) 以无机铅中毒为多见，主要损害神经、消化、造血和肾，对内分泌、生殖系统和铅接触女工对子代的影响已引起重视。

• 症状表现 急性铅中毒是在患者服含铅化合物后，即有恶心呕吐、腹胀、腹绞痛和血压升高，少数患者发生消化道出血和麻痹性肠梗阻。慢性铅中毒的典型症状如贫血、腹绞痛、周围神经病变、腕下垂、脑病等近年来已罕见。

离地面 1m处空气铅浓度是 1.5m处的 16倍，儿童受害， 2006年度哈尔滨市“中国儿童铅中毒防治项目”筛查报告显示，在对哈尔滨市 1275名 0岁至 6岁儿童进行血铅筛查后发现，有 9.56%的儿童血铅超标，几乎每十个孩子中就有一个孩子“铅中毒”。 

铅能与许多有机试剂生成带有颜色的化合物，常用来比色测定的还是双硫腙。

（ 1）双硫腙法 1. 原理：样品经消化后，在碱性（ pH值在 8 ～ 9）

溶剂中， Pb2+ 双硫腙形成红色络合物，溶于氯仿或CCl4中，红色深浅与铅离子浓度成正比，可比色测定。

     

测定前要加盐酸羟胺、氰化钾、柠檬酸铵来掩蔽铁、铜、锡、镉等离子。

2.试剂①酚红指示剂：称取 0.1g酚红，溶于 100ml95

％乙醇中，过滤。②20 ％柠檬酸铵溶液：称取 50g柠檬酸铵，溶于

100ml 水中，加 2滴酚红指示剂，用 1︰ 1氨水调至微红色（ pH8.5～ 9），置于分液漏斗中，用双硫腙三氯甲烷溶液分次抽提，每次 1

0～ 20ml ，至溶剂层绿色不变为止。

弃去双硫腙三氯甲烷层，再用三氯甲烷洗两次，每次 5ml ，弃去三氯甲烷层，加水稀释至 250ml 。 ③20 ％盐酸羟胺溶液：称取 20g 盐酸羟胺，溶于 50ml

水中，加 2滴酚红指示剂，用 1︰ 1氨水调至 pH8.5～ 9（由黄变红，再多加 2滴），置于分液漏斗中，同试剂②处理，将盐酸羟胺溶液用盐酸酸化（呈黄色），加水至 100ml 。④10 ％氰化钾溶液：称取 10g氰化钾，溶于 100ml 水

中。如需除铅，称取 20g 溶于 100ml 水中，同试剂②处理，最后稀释至 200ml 。⑤0.05 ％双硫腙贮备液：称取精制过的双硫腙 0.05g ，

加 100ml 三氯甲烷溶解，贮备于冰箱中。

⑥双硫腙使用液：吸取 1.0ml双硫腙贮备液，加三氯甲烷至 10ml ，混匀，用 1cm比色杯，以三氯甲烷调节仪器零点，于波长 510nm处测吸光度 A ，用下式计算出配制 100ml双硫腙使用液（ 70 ％透光率）所需双硫腙贮备液的毫升数 V 。

V＝ 1.55/A

⑦铅标准溶液：精密称取 0.1598g硝酸铅，加 10ml1 ％硝酸，全部溶解后，移入 100ml容量瓶中，加水稀释至刻度。此溶液每毫升相当于 1mg铅。

⑧铅标准使用液：吸取 1.0ml铅标准溶液于 100ml容量瓶中，加水稀释至刻度。此溶液每毫升相当于 10µg铅。3.测定步骤： 称取适量样品，用硝酸 -硫酸法消化或干法灰化后定容至 50ml或 100ml。吸取 10.0ml消化液和同量的试剂空白液，分别置于 125ml分液漏斗中，各加水至20ml。

吸取0.00、 0.10、 0.20、 0.30、 0.40、0.50ml铅标准使用液（相当于 0、 1、 2、3、 4、 5µg铅），分别置于 125ml分液漏斗中，各加 1％硝酸溶液至 20ml。

于样品消化液、试剂空白液和铅标准液中→各加２０％柠檬酸铵 2ml→２０％盐酸羟胺 1ml→酚红指示剂2d　→用浓氨水调 PH值 8.5-9.0 （颜色由黄→微红色）→加 10%氢化钾2ml→ 摇匀→加双硫腙氯仿使用液 10ml→摇动后分层→将氯仿层放入干净的 10ml比色管中→以零管调节零点，于 510nm下测定吸光度→绘制标准曲线， 从标准曲线上查出相应的样品消化液和试剂空白液中铅的含量。

4.计算：

X ＝

式中： x—样品中铅的含量，mg/Kg或mg/L；A1—测定用样品消化液中铅的含量， µg；A2—试剂空白液中铅的含量， µg；m—样品质量（体积）， g（ml）；V1—样品消化液的总体积，ml；V2—测定用样品消化液体积，ml。

1000

1000

1

2

21

V

Vm

AA

注意： ① 双硫腙法用氰化钾作掩蔽剂，不要任意增加浓度和用量以免干扰铅的测定。

②氰化钾，剧毒，不能用手接触，必须在溶液调至碱性再加入。废的氰化钾溶液应加 NaOH和 FeSO4(亚铁 )，使其变成亚铁氰化钾再倒掉。

③如果样品中含 Ca、 Mg的磷酸盐时，不要加柠檬酸铵，避免生成沉淀带走使铅损失。

④样品中含锡量＞ 150mg时，要设法让其变成溴化锡，而蒸发除去，以免产生偏锡酸而使铅丢失。

⑤测铅要用硬质玻璃皿，提前用 1-10% HNO3浸泡，再用水冲洗干净。

GB/T 5009.12—2003 《食品中铅的测定》

1.石墨炉原子吸收光谱法

2. 氢化物原子荧光光谱法

3.火焰原子吸收光谱法

4.二硫腙比色法

5.单扫描极谱法

2、锌的测定（Zn）GB 5009.14—2003

锌用在电镀、造纸、机械和自来水的制造等工业中应用，镀锌厂的废水，采用镀锌铁的容器包装食品，特别是酸性饮料，易沾有锌。

金属锌本身无害。 锌化合物可引起急性肠炎、肾损害，特别是氯化

锌 3-5g 可导致死亡。 （ 1）原理：样品消化后，在 pH 4.0 ～ 5.5, 锌

离子与双硫腙生成红色络合物，此络合物溶于 CCl4 ，加入硫代硫酸钠，可防止铜、汞、铅、铋、银和镉等离子干扰，与标准系列比较定量。

（2）试剂：①乙酸 -乙酸钠缓冲溶液：取等量 2mol/L 的乙酸溶液和乙酸钠溶液混合，此溶液的 pH 为 4.7

左右。用 0.01 ％双硫腙 -四氯化碳溶液提取数次，每次 10ml ，除去其中的锌，直至四氯化碳层绿色不变为止。弃去四氯化碳层，再用四氯化碳提取提取缓冲溶液中的双硫腙，至溶剂层无色，弃去四氯化碳。②25 ％硫代硫酸钠溶液：用 2mol/L乙酸调节 p

H 至 4.0～ 5.5 ，以下按试剂①步骤用双硫腙 -

四氯化碳溶液处理。

③0.001 ％双硫腙 -四氯化碳溶液。④锌标准溶液：精密称取 0.1000g锌，加 1

0ml 2mol/L 盐酸，溶解后移入 1000毫升容量瓶中，加水至刻度。吸取此溶液 1.0

ml 于 100ml容量瓶中，加 1ml 2mol/L 盐酸，以水稀释至刻度，即每毫升相当 1µg

锌。（ 3）测定步骤 吸取 5.0～ 10.0ml 定容的消化液和相同量

的试剂空白液，分别置于 125ml 分液漏斗中，加水至 10ml 。

吸取 0.0 、 1.0 、 2.0 、 3.0 、 4.0 、 5.0ml锌标准溶液（相当于 0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5µg锌），分别置于 1

25ml 分液漏斗中，各加水至 10ml 。 于上述各分液漏斗中各加 1滴甲基橙指示剂，用氨水调至由红色变黄，再各加 5ml乙酸 -乙酸钠缓冲液及 1ml 25 ％硫代硫酸钠溶液，混匀后，各加 10.0ml

0.001 ％双硫腙 -四氯化碳溶液，剧烈振摇四分钟，静置分层，收集溶剂相层于 1cm比色杯中，以零管调节零点，于 530nm处测吸光度，绘制标准曲线，查出样品消化液及试剂空白液中锌含量。

（ 4）计算：同铅的测定。

要领：（ 1）锌标准曲线重现性差，平行作 1-2份标准锌，以进行校正。（ 2）硫代硫酸钠除了能掩蔽干扰离子外，还有还原作用，

可保护双硫腙不被氧化，但也能与锌离子络合，故各管中的加入量应一致。（ 3）本法灵敏度较高，必须严格控制 pH值，同时所用水

应为无锌水，经阴、阳离子交换树脂纯化。器皿也先用硝酸溶液洗涤，然后再用无离子水冲洗干净。

2 、原子吸收分光光度法 国标中第一法 样品处理后，导入原子吸收分光光度计中，原子化后，吸收 213.8

nm共振线，其吸收量与 Zn 量成正比。锌标准溶液：精称金属锌（ 99.99%），溶于 HCl 中。

3、镉的测定（Cd) GB 5009.15—2003

镉用于治金、电镀、颜料、原子工业、农药等，生活用水，因使用镀锌、塑料管中镉的污染经消化道、呼吸道进入人体，损害人的肾、肝，易引起“骨痛病”。国标有四种方法：

第一法：石墨炉原子吸收光谱法（ p190）原理：酸性溶液中，镉离子与碘离子形成络合物，并经 4-甲基戊酮— 2萃取分离，导入原子吸收仪中，原子化后，吸收228.8nm共振线，与标准系列比较定量。镉标准溶液：用金属镉溶于 HCL 中加 HNO3+H2O稀释。

第二法：原子吸收分光光度法 （碘化钾—4-甲基戊酮—2 法） （双硫腙—乙酸乙酯法）原理：样品经消化处理后，在 pH6左右的溶液中，镉离子与双硫腙形成络合物，并经碘化钾—4-甲基戊酮—2或乙酸乙酯萃取分离，导入原子吸收仪中。

第三法：比色法

第四法：原子荧光法

4 、汞的测定 汞多用于电气仪器及设备、电解食盐、农药等等。工业自动化越发展，汞的用量越大，环境污染就越严重。污染严重的日本、瑞典 40µg/

人 · 天摄入，其它国家 10 µg/ 人 ·天，FAO/WHO规定 34 µg/ 人 ·天，中国食品汞允许量（mg/kg） 粮食 0.02 禽肉蛋 0.05

水产 0.3 牛乳 0.01

蔬菜水果 0.01 植物油 0.05

 （ 1）比色法：（＞ 1 mg/kg）原理：双硫腙氯仿溶液与样品中汞离子在酸性条件下生成双硫腙汞，在氯仿溶液中呈橙黄色，颜色深浅与汞离子浓度成正比。主要仪器： 消化装置：上带冷凝管的平底烧瓶。 721型分光光度计（ 2）测汞仪法（＜ 1 mg/kg）又叫冷离子吸收 法现有 590型测汞仪。

（ 3）甲基汞测定： 1 、薄层层析分离 2 、气相色谱法

GB 5009.17—2003

《总汞及有机汞的测定》

1. 氢化物原子荧光光谱法 （双道原子荧光光度计）

2. 冷原子吸收光谱法

3. 二硫腙比色法

压力消解法

其他消化法

二、其他比色法测定锡、铜、铬的含量选用比双硫腙专用性更强的螯合剂进行测定。

（一）锡的测定 除了工业污染外，罐头食品中镀锡马口铁有时被内容物侵蚀，产生了溶锡现象，还有的因焊锡涂布不牢而溶锡，有机锡毒性很大，如锡化氢 SnH4

1 、苯芴酮比色法 样品消化后，在酸性介质中， 4价锡离子与苯芴酮生成的橙红色胶体颗粒络合物，在动物胶存在下不聚集，可比色定量。

加抗坏血酸、酒石酸作掩蔽剂，排除铁离子干扰。

仪器：分光光度计 490 nm处测吸光度注意：天冷时，由于显色反应很慢，标准和样品分析溶液加入显色剂后，可在 37℃恒温箱放置 30 分钟，再比色。另外还有：1 、栎精比色法（又叫栎皮黄素，一种天然染料）2 、二硫酚法3 、碘法

4 、原子吸收分光光度法 灵敏度约为 1ppm. 。

GB 5009.16—2003

《食品中锡的测定》

1. 氢化物原子荧光光谱法 （双道原子荧光光度计） 2. 苯芴酮比色法

（二）铜的测定 GB 5009.13—2003

中第一法是原子吸收光谱法（ p187） 铜在工业广泛应用，铜的化合物作为杀虫剂、杀菌剂和消毒剂等。食品加工中由于使用铜器而易于受污染，铜是人体所必须的微量元素，但过量在人体积累中毒可引起肝肾障碍，甚至死亡。经“食物链”进入人体。• 介绍：二乙胺基二硫代甲酸钠比色法，常 用的方法，可检出 2.0～ 10.0µg 。

1.原理 样品经消化后，在碱性溶液中（ pH9～ 1

1）铜离子与二乙胺基二硫代甲酸钠（ DDTC-

Na）生成棕黄色络合物，溶于四氯化碳，与标准系列比较定量。

2.试剂①柠檬酸铵、乙二胺四乙酸二钠溶液：称取 20g

柠檬酸铵及 5g乙二胺四乙酸二钠溶于水中，加水稀释至 100ml 。②铜试剂溶液：称取 0.1g二乙胺基二硫代甲酸

钠，溶于水并稀释至 100ml ，贮于冰箱中。

• ③铜标准溶液：精密称取 1.0000g金属铜（ 99.

99 ％），分次加入 6mol/L浓度的硝酸溶解，总量不超过 37ml ，移入 1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度。此溶液每毫升相当于 1mg铜。临用时用 1mol/L 的硫酸溶液配制成每毫升相当于 10µg铜的标准溶液。

3. 测定步骤 样品用硝酸 - 硫酸法消化或干法灰化后定容至一定体积。吸取 10.0ml消化液和同量的试剂空白液，分别置于 125ml 分液漏斗中，加水稀释至 20ml 。

吸取 0.00 、 0.50 、 1.00 、 1.50 、 2.00 、2.50ml铜标准溶液，分别置于 125ml 分液漏斗中，各加 20ml 1mol/L 的硫酸。于上述各分液漏斗中，各加 5ml柠檬酸铵、乙二胺四乙酸二钠溶液和 3滴酚红指示剂，混匀，用 1 1﹕ 氨水调至红色。各加 2ml铜试剂溶液和 10ml四氯化碳，剧烈振摇 2min ，静置分层后，四氯化碳层经脱脂棉滤入 2cm比色杯中，以零管调节零点，于波长 440nm处测吸光度，绘制标准曲线。

4.计算：同铅的测定。

（三）铬的测定 GB 5009.15—85

铬用于印染、电镀、制革工业中。主要是 6价铬对人体造成危害。测定方法： p194

1.二苯碳酰二肼比色法：二苯碳酰二肼（二苯胺基脲、二苯卡巴脲、二苯 偕肼） C6H5NH-NH

C=O

C6H5NH-NH

原理：在消化液中加 KMnO4 ，将铬氧化成铬酸，在酸性溶液中，铬酸变为重铬酸，再遇二苯碳酰二肼生成紫红色络合物，溶液由黄色变为紫色，进行比色测定。

注意：1)二苯碳酰二肼与六价铬离子的反应特效行很强，一般量

的其他离子均无干扰。2) 二苯碳酰二肼用丙酮溶解，不稳定，临用时配置。 3) 此法测出的是 6 价铬与 3 价 Cr的总量。4)含铁高的样品会使铬的测定结果偏低，可在灰分溶液中

加入 0.1g氧化镁，煮沸 20min 后过滤，除去三价铁。2. 原子吸收光谱测定

三、原子吸收分光光度法 测定限量元素的含量

原子吸收分光光度法是利用原子吸收分光光度计来测定限量元素。

原子吸收光谱分析的仪器包括四大部分 光源 原子化系统 分光系统 检测系统

火焰原子化法原子化法 无火焰原子化法 石墨炉法 冷原子化法

空心阴极灯

火焰

棱镜光电管

原理 ：1.火焰式——仪器内有燃烧的火焰，提供一定能

量让含有限量元素的溶液雾化后，经过火焰获得能量，热离解为原子状态就可吸收特定波长的光，由基态→激发态，不同的原子所吸收的波长不一样，如测 Cu就要将仪器换上 Cu空心阴极灯，让其发射出Cu 的特定波长光，根据其吸收的多少来定量。（与标准曲线比较）

2. 无火焰原子化法 石墨炉法：

让样品溶液在石墨管小空间内完成干燥、灰化、原子化三步，仪器提供高温，原子再去吸收特定波长光。灵敏度比火焰原子化法高。 冷原子化法： 让溶液进行化学反应，使元素为原子态，再喷 入原子吸收分光光度计测定。

原子吸收分光光度法的特点：优点：灵敏度高，应用广，选择性好，抗干扰性

强，适于元素的痕量分析。缺点：要连续测不同的元素，就要多次换不同的阴

极灯。美国 PE公司 AAS——100型原子吸收分光光度计，

可以测定 76 种元素。同时具有火焰装置与石墨炉。

中国 WFX—1F 波长 190—860nm 。这些仪器都是，数字显示，自动打印数据，可读瞬

时值、积分值、峰值、峰面积等。应用于物质中微量和痕量无机元素的定量分析。

§4 、砷、硒、氟的测定一、砷的测定

As 为非金属元素，砷化物毒性很强，最常见的砷化合物有三氧化二砷（俗称砒霜或白霜），三氧化二砷为白色，无味无嗅的粉末。若含量不纯三氧化二砷为橘红色，俗称砒霜。砷的分布很广，如天然颜料、矿石、土壤、食盐、水、动植物体内。

砷的中毒有以下三种类型：（ 1）胃肠型：中毒后１ -２小时即出现症状，快者几十分钟即可出现。开始咽喉有灼烧感觉、口渴、流涎、

恶心，接着出现腹痛、呕吐，同时出现腹泻、小便稀少、心慌、眩晕、休克。（ 2）神经型：头痛、头晕、抽搐、知觉丧失、

出现昏迷状态，最后因呼吸麻痹及心血管中枢麻痹而死亡。（ 3）混合型：具有胃肠型和神经型的症

状，对于慢性中毒为面色苍白、黄疸、消化不良、发炎、落发、眩晕、头痛、烦躁不安、兴奋、运动发生障碍等。

砷的中毒很强，服用０ .００５～０ .０５克可引起急性中毒，服用０ .１ -０ .２克可以致死。（一）银盐法1 、原理：样品消化后，让所含 5价砷→ ASH3 ，再与二乙氨基二硫代甲酸银作用，在有机碱（三乙醇胺）存在下，生成棕红色胶态银，进行比色测定。在生成 AsH3 过程中，有 H2S ，会干扰测定，可用浸泡过醋酸铅的棉花来排除H2S 的干扰。

2 、 仪器： P200 、图 7-1 ，左边为 AsH3 发生器，里边放：样品消化液、 HCl 、KI 、 SnCl2,Zn粒。 横管中有 Pb(AC)

2

吸收 H2S 。右边为 AgDDC 吸收管。

（二）、砷斑法（古蔡氏法）

1 、原理：样品经消化后，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。反应式如下：As2O5+2SnCL2+4HCL→As2O3+2SnCL2+2H2O As2O3+6Zn+12HCL→2AsH3+3H2O+6ZnCl2

AsH3+6HBr→As(HgBr)3+3HBr（黄色）2 As(HgBr)3+ AsH3→3AsH(HgBr)2（黄褐色）AsH(HgBr)2+ AsH3→3HBr+As2Hg3(棕色 )

2 、测砷装置如右图

3 、主要试剂：①5 ％溴化汞乙醇溶液和溴化汞试纸。将剪成直径 2cm 的圆形滤纸片于已配好的上述溶液中浸渍 1小时以上，保存在冰箱中，临用前取出置暗处晾干备用。

②15 ％碘化钾溶液：贮存在棕色瓶中；③酸性氯化亚锡溶液④10 ％乙酸铅溶液和乙酸铅棉花⑤砷标准溶液。以上试剂配制同银盐法4. 测定步骤：⑴样品处理同银盐法。

⑵样品分析 取七个 100ml 的三角瓶编号 编号 1     2     3     4    5     6      7

砷标液 1mg/ml   0.0   1.0   2.0   3.0   4.0   5.0   20ml（标液）

15%碘化钾 5ml

40%SnCL2 2ml

  HCL  15ml  

加水 总体积达 35ml

放置 10 分钟后，加入锌粒 5g ，迅速装上预先装有溴化汞试纸，醋酸铅棉花和滤纸的测砷管。25-30℃避光处放 60 分钟，取出试纸，将样品与标准色斑比色比较，求出样品溶液中的含砷量。

5.计算：同银盐法

6 、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，能顺利透过气体又能除尽 H2S 。 (2)锑、磷等都能使溴化汞试纸显色，鉴别方法是采用氨蒸熏黄色斑，如果失变黑再褪去为砷，不变时为磷，变黑时为锑。 (3) 同一批测定用的溴化汞试纸的纸质必须一致，否则因疏密不同而影响色斑深度。制作时应避免手接触到纸，晾干后贮于棕色试剂瓶内。加： AS2O3剧毒， AsH3 及 HgBr2极毒，要在通风橱内进行，使用时必须谨慎。

二、硒的测定硒化氢， H2Se 是无色气体，具有令人厌恶的臭味。水溶液是酸。 Se 化合价有 2 、 4 、 6 。硒酸 H2SeO4属于强酸，它的性质与 H2SO4相似。不易挥发，它的盐—硒酸盐，很像硫酸盐。硒的一切化合物都有毒。ADI值 50—200μg 。硒是与 S共存的非金属。应用于电讯器材、半导体和玻璃制造等，所以硒的污染来自半导休工业和冶金工业等排出的三废。

硒是动物生长中必需的微量元素之一，起调节氧化还原反应速度，强化某些酶系的活性，调节 VA 、 C 、 E 、 K 在体内的吸收和消耗。牛、马、羊和鸡缺 Se 是能引起“白肌病”、心肌坏死、微血管出血等，动物休内过量地积累硒也引起中毒，出现脱毛、脱蹄、脱爪等。• 食物中 >5ppm引起中毒，但一般膳食中 Se含量能满足又安全。（一）二氨基萘荧光光度法 本法最低检测量为 0.005 ug硒。（二） 3 ， 3—二氨基联苯胺比色法 最低检测量为 1ug硒。

三、氟的测定

氟在普通条件下为气体，淡黄绿色，具有特殊气味。环境中的氟与地理条件有关，另污染来自熔融冰晶石，以磷矿石为主的磷肥生产、铝制造业、炼钢、制玻璃、燃烧煤等放出含 F气体和氟化物灰尘。食品中 F ，一是环境污染，二是施过磷肥的农作物。 F 是人体需要的微量元素之一，对牙齿有防龋抗蚀作用，微量能促进儿童发育、预防老人骨质变脆。正常情况下，人体每天摄入 F=3.0—4.5mg左右，摄入过量会积累，中毒，出现氟斑釉齿、氟骨症，在心脏中积累，会得心脏病、畸变。慢性 F 中毒会食欲一振、恶心、反应迟钝。

（一） 扩散—氟试剂比色法 1 、原理：食品中氟化物在扩散盒内与酸作用，产生氟化氢气体，经扩散被氢氧化吸收。氟离子与镧（Ⅲ）、氟试剂（茜素氨羧络合剂）在适宜pH 下生成蓝色三元络合物，颜色随氟离子浓度的增大而加深，用或不用含胺类有机溶剂提取，与标准系列比较定量。 （二） 氟离子选择电极法

  1 、常见食品中限量元素的含量范围及其测定意义。 2 、测定食品中限量元素时为什么需要分离和浓缩？螯合溶剂萃取分离的原理是什么？ 3 、介绍二硫腙的性质及其与金属离子的反应。

第十三章重点

名词解释 • 微量元素 • 空白试验• 水分活度• 食品添加剂• 检样 • 原始样品 

• 采用与正式试验相同的器具、试剂和操作分析方法，对一种假定不含待测物质的空白样品进行分析，称为空白试验。空白试验测得的结果称为空白试验值。在进行样品分析时所得的值减去空白试验值得到的最终分析结果。空白试验值反应了测试仪器的噪声、试剂中的杂质、环境及操作过程中的沾污等因素对样品测定产生的综合影响，直接关系到测定的最终结果的准确性。空白试验值低，数据离散程度小，分析结果的精度随之提高，它表明分析方法和分析操作者的测试水平较高。当空白试验值偏高时，应全面检查试验用水、试剂、量器和容器的沾污情况、测量仪器的性能及试验环境的状态等，以便尽可能地降低空白试验值。