专利名称：一种微波消解食品样品的方法
(一)方法领域本发明涉及一种用微波消解食品样品的方法，属于食品卫生理化检验技术领域，具体涉及消解样品技术领域。
(二)背景方法1975年，美国学者K.E贾维斯，等首次提出用微波技术消解样品，见载于《电感耦合等离子体质谱手册》原子能出版社，1997140-151。近几年，有关微波制样技术的报道较多，如李明等，微波高压消化法在试样分解中的应用，理化检验(化学手册)，1988，24(5)；戴京晶等，电感藕合等离子体质谱法测定茶叶中金属元素的方法研究，中国公共卫生，2002，18(10)1246；谢建滨等，微波消解/ICP-MS法测定人体肺及肾脏中稀土元素，中国公共卫生2002，18(12)1502-1504。但现有技术在消解过程中硝酸—过氧化氢使用量均较大且微波消解仪生产厂家最初推荐的方法要求用6-8ml浓硝酸，这些方法生成的消解物酸性很强，用原子荧光测砷、铅时，因生成白色悬浮物和沉淀，并不时有气泡产生，而影响测定结果，用石墨炉测铅、镉、铬等元素时，由于酸量过大，影响石墨管的寿命，同时酸性过强，对大部分仪器都有很强的腐蚀性。
《食品卫生标准使用手册理化检验方法》(GB/T5009-1996)中，除对食品中的铅、总汞、镉、铬的样品处理中有微波消解法外，对其他元素的测定样品处理方法中还未做规定，对一个样品中多种金属元素的分析通常要用2-4种消解方法，如此，大大增加了工作量，降低了工作效率，经济效率显著降低。
本发明方法包括使用微波消解仪和硝酸—过氧化氢或硝酸，具体操作为(1)消解液制备，称取固体、半固体或植物油的均匀食品样品0.2～1.0g，吸取液体样品0.5～3.0ml，置于消解罐中，含酒精的样品先放水浴去除酒精，加优级纯浓硝酸(ρ20＝1.42g/ml)0.5～1.0ml，放置10～15min；加优级纯30％过氧化氢0～0.5ml，放置10～15min，加水至8～15ml；(2)将上述样品轻轻摇匀，装妥消解装置，并将其放入微波消解仪中，进行消解，温度100-185℃，反应结束后自动冷却。
取出消解罐，将样品定容至15～25ml，用于测定。
用原子吸收分光光度计、原子荧光分光光度计及电感藕合等离子体发射光谱仪测定铁、锰、铜、锌、钙、镁、铅、镉、铬、汞、砷等元素。
上述消解液制备时，固体食品样品用量是0.2～1.0g；植物油样品用量0.2～0.43g。
上述消解液制备时，对于易消解的样品，用酸量＜1.0ml时，可不加过氧化氢。
上述消解液制备时，咸菜、蔬菜或水果样品加浓硝酸0.5～1.0ml，30％过氧化氢0.0～0.3ml。
上述消解液制备时，果汁、食醋、酱油、含乳饮料或各种酒样品加浓硝酸0.7～1.0ml，30％过氧化氢0.0～0.3ml。
上述消解液制备时，对于含脂肪少的糕点、面食、糖果、蜂蜜、牛奶、海产品或各类包装纸样品加浓硝酸0.8～1.0ml，30％过氧化氢0.3～0.5ml；上述消解液制备时，对于冰糕、冰激凌、茶叶、固体保健品、奶粉、豆粉、咖啡、肉类、含脂肪多的糕点、花生油或豆油样品加浓硝酸1.0ml，30％过氧化氢0.5ml。
上述微波消解，可分2-3步完成，温度、压力逐步升高，在每一步中3～8min的爬坡时间内升温到所定的温度。
消解程序及消解结果祥见表1表1 消解程序及消解结果样品种类 样品量 HNO3+H2O2步 爬坡 温度 压力 保持 消解(g/ml) (ml) 骤 (min) (℃) (psi) (min) 效果糕点(含脂肪 澄清、透少)面食、糖 0.5 1.0+0.51 5110 805 明、浅黄果、蜂蜜、海2 5175 300 15色产品、松花蛋冰糕、冰激凌、茶叶、保0.5 1.0+0.51 5110 100 5 澄清、透健品、奶粉、2 5175 400 20明、浅黄豆粉、咖啡、 色肉类、糕点(含脂肪多)花生油、豆油0.31.0+0.51 51101005澄清、透2 518540020 明、浅黄色咸菜、浓缩果0.50.5+0.21 310550 3澄清、透汁、水果、蔬 2 518525015 明、无色菜水果汁、醋、0.50.7+0.31 310550 3澄清、透酱油、含乳饮 2 417027015 明、无色料各类食品包 0.51.0+0.31 411080 4澄清、透装纸、牛奶2 517530020 明、无色发明方法的准确性实验通过检测分析GBW08508米粉和GBW08505茶叶发现此方法对铁、锰、铜、锌、铅、镉、汞、砷的回收率都非常高，测定值与标准值相吻合，表明方法的准确度和精密度良好，GBW08505茶叶中某些元素的测定结果见表2，GBW08508米粉中某些元素的测定结果见表3。
表2GBW08505茶叶中某些元素的测定结果元素标 准 值测 定 值 相对标准偏差 回 收 率(mg/Kg) (mg/Kg)(％) (％)Fe 373±23 358 1.0 96.0Mn 766±28 750 0.6 97.9Cu 16.2±1.9 16.5 0.4 101.8Zn 38.7±3.9 39.7 1.2 102.6Pb 1.06±0.10 1.01 3.2 95.3Cd 0.032±0.0050.034 4.5 106.2As 0.191+0.027 0.188 5.2 98.4表3GBW08508米粉中某些元素的测定结果元素标 准 值 测 定 值 相对标准偏差 回 收 率(mg/Kg) (mg/Kg)(％) (％)Fe 43.2±3.0 43.05 0.98 99.6Mn 28.4±3.8 27.21 0.45 95.8Cu 3.6 ±0.4 3.64 0.33 101.1Zn 18.0±1.0 18.46 1.1 102.6Hg 0.038±0.0050.037 4.3 97.4本发明的方法用于测定食品中的铁、锰、铜、锌、铅、镉、砷、汞、铬、镍、锡、硒、钙、钾、钠、镁、磷、硫、钼、钒等元素。
本发明方法的特点1.使用试剂量较仪器生产厂家推荐方法和有关文献报道用量少，空白值降低，避免了因加酸量大而带来的干扰。
2.消解液无需赶酸，可直接用于原子吸收分光光度计、原子荧光光度计和电感耦合等离子体发射光谱仪的测定，避免了因赶酸造成的待测元素的损失或污染，同时简化了操作步骤，缩短了工作时间，提高了工作效率。
3.消解效果理想，消解液均为澄清透明，有的样品消解液为黄色，但对测定结果毫无影响。
4.安全性大，用相同质量的同一样品，在同一消解程序下进行消解，本法所产生的压力比加6ml硝酸的方法低50psi左右。
5.因使用试剂量显著减少，降低了硝酸分解产生的氮氧化物对环境的污染和对实验人员的身体危害，经济效益和生态效益明显提高。
具体实施方式
实施例1.
1.仪器与试剂MARS5微波消解仪(美国CEM公司)，AA-6800型原子吸收分光光度计(日本岛津公司)，AF-610A原子荧光光度计(北京第二光学仪器厂)，AE-240全自动电子天平(瑞士)，奔IV计算机处理系统及hp1000打印机，铁、锰、铜、锌、铅、镉、砷、汞空心阴极灯。优级纯硝酸(ρ20＝1.42g/ml)，优级纯30％过氧化氢，金属标准溶液均为ρ(B)＝1mg/ml(国家标准物质研究中心)，铁、锰、铜、锌、铅、镉标准使用液临用前用0.5mol/L的硝酸逐级稀释，汞标准使用液临用前用1+9硝酸逐级稀释，砷标准使用液临用前用水逐级稀释，硼氢化钾0.1g/L(测汞)，硼氢化钾10g/L(测砷)，硫脲50g/L。
2.样品消解精密称取粉碎混匀样品茶叶(一级西湖龙井)0.5克，置于聚四氟乙烯消解罐中，加硝酸1.0ml，放置15min，加过氧化氢0.5ml浸泡15min，加水至8ml，轻轻摇动，装妥消解装置，连接好温度、压力探头，并将其放入微波消解仪中，根据表1选择消解程序，功率按1-3个样品300W，4-6个样品600W，7-12个样品1200W，进行消解，反应结束后自动冷却。容器内指示的压力＜50psi时，从防爆膜处缓缓打开，释放剩余压力，取出温度、压力探头，依次打开各罐，将样品定容至15ml。
3.测定方法铁、锰、铜、锌用火焰原子吸收分光光度计测定，用空气-乙炔焰，仪器狭缝，空气及乙炔流量，灯头高度，元素灯电流等均按仪器说明调至最佳状态；用石墨炉原子吸收分光光度计测定铅、镉，灰化温度铅为500℃，镉为500℃，原子化温度铅为1700℃，镉为1650℃，首先进入空白值测量状态，然后测标准系列，再依次测定消解空白，样品溶液。砷、汞选用原子荧光光度计测定，负高压砷为260V，汞为240V，灯电流砷为60mA，汞为40mA，载气流量砷800mL/min，汞为600mL/min，硼氢化钾砷为10g/L，汞为0.1g/L用标准曲线法依次测定消解空白、样品溶液。
4.测定结果见表4。
表4 样品中元素的测定结果(mg/Kg)样品名称FeMn Cu Zn Pb Cd As Hg一级龙井茶 149.06621.63 20.40 45.45 0.32 0.040 0.143 0.019大豆粉64.65 19.425.1518.65 0.17 0.093 0.175-实施例2.如实施例1所述，所不同的是食品样品是大豆粉，测定结果见表4。
实施例3.如实施例1所述，所不同的是食品样品是多元营养蜂蜜，测定结果为铅＜0.15mg/Kg，锌19.32mg/Kg。
实施例4.如实施例1所述，所不同的是食品样品是佳宝牌100％纯牛奶，精吸样品0.5ml，加硝酸1.0ml，过氧化氢0.3ml，测定结果为铅＜0.15mg/L，汞＜0.01mg/L。
实施例5.如实施例1所述，所不同的是食品样品为瓶装洛口醋，精吸混匀样品1ml，加硝酸0.7ml，测定结果为铅0.10mg/L，砷＜0.008mg/L。
实施例6.如实施例1所述，所不同的是食品样品是神丹牌无铅松花鸭皮蛋，测定结果为铅＜0.15mg/Kg，铜2.20mg/Kg，锌1.78mg/Kg。
实施例7.如实施例1所述，所不同的是食品样品是天润丰牌一次性纸杯，测定结果为铅0.31mg/Kg，砷＜0.016mg/Kg。
综上所述，本发明的微波消解食品样品方法所用试剂量显著减少，空白值低，测定结果准确；避免了传统消化方法因使用试剂量大而产生的大量有害气体对环境污染和对实验人员的身体危害；本法消解的样品溶液可用于测定食品中的多种微量元素、宏量元素和稀土元素，大大缩短了工作时间，提高了工作效率；经济效益明显提高，具有很大的使用价值和推广价值。
权利要求
1.一种微波消解食品样品的方法，包括使用微波消解仪和硝酸—过氧化氢或硝酸，其特征在于，步骤如下(1)消解液制备，称取固体、半固体或植物油的均匀食品样品0.2～1.0g，吸取液体样品0.5～3.0ml，置于消解罐中，含酒精的样品先放水浴去除酒精，加优级纯浓硝酸0.5～1.0ml，放置10～15min；加优级纯30％过氧化氢0～0.5ml，放置10～15min，加水至8～15ml；(2)将上述样品轻轻摇匀，装妥消解装置，并将其放入微波消解仪中，进行消解，温度100-185℃，反应结束后自动冷却。
2.如权利要求1所述的微波消解食品样品的方法，其特征在于，消解液制备时，植物油样品用量0.2～0.43g。
3.如权利要求1所述的微波消解食品样品的方法，其特征在于，消解液制备时，对于易消解的样品，用酸量＜1.0ml时，不加过氧化氢。
4.如权利要求1所述的微波消解食品样品的方法，其特征在于，消解液制备时，咸菜、蔬菜或水果样品加浓硝酸0.5～1.0ml，30％过氧化氢0.0～0.3ml。
5.如权利要求1所述的微波消解食品样品的方法，其特征在于，消解液制备时，果汁、食醋、酱油、含乳饮料或各种酒样品加浓硝酸0.7～1.0ml，30％过氧化氢0.0～0.3ml。
6.如权利要求1所述的微波消解食品样品的方法，其特征在于，消解液制备时，对于含脂肪少的糕点、面食、糖果、蜂蜜、牛奶、海产品或各类包装纸样品加浓硝酸0.8～1.0ml，30％过氧化氢0.3～0.5ml。
7.如权利要求1所述的微波消解食品样品的方法，其特征在于，消解液制备时，对于冰糕、冰激凌、茶叶、固体保健品、奶粉、豆粉、咖啡、肉类、含脂肪多的糕点、花生油或豆油样品加浓硝酸1.0ml，30％过氧化氢0.5ml。
8.如权利要求1所述的微波消解食品样品的方法，其特征在于，微波消解时，可分2-3步完成，温度、压力逐步升高，每步在3～8min爬坡时间内升温到所定的温度。
全文摘要
一种微波消解食品样品的方法，属于食品卫生理化检验技术领域。包括使用微波消解仪和硝酸－过氧化氢或硝酸，将固体、半固体或植物油的食品样品定量置于消解罐中，加纯浓硝酸0.5～1.2ml，放置10～15min；加30％过氧化氢0～0.5ml，放置10～15min，加水至8～15ml；将上述样品轻轻摇匀，装妥消解装置，并将其放入微波消解仪中，进行消解，温度100～185℃，反应结束后自动冷却。本发明的方法所用试剂量少，空白值低，测定结果准确；避免了传统消解方法对环境的污染和对实验人员的身体危害；本方法消解的样品溶液可用于测定食品中的多种微量元素、宏量元素和稀土元素。
文档编号G01N1/44GK1442694SQ0311214
公开日2003年9月17日 申请日期2003年4月11日 优先权日2003年4月11日
发明者刘素华, 刘岚铮, 翟明霞, 胡光春, 张瑛 申请人:济南市疾病预防控制中心