微波消解原子吸收法测定米粉中铁含量

2010-09-03那红萍董和亮

生命科学仪器 2010年1期

那红萍董和亮

（黑龙江农垦乳品检测中心哈尔滨 150008）

据国家最新调查研究表明：缺铁性贫血在我国儿童的比率非常高，1岁以下婴儿患病率为 22%~31%；1~3岁幼儿为 14%~29%；3~6岁学龄前儿童为 7%~26%。即使在发达的欧美国家儿童的患病率也达到5%左右，是一种常被家长疏忽了的常见病。然而缺铁性贫血对儿童的生长发育影响很大，长期贫血的孩子个子矮、体力差，智力和情绪也会受影响，因此专家提醒家长们要充分给予关注。中国宝宝在4个月以后极易发生缺铁性贫血，影响宝宝的智力发育以及性格的形成，婴儿每天需要铁约为0.5~1.5mg，一般人乳含铁约为1.5mg/L，牛奶为0.5mg/L；而人乳中的铁有50%可被吸收。显然不通过其他途径补充铁剂，所以要适当的在其它食物中给予铁的补充，加喂含铁丰富而易于吸收的食物，如食用米粉、配方奶粉等。儿童Fe的参考值为：25μg/g，成人约20μg/g。

现今食品中铁含量的检测主要用干法灰化（GB 5413.21-1997）和湿法消化（GB5009.90-2003）两种国标方法对样品进行前处理，消解后采用原子吸收法进行检测。干法灰化简单快速，但易造成铁的挥发，使结果偏低。湿法消化虽然结果比较准确但有一定的危险并且浪费时间，如有不慎就有爆炸的危险。微波消解技术是近些年来出现的一种较新的样品前处理技术[1]，该技术具有溶样能力强、速度快、无损失、污染少等优点。国内采用该技术进行样品消解的报道日益增多，但尚未见到用于食品铁测定的样品消解报道。为此，采用微波消解技术溶样，并用原子吸收法对样品进行测定，该方法在2~3h内即可自动完成样品的消解，得到结果另人满意，同样可应用于奶粉和豆粉的测定，其结果另人满意。

1 实验部分

1.1 仪器

美国PE 700原子吸收分光光度计; 马弗炉（德国 THERMOLEN FROUN）; 国产高压密闭微波消解系统(沈阳铁西区森华理化仪器研究所)；上海富马恒温干燥箱；铁元素灯（北京市朝阳天宫电器厂）；电子天平。

1.2 试剂及溶液

硝酸、高氯酸、硫酸、盐酸(均为A.R.级)；所用水为去离子水； H2O2(30%)。

标准溶液：Fe单元素国家标准溶液，浓度为1000μg/mL，购自国家标准物质中心。用2%优级盐酸介质逐级稀释配制系列标准溶液，系列质量浓度为2.5，5，10，15μg/mL。工作曲线相关系数均大于0.9999。

1.3 测定方法及步骤

1.3.1 微波消化称样 0.5~1g(精确至 0.0001g)于聚四氟乙烯消解罐中，加入4mL浓硝酸，按表1温度程序升温进行微波消解，微波溶样酸的选择，为了完全破坏有机基体，往往需在强酸中加入其他氧化剂如过氧化氢，一般消化液用HNO3+H2O2（1+2）进行消解，密封120℃加热2h后，硝酸浓度过高会使结果偏低，所以本文采用消解液置于电热板上水浴低温加热赶除过量的HNO3浓缩微沸0.5h[2]至剩余1mL后，转移定容25mL，摇匀待测。随同试样做空白实验。

1.3.2 干法灰化[3]；称5g样品于坩埚中，在小火上加热除去黑烟，再移入马弗炉中灰化3~4h，冷却，加入1+4的硝酸2~3滴，溶解，加热至样品变为白色盐体无黑色颗粒，加入1+4盐酸4mL溶解，定容50mL。随同试样做空白实验。

1.3.3 湿法消化[4]；称样品0.5g于三角瓶中，加入几粒玻璃珠防止暴沸溶液溅出，加入30~40mL的混合酸（硝酸+高氯酸=1+4），注意，安全期间高氯酸的量不能超过整个酸体系的20%），在三角瓶上方盖上坩埚盖，在电热板上中火加热，直至溶液变为无色透明溶液，约2~3mL时待微凉加入几毫升的去离子水，再加热赶酸，然后转移定容25mL。随同试样做空白实验。

1.4 AAS测试工作条件

原子吸收仪器设定条件如表2，

2 结果与讨论

2.1 干法灰化

干法灰化米粉需要时间比较长，而且消化不完全，经过长时间高温度的马弗炉灼烧还是会存有黑色难溶颗粒，需要用酸反复溶解和灰化，直到全部溶解，长时间高温的反复灰化对待测元素会造成一定的挥发损失[2]。致使干法灰化测定的米粉，回收率相对比较低。

2.2 湿法消化

湿法消化需要大量的酸，而且危险性比较大，在加热过程中，高氯酸的浓度一定不能大于1＋4[4]，如果超过此标准有爆炸的危险。而且加热过程要注意观察千万不能蒸干。否则被测元素有损失，还有爆炸的危险。由于处理过程引入大量的酸液增加了干扰物质，使回收率略微偏高。

2.3 微波消化

此消化方法具有危险性小，用酸量少，误差小，及干扰因素少等优点。重要的是消化后，在转移前为了避免酸度对结果的影响，必须除去多余的酸。本文采用消解液置于电热板上水浴低温赶除过量的HNO3至剩1mL后，转移定容至25mL容量瓶。定容后溶液酸度与标液酸度基本一致，定量取样与标准系列一起测定，不影响测定结果。

2.4 方法检出限

按确定的样品测定方法进行全程试剂空白测定7次(见表3)，以其测定结果标准偏差的3倍计算检出限为0.06mg/l.依据称样量和样品最终定容体积计算样品的检出限可达到1mg/kg, 测试范围3～100μg/g，相对偏差±5%，可满足目前一些国际标准要求。

2.5 回收试验和精密度

对同一样品用三种不同的方法进行加标回收试验，铁元素标准加入量均为1μg/mL。计算回收率；同时每种方法对样品进行7次平行测定，计算相对标准偏差结果（见表4）。

3 影响因素分析

3.1 分析消化液中HClO4, HNO3, H2O2用量对消解效果的影响

一般根据奶粉中的消解难易程度而配给不同比例的HNO3和HCLO4，考虑到消化罐传感温度的需要，消解液一般不得低于5ml，如果样品难于消解可适当的添加H2O2和HCLO4。根据实验经验一般难消解的小料（配方粉的添加剂、强化剂等）可添加0.5ml~0.2ml H2O2便可完全消解。适当添加少量的HCLO4可起到同样的作用。