主题:【第十三届原创】关于螯合剂有效去除鱼仔中重金属镉的研究

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aa51382500
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关于螯合剂有效去除鱼仔中重金属镉的研究

  摘要工业上有用EDTA-2Na对重金属的去除案例,效果很明显。现对于鱼干类海鲜干制品采用螯合剂一定配比后,浸泡萃取能有效的降低鱼干类海鲜干制品中镉的含量,使其满足《GB 2762-2012 食品安全国家标准 食品中污染物限量》中提到的水产制品 0.1 mg/kg限值以下。

    因人类生活环境的开发和利用,给地球这个大环境造成一定的污染,从而使得生态系统也随之发生了一定的变化。镉是一种重要的环境和工业毒物,也是一种半衰期很长(10~35年)的多器官、多系统毒物,对人体的肺、骨骼、肾脏、心脑血管、基因、肝脏和生殖系统都有毒害作用。《GB 2762-2012 食品安全国家标准 食品中污染物限量》对镉的限值规定在0.1 mg/kg至1.0 mg/kg(动物脏器)之间。随着科技的进步和发展,日前我们能有效去除或降低重金属含量的方法有:化学沉淀法、吸附法、生物法等。本文选用的是吸附法中EDTA等螯合剂对镉的去除方法研究。

本文对于多组螯合剂进行试验,并要结合注意螯合剂添加后带来的副作用、使用时浸泡液的pH、浸泡时的温度、浸泡的时间。

1. 试验材料与方法

1.1 试剂

本文选用了七种螯合剂:EDTA-2Na,柠檬酸,焦磷酸、酒石酸、甘氨酸、EGTA和特殊材料的螯合剂。

1.2 仪器

1.2.1 前处理设备

带鼓风功能的烘箱,高压消解罐多套,500 mL烧杯(以模拟生产中的浸泡桶)。

1.2.2 测试设备

因重金属含量是低含量的,采用了PerkinElmer公司的PinAAcle 900T石墨炉法测试鱼仔中镉的含量。

1.3试验方法

本文选取的是市面上肉质比较肥厚的公干鱼作为原料进行实验,(里面镉的含量已经测得,在0.20 mg/kg~0.40 mg/kg),称取大小形状类似的鱼仔30 g左右于烧杯中,同时准确称取上述螯合剂0.5%~1.0%(总重量比,水的比重按照1 mL=1 g来计算)分别加入上述螯合剂溶液,并用碳酸氢钠(小苏打)调节pH值至7~8左右。将称好的鱼仔浸泡到螯合剂中,完全浸没,用玻璃棒不断搅拌,然后静置4个小时以上,取出部分鱼仔用大量冷水冲洗,冲洗过后放入烘箱烘干(60 ℃,30 min),保证鱼仔中的水分在35%~50%。然后将烘烤后的鱼仔进行粉碎。然后后续步骤按照GB 5009.15-2014中规定的方法进行测定。(参考GB 5009.15-2014中的5.2.a方法测试)

样品消解后的溶液采用石墨原子吸收分光光度法检测镉,样品做平行样,两次独立测定结果的绝对差值不超过算术平均值的20%。

结果数据见下表(表1)。

表1

2.结果和讨论

2.1螯合剂对镉的去除效果

2.1.1 pH对镉效果的影响

    因每种螯合剂的pH不同,现只有通过加入碳酸氢钠来适当调节浸泡溶液的pH值,达到最佳的螯合效果,因有一部分螯合剂本身就是成酸性的,但加入碳酸氢钠的量不宜过多,会给鱼仔的肉质带了口感上的变化。从表1中可以明显看出pH值在7左右的效果最佳。

2.1.2萃取时间的影响

因螯合剂对于“萃取-饱和”是一个过渡阶段,会随着时间的推移及被萃取的样品自身中的含量来决定。通过表1可以看出,基本上在4个小时萃取的变化趋近于饱和。从表1可以看出,螯合剂效果较好的有EDTA、EGTA这两种,现针对于此类试剂进行深入研究。表2是针对螯合剂的萃取时间进行研究,可以从图表中看出,随着时间的增加,螯合剂中的镉含量也随之增加,到了4 h以上,基本趋于平稳,不再成倍增加,而是很少量的增加,所以说明4 h以上的时候,鱼仔中的重金属已经基本被萃取出来。

表2

2.1.3萃取剂的剂量

表3是针对螯合剂的定量试验,成果很明显,说明可以根据实际需要对于鱼仔加大螯合剂的剂量(前提是鱼仔的镉含量是经过测试知道结果的)。但在加大剂量的同时,相应的成本也会随之增加。

表3

2.2螯合剂的使用对于成品鱼仔的影响价值

从生产中了解到,鱼仔的价格是从鱼本身的肉质和鱼干含有的水分来决定的。一般一件越南鱼的价格在260元/件左右,一件泰国鱼的价格在340元/件。具体的价格也是根据市场上的供求关系来决定的,随着旺淡季,鱼仔的价格也是随之波动的。具体数据参见表4。

表4



    从批发网及供应商那边了解到的原料价格:EDTA-2Na是25元/kg,EGTA-4Na是110元/kg,碳酸氢钠(小苏打)食品级的是2.2元/kg。总体来看的话,从生产成本角度考虑,选用EDTA-2Na是比较能容易控制成本的。但是EGTA-4Na的螯合稳定性比EDTA-2Na的要强一些,更加有效的去除鱼仔中的重金属,可以将此类螯合剂进行配比使用。(5:3:1=食品级小苏打:EDTA-2Na:EGTA。调节pH为7.10-7.25左右)折算下来,每千克增加成本为0.458元,如果算到每包成品鱼仔的成本上(8g装和12g装),每包增加成本为0.00366~0.00552元。而对于采购来说,主要是针对于水分和肉质来进行采购,从鱼仔肉质的条件下考虑,可以通过运用螯合剂的萃取作用去除重金属,从而降低原料成本。

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skytoboo
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看这个方法好像也可以测测 CU PB ,NI,应该都有效果,另EDTA-2NA有毒吗? 处理会不会有点麻烦
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2020/6/5 8:58:04 Last edit by skytoboo
aa51382500
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原文由 skytoboo(skytoboo) 发表:
看这个方法好像也可以测测 CU PB ,NI,应该都有效果,另EDTA-2NA有毒吗? 处理会不会有点麻烦
只是鱼仔中镉是超标的 不信你去买几个品牌的鱼仔消解测试一下就知道了,所以只是阐述了对于镉有螯合作用,其他的暂时没有做过研究,不过后期可以试试。EDTA-2Na当然是属于非法添加剂,只是在GB 2762-2014中对于乙二胺四乙酸二钠是有严格使用范围的,这个原料里面添加当然会引入新的危害。
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skytoboo
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原文由 aa51382500(aa51382500) 发表: 只是鱼仔中镉是超标的 不信你去买几个品牌的鱼仔消解测试一下就知道了,所以只是阐述了对于镉有螯合作用,其他的暂时没有做过研究,不过后期可以试试。EDTA-2Na当然是属于非法添加剂,只是在GB 2762-2014中对于乙二胺四乙酸二钠是有严格使用范围的,这个原料里面添加当然会引入新的危害。
嗯是的,这个PH,EDTA 应该可以同时熬和,铜,镉,镍铅的。研究再用无毒有机溶剂萃回来应该就可以了。
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yy_0324
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学习了螯合剂有效去除鱼仔中重金属镉的知识,了解相关原理。
dadgoh
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螯合法会不会产生二次污染。
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aa51382500
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原文由dadgoh(dadgoh)发表:螯合法会不会产生二次污染。
其实这个是个问题,二次污染还在研究当中,只是最近时间没有再继续研究这方面的问题。
m3120301
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原文由aa51382500(aa51382500)发表:
原文由dadgoh(dadgoh)发表:螯合法会不会产生二次污染。
其实这个是个问题,二次污染还在研究当中,只是最近时间没有再继续研究这方面的问题。
EDTA 是一种食品添加剂
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之宣
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原文由 m3120301(m3120301) 发表:
EDTA 是一种食品添加剂
嗯 我也查了食品添加剂的标准 但是对于EDTA在鱼仔中进行添加没有相关出处,估计送检也没有检测依据。
zyl3367898
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