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原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用

来源:知实学术 分类:科技论文 发布时间:2020-05-26 浏览:

  摘 要:随着人们经济水平的快速提升,人们对于食品的安全性重视程度逐渐增加。在食品加工过程中会产生或者添加很多重金属元素,如Pb、Cd、Cr、Hg等,这些重金属元素的过量吸收会对人体的呼吸、消化和神经系统造成较大影响,所以要加强食品重金属元素的检测。原子吸收光谱法具有较高的检测灵敏度,同时具有准确度高、适用范围广等特点,在食品重金属检测中得到了非常广泛的应用。本文主要阐述原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用,希望能够对相关人士有所帮助。

  关键词:原子吸收光谱法;重金属检测;食品

  中图分类号:S-3 文献标识码:A

  DOI:10.19754/j.nyyjs.20200430012

  《现代食品科技》(月刊)创刊于1985年,由华南理工大学主办。本刊立足广东,辐射全国,作为广东地区唯一的、拥有国内、国际刊号的食品科技杂志,本刊以报导食品的新成果、新产品、新技术、新工艺及科技动态为已任,是广东省食品科技的桥头堡,在广东食品界拥有举足轻重的作用。

  引言

  近些年,食品安全方面的问题不断出现,某些不法商家为了追求更大的经济利益在食品中添加很多重金属元素,这些重金属元素会直接影响到人们的身体健康。随着人们对食品安全重视程度的逐渐增加,开始加强了食品重金属方面的检测,应用最广泛的方法之一就是原子吸收光谱法,此方法具有灵敏度高、精度好、检测元素类型多、应用范围广等优势,在食品重金属检测中得到了非常广泛的应用。

  1 原子吸收光谱法基本概述

  1.1 原子吸收光谱法基本原理

  原子吸收光谱法(AAS)是指利用气态原子能够吸收一定波长的光辐射作用,使得原子中外层电子从基态跃迁到激发态的现象。因为原子中电子存在不同的能级,会按照能级选择性共振吸收相应波长的辐射光。由于此共振吸收波长和此原子受激发之后发射的光谱波长相同,可以将其当作元素定性的依据所在。按照朗伯—比尔定律,可以按照吸收辐射的强度进行定量计算,所以可以将原子吸收光谱法当作痕量以及超痕量元素的测定方式。

  1.2 原子吸收光谱法重金属检测的基本流程

  进行检测所需溶液的有效配制,要确保其符合标准曲线方面的要求。

  进行样品溶液的配制。

  对于所配制的不同浓度标准溶液进行检测,要明确每种溶液所对应的吸光度。

  要按照确定的吸光度绘制出相对应的标准曲线。

  对于样品吸光度进行测定。

  将样品吸光度和标准曲线实施比对,从中能够得到实际样品的浓度。

  1.3 原子吸收光谱法的检测特点

  对于食品重金属检测来说,原子吸收光谱法的应用能够更加高精度地检测到重金属含量,同时利用此种方法能够检测的重金属类型较多,其具有较强的灵敏度和抗干扰能力,检测结果不易受到外部因素影响。但是原子吸收光谱法也具有某些方面的不足,如无法同时对多个元素进行检测,标准工作曲线线性范围相对狭窄等。所以在具体应用过程中一定要充分了解原子吸收光谱法的优势和局限,确保此种检测方法的应用效果。

  2 原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用分析2.1 基本检测方法概述

  按照所测重金属元素原子化方式的差异对原子吸收光谱法类型进行详细的划分,具体分成火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、氢化物原子吸收光谱法、冷原子吸收光谱法等。

  2.2 各種原子吸收光谱法简介

  2.2.1 火焰原子吸收光谱法

  火焰原子吸收光谱法是现阶段原子吸收光谱法中应用最为广泛的食品重金属检测方法之一。其基本原理为原子吸收光谱仪从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光,通过试样蒸汽时被蒸汽中待测元素基态原子所吸收,由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。

  火焰原子吸收光谱法的特点是灵敏度高、抗干扰能力强、精密度高、选择性好、仪器简单、操作方便,火焰原子吸收光谱法可测到(10)-9g/mL数量级。但是此种方法也容易受到温度的影响,温度过高会造成被检测元素分解形成基态原子电离,直接影响到重金属检测的灵敏度;温度过低也无法将被检测元素有效分解成为基态原子,影响到检测准确性。

  2.2.2 石墨炉原子吸收光谱法

  石墨炉原子吸收光谱法是利用石墨材料制成管、杯等形状的原子化器,用电流加热原子化进行原子吸收分析的方法。由于样品全部参加原子化,并且避免了原子浓度在火焰气体中的稀释,分析灵敏度得到了显著的提高。该法用于测定痕量金属元素,在性能上比其它许多方法好,并能用于少量样品的分析和固体样品直接分析,因而应用领域十分广泛。但是此种方法也存在一定的局限,如检测分析的范围相对有限,检测消耗时间相对较长,并且一般情况下只能检测一个元素等。

  2.2.3 氢化物原子吸收光谱法

  此种原子吸收光谱法就是将砷化氢发生反应和原子光谱进行结合,形成氢化物发生原子光谱分析的联用技术。其基本原理为在酸性介质中,以硼氢化钾将砷(Ⅲ)转化为砷化氢气体,由载气将其导入原子化器,分解生成原子态砷,在其特征吸收波长处测定原子吸光度。此种方法的优势在于可以对需要检测的元素实施分离以及富集,能够大大降低外部干扰,可以有效提升检测精度。

  2.2.4 冷原子吸收光谱法

  此种方法就是通过SnCl2或者盐酸烃胺将溶液当中的汞离子还原成为金属汞,同时通过空气流的方式将汞蒸汽引入到存在石英窗气体的吸管当中,以此来进行原子吸收量的测量。冷原子吸收光谱法的灵敏度和精度都比较高,特别是对于微量汞的测定来说是非常理想的方法。

  2.3 原子吸收光谱法在食品重金属检测中的具体应用

  2.3.1 肉制品重金属检测的应用分析

  在对于肉制品实施重金属检测过程中,为了可以有效获取肉制品中Zn、Cu、Fe、Ca等相应微量元素的含量,可以通过原子吸收光谱法对其进行检测。如,为了能够判定家猪肉以及野猪肉中重金属含量就可以利用原子吸收光谱法对这些肉类实施检测分析,同时能够对所检测到的数据进行深入分析,可以准确得知家猪肉中这些重金属元素的含量要明显多于野猪肉。在肉制品中应用原子吸收光谱法进行重金属检测,可以帮助人们进一步开发利用猪肉营养价值以及保健价值。另外,通过原子吸收光谱法和悬浮液技术的充分结合能够准确测定猪肝中Zn元素含量。除此之外,原子吸收光谱法也可以应用在鱼肉方面的检测,可以通过此技术测定鱼体中Zn和Cu的元素含量。如,付迎等通过原子吸收光谱法对于鱼肉和鱼脑中微量元素Cu以及Zn等进行了比较分析;李立波等通过石墨炉原子吸收光谱法测定了水产品中的痕量,得到的结果为线性范围0~10μg/L,相对偏差2.64%,检出限0.076mg/g,回收率为98.7%。

  原子吸收光谱法在肉制品重金属检测方面的应用,能够为人们提供更加准确的参考数据,人们可以按照自身的具体情况选定合适微量元素的肉制品进行食用,以确保人们的身体健康。

  2.3.2 果蔬以及粮食等重金属检测的应用分析

  目前,某些果农和菜农在进行蔬菜水果种植过程中,为了能够进一步提升产量同时防止病虫害的影响,会在种植过程中使用大量的农药。这些农药随着生物链的扩散必然会在蔬菜水果中有所残留,特别是在果皮当中,若是没有对其进行有效处理就会影响到人们的身体健康。现代农药中存在大量重金属元素,为了能够确保蔬菜水果的安全性可以通过原子吸收光谱法对于其中的重金属进行检测,防止这些重金属元素影响到人们的健康。如,张峰等阐述了利用火焰原子吸收光谱法可以对苹果中Zn、Fe、Cu、Mn、Cd等元素进行测定,可以利用氢化物原子吸收光谱法对于苹果中微量元素As以及Hg进行测定,明确了2种元素的平均加标回收率分别为97.84%和100.7%;可以通过石墨炉原子吸收光谱法对西红柿、洋葱中的Cd、Cr、Cu、Pb等元素进行测定,可以通过闭口微波消解法对样品实施前处理。

  2.3.3 酒水以及饮料等重金属检测的应用分析

  不同的酒水以及饮料中都会添加很多化学元素,为了确保人们的健康可以通过原子吸收光谱法对酒水以及饮料等進行重金属检测。通过此种方法可以准确检测出酒水和饮料中Cu的含量,同时对于数据实施分析之后可以获得不同类型重金属元素检出限、加标回收率、标准差等指标,分别为0.265μg/L、95.79%~100.74%、3.13%~5.06%等。另外,通过原子吸收光谱法也可以准确测定葡萄酒中Cu、Fe、Zn等含量。

  3 结束语

  对于食品的重金属检测来说,原子吸收光谱法是应用最为普遍的方法之一,其得到了非常广泛的应用并取得了相应的成效。本文主要阐述了原子吸收光谱法的原理、流程以及特点,同时介绍了其在肉制品、果蔬以及粮食、酒水以及饮料等重金属检测方面的应用,对原子吸收光谱法的进一步推广应用具有参考作用。

  参考文献

  [1] 刘为恺.原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用[J].化工设计通讯,2019(12):15-17.

  [2]吴天舒,王晓明,宫婉婷.原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用初探[J].食品安全导刊,2019(09):18-19.

  [3]朱桂生.原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用探析[J].食品安全导刊,2019(03):88-91.

  [4]张伟.原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用[J].科学咨询(科技·管理),2018(07):18-19.

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文章名称:原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用

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