主题：【第十五届原创】食品中钙含量及异常数据分析

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Jun Nan Li

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哈罗德科技战队发表于：2022/11/16 14:30:32 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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1绪论

1.1研究对象

钙是人体生命活动的调节剂，是人体生命之源。在维持人体循环、呼吸、神经、内分泌、消化、血液、肌肉、骨骼、泌尿、免疫等各系统正常生理功能中起重要调节作用。人体任何系统功能均与钙有关，钙代谢平衡对于维持生命和健康起到至关重要的作用。特殊医学用途全营养配方食品是为了满足进食受限、消化吸收障碍、代谢紊乱或特定疾病状态人群对营养素或膳食的特殊需要，专门加工配制而成的配方食品^[1]。在特殊医学用途全营养配方食品中添加钙，以保证膳食常量元素的适量摄入。本文旨在对钙检验方法进行研究，对检验过程中结果偏高的问题进行分析处理并得出有效结论。

1.2立题依据

原子吸收光谱法检测食品中的钙^[2]含量，是广泛应用的一种方法，有精确度高，重现性好的优点。但干扰因素多，对一些难溶的元素上的测定灵敏度较低^[3,4]，李国鑫等^[5]研究表明，低浓度的高氯酸、盐酸会使吸光度增加，随着浓度增大，吸光度随之下降，磷酸根离子与硫酸根离子会与钙离子生成难挥发的热稳定化合物，不能完全解离，导致吸光度下降。在样品的前处理过程中，采用湿法消解的方法，体系中含有硝酸，高氯酸等无机酸。因此为排除干扰因素，增加检测结果可信度，依据GB 5009.92-2016《食品安全国家标准食品中钙的测定》^[2]对样品进行检测分析，为特殊医学用途全营养配方食品中钙检测方法的应用提供有效依据。对检测方法的线性关系、精密度、回收率进行验证，结果均符合GB/T27404-2008^[⁶^] 实验室质量控制规范食品理化检测的要求。

2材料

2.1仪器

PinAAcle 900T原子吸收分光光度计（珀金埃尔默仪器（上海）有限公司）、EH35B微控数显电热板（北京莱伯泰科仪器股份有限公司）、CPA225D十万分之一电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）、BL-220H千分之一电子天平（日本岛津）。

2.2试剂与标准品

优级纯硝酸（20190920）、优级纯高氯酸（20191207）、优级纯盐酸（20180620）、分析纯氧化镧（20180829）均购自国药集团化学试剂有限公司，钙元素标准溶液（1000μg/mL 203049-3）购自国家有色金属及电子材料分析测试中心并经过国家认证授予标准物质证书，水为GB/T 6682-2008^[7]规定的一级水。

3方法与结果

3.1特殊医学用途全营养配方食品中钙的测定

3.1.1光谱条件：原子吸收分光光度计配有火焰原子化器，波长422.7nm，狭缝0.7nm，灯电流10mA。

3.1.2样品消解条件：在微控数显电热板上加热至120℃/ 0. 5h~120℃/ 1h、升至180℃/ 2h~180℃/ 4h、升至 200℃~220℃。

3.1.3标准溶液的配制：

根据GB 5009.92-2016《食品安全国家标准食品中钙的测定》中可根据仪器的灵敏度及样品中钙的实际含量确定标准溶液系列中元素的具体浓度的注释，并结合本次实验用特殊医学用途全营养配方食品含量及仪器设备性能，对本次实验的标准系列工作液浓度进行了优化如表1：

准确吸取钙标准溶液(1000μg/mL)2.0mL于50mL容量瓶中，加硝酸溶液(5+95)定容至刻度混匀。准确吸取上述溶液0mL、2.0mL、4.0mL、6.0mL、8.0mL、10.0mL于100mL容量瓶中，另在各容量瓶中加入5mL镧溶液（20g/L），加硝酸溶液(5+95)定容至刻度，混匀。此钙标准溶液中钙的质量浓度分别为0mg/L、0.8mg/L、1.6mg/L、2.4mg/L、3.2mg/L、4.0mg/L。

表1 标准系列浓度

Table 1 Concentration of Standard Series

项目

GB 5009.92-2016标准系列,mg/L

优化后标准系列,mg/L

钙标准系列工作液浓度

0.5

1.0

2.0

4.0

6.0

0.8

1.6

2.4

3.2

4.0

3.1.4试样溶液的制备

准确称取试样1g（精确至0.001g），置锥形瓶或烧杯中，加入10mL硝酸、0.5mL高氯酸，在微控数显电热板上消解(120℃/0.5h～1h，升至180℃/2h～4h，升至200℃～220℃)，若消化液呈棕褐色，再加硝酸，消解至冒白烟，消化液呈无色透明或略带黄色，冷却后用水定容至50mL，取上述溶液10.0mL至100mL容量瓶中，加镧溶液（20g/L）5mL，用水稀释至刻度，混匀备用，此为试样待测液。同时做试剂空白试验。

3.1.5线性关系考察

将钙标准系列溶液按浓度由低到高的顺序分别导入火焰原子化器,测定吸光度值,以标准系列溶液中钙的质量浓度为横坐标,相应的吸光度值为纵坐标,制作标准曲线。得到标准曲线回归方程式为y=0.02789x（R²=0.9990）如图1，结果表明在0mg/L～4.0 mg/L范围内呈良好的线性关系。

图1 钙标准曲线

Figure 1 Calcium Standard Curve

3.1.6试样溶液的测定

在与测定标准溶液相同的实验条件下,将空白溶液和试样待测液分别导入原子化器,测定相应的吸光度值,与标准系列比较定量。按以下公式进行计算，结果如表2：

式中：

X——试样中钙的含量，mg/100g；

ρ——试样待测液中钙的质量浓度，mg/L；

ρ₀——空白溶液中钙的质量浓度，mg/L；

V——试样消化液的定容体积，mL；

f——试样消化液的稀释倍数；

100、1000——换算系数；

m——试样称样量，g；

表2 检测结果

Table 2 Test Results

样品名称	样品编号	检测结果，mg/100g	检测结果平均值mg/100g mg/100g
特殊医学用途全营养配方食品	1	80.855	83.4
		80.122
	2	83.036
		83.242
	3	84.115
		83.811
	4	85.857
		86.215

0.75

0.731

97.47

4讨论

依据国标GB 5009.92-2016《食品安全国家标准食品中钙的测定》，采用火焰原子吸收光谱法对特殊医学用途全营养配方食品中的钙含量进行了测定。检验结果偏高约28%。分析在样品处理过程中加入了硝酸、高氯酸，原因可能有以下两点：一是高氯酸未赶尽对实验分析产生影响；二是样品经过消解，并赶尽硝酸后用水定容，标准曲线系列制备过程使用硝酸溶液(5+95)定容，样品中没有留一定浓度的硝酸对实验分析产生影响。通过设计实验比对分析，样品在消解过程中不加入高氯酸结果仍然偏高。加入高氯酸并通过补加硝酸的方式，尽可能的将高氯酸赶尽。再利用补增的硝酸，使样品中保留一定的硝酸浓度。得到趋近于理论值的结果。为确保实验的可信度，对线性关系进行了考察，结果范围内呈良好的线性关系；对方法精密度测试，结果表明该方法结果准确且重复性良好；对加标回收率实验进行了测试，结果表明表明本方法准确度较好。

综上所述，样品加入无机酸加热消化，消化赶酸过程应该将高氯酸尽可能除尽，消除高氯酸对实验分析的影响，同时样品中保留一定浓度的硝酸，整个测定方法简单易行，结果准确。本文可为后续按照GB 5009.92-2016《食品安全国家标准食品中钙的测定》，检测特殊医学用途全营养配方食品中钙的含量提供一定的参考。