专利名称：食品中重金属铜的检测方法
技术领域：
本发明涉及ー种重金属铜(Cu)的检测方法，尤其涉及ー种利用预富集-分光光度法对食品中的Cu离子进行检测的方法。
背景技术：
一般来说，食品中的重金属元素，一部分来自于动植物本身的生物富集作用；另一部分则来自于食品生产加工、贮藏运输过程中出现的污染。重金属元素进入体内后会使蛋白质变性、酶失去活性、组织细胞出现结构和功能上的损害，并以慢性中毒的方式严重影响到人类的生命安全。食品重金属污染是全人类面临的严峻问题之一，对食品进行有效的重金属污染检测显得尤为重要。 目前常用的重金属检测方法为石墨炉原子吸收光谱、ICP-AES、X射线荧光光谱法等。现代分析技术和分析仪器也在不断发展，元素的检测限已经大幅降低。但是，在ー些低浓度的重金属元素分析过程中，大量共存元素的干扰使得直接測定变得很困难。解决该问题的ー种办法是通过发展仪器联用技术，如ICP-MS等，但此种方法操作较为复杂、费用高且费吋，因而较难实现常规分析化；另ー种方法则是预先对金属离子进行分离富集，然后用常规仪器測定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种检测周期短、成本较低、利用了预富集-分光光度法的食品中重金属铜的检测方法。为了解决上述技术问题，本发明提供ー种食品中重金属铜的检测方法，包括以下步骤I)、选择去保护的改性交联壳聚糖微球CCTS-g-ED作为重金属铜离子吸附剂；2)、在玻璃柱子中装入CCTS-g-ED，再加入pH值为5.0的HAc-NaAc缓冲液(O. 4mol/L)使玻璃柱子被充满,形成微柱；3)、配制系列浓度的金属铜溶液，并用紫外可见分光光度计测定每种浓度的金属铜溶液的吸光度，从而获得标准曲线，y代表吸光度，X代表铜溶液中铜离子的浓度Ug/ml)；4)、利用预富集-分光光度法測定食品样品中Cu离子浓度①、食品样品处理将食品样品进行消解处理，将所得的液态消解产物进行稀释和定容，得样品消解液；②、将所得的样品消解液调节pH至5 ;得调节后溶液，将调节后溶液加入到上述步骤2)所得的微柱中，控制调节后溶液的流速为O. 5"! mL/min (最佳为I mL/min);吸附完毕，加入浓度为O. 9^1. I mol/L (最佳为I mol/L)的HCl溶液作为洗脱液；控制洗脱液的流速为O. 5^3 mL/min (最佳为3mL/min),洗脱完毕后，收集所有的流出液作为汇总后的流出液，用紫外可见分光光度计测定汇总后的流出液的吸光度，代入步骤3)所得的标准曲线中，最终获得食品样品中Cu离子浓度(先获得汇总后的流出液中Cu离子浓度，再根据汇总后的流出液的体积量和食品样品的重量，经过換算，最终获得食品样品中Cu离子浓度)。作为本发明的食品中重金属铜的检测方法的改进食品为动物肝脏；动物肝脏为猪肝、鲤鱼肝或鸡肝。在本发明的检测方法中，步骤2)中的在玻璃柱子中装入的CCTS-g-ED数量必须要保证能吸附步骤4)中的食品(动物肝脏)中的铜离子；ー般而言，目前常规的动物肝脏中铜离子的浓度肯定〈lOOOmg. kg'在本发明的步骤2)中，加入pH值为5.0的HAc-NaAc缓冲液(O. 4 mol/L)对CCTS-g-ED浸泡2(Γ28小吋，并使上述HAc-NaAc缓冲液装满柱子，形成微柱；备用。在本发明的步骤3)中，例如可精确配制成铜离子浓度为O. 2 ug/ml,O. 4 ug/ml、
0.6 ug/ml、0. 8 ug/ml的系列浓度的金属铜溶液,并用紫外可见分光光度计测定(在496nm处測定)每种浓度的金属铜溶液的吸光度，从而获得标准曲线(如图3所示)，y=0. 9088x, y代表吸光度，X代表金属铜溶液中铜离子的浓度(ug/ml)。在本发明的步骤4)中，对食品进行消解处理属于常规技术；所得的液态消解产物首先进行常规的赶酸，然后进行稀释和定容；ー般而言，O. 5g的食品样品所得的液态消解产物经赶酸处理后稀释定容(用超纯水)至8(Tl20ml ;作为样品消解液。将所得的样品消解液用浓度为O. 4mol/L的醋酸-醋酸钠溶液(即，pH值为5. O的HAc-NaAc缓冲液)调节pH至5，得调节后溶液。在本发明中，去保护的改性交联壳聚糖微球CCTS-g-ED为现有技木，例如可按照申请号为201210096788. I的《交联壳聚糖微球重金属离子吸附剂的生产方法》进行制备。在发明过程中，为了获得较佳的エ艺參数，发明人曾进行了如下的实验一、预富集条件的选择合适的流速对样品中金属离子的分离富集有重要的影响。流速过快，则样品中的金属离子不能被完全吸附，检测的结果就不准确；如果流速太慢，则会增加样品分离富集的时间，降低了效率。因此，选择合适的流速对确保实验结果的准确性很重要。本发明研究了不同富集和洗脱流速，对5 mg/L的Cu2+回收率的影响，以I mol/L HCl为洗脱剂。具体如下将Cu2+浓度为5mg/L的硝酸铜盐溶液，利用浓度为0. 4mol/L的醋酸-醋酸钠溶液(即，PH值为5. O的HAc-NaAc缓冲液)进行调节pH至5，然后到本发明步骤2)所得的微柱中，控制调节后溶液的流速为一定值；吸附完毕后，加入浓度为lmol/L的HCl溶液作为洗脱液；控制洗脱液的流速为一定值，洗脱时流出液中的铜离子浓度逐渐减小，洗脱结束时流出液中铜离子的浓度为零。结果如图2所示，CCTS-g-ED对Cu2+的吸附率随富集流速的增大而减小，在0. 5-1mL/min,吸附率达99. 6%以上，因此富集速率选I mL/min。类似的，洗脱率随流速的增大而减小，流速在0. 5-3 mL/min时，洗脱率达99. 2%以上，因此选择洗脱流速为3 mL/min。ニ、共存金属离子的影响生物样品组分比较复杂，包含很多其他微量无机元素干扰如Na+、K+、Ca2+、Mg2+。本发明通过向消解液中加标的方法，即外加金属离子使其浓度为0.5mg/L。除了研究了以上几种金属离子，还对Cd2+、Pb2+和Zn2+对富集O. 5mg/L Cu2+的影响进行了研究。实验结果表明，CCTS-g-ED对其他离子不吸或吸附量很小。在对应回收率为98. 6%的情况下，这些元素对Cu2+富集回收率没有影响。综上所述，本发明的检测方法是利用吸附剂对待测样品(即食品样品)进行分离富集后进行分光光度，具有检测成本低、仪器操作简单、准确、实用的优点，有利于食品重金属铜检测的普及。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进ー步详细说明。图I是配体こニ胺(ED)的结构图。
图2是吸附与洗脱流速对吸附率和洗脱率的影响图。图3是吸光度与铜离子浓度之间的标准曲线。
具体实施例方式按照申请号为201210096788. I的《交联壳聚糖微球重金属离子吸附剂的生产方法》制备去保护的改性交联壳聚糖微球CCTS-g-ED，依次进行以下步骤A、制备交联壳聚糖微球依次进行以下步骤①、室温下，在O. 5g粉末状的壳聚糖中加入质量浓度为4%的こ酸溶液12. 5ml，待壳聚糖充分溶解后，再加入液体状的石腊55ml,于350r/min的转速下搅拌10分钟；②、将步骤①的所得物升温至55°C，于350r/min的转速下继续搅拌10分钟后滴加乳化剂span-80 O. Iml(即2滴)，在相同转速下保温乳化10分钟；在乳化剂的作用下，会形成细小的壳聚糖液滴；③、将步骤②的所得物升温至60°C，加入I. 5ml甲醛搅拌(350r/min的转速)反应
I.5小时；所得物呈透明状；④、在步骤③的透明状所得物中滴加质量分数为5%的NaOH溶液，当透明状所得物变成白色时(此时PH值为碱性)，停止滴加质量分数为5%的NaOH溶液；然后升温至70°C，用恒压滴液漏斗缓慢滴加环氧氯丙烷I. 5ml，搅拌(350r/min的转速)保温反应5小时；⑤、将步骤④反应所得的产物过滤，水洗(水的用量为300ml)，用石油醚于真空泵中抽滤(石油醚的用量为200ml)，然后用无水こ醇抽滤3次(无水こ醇每次的用量为200ml)，之后反复水洗，直至洗涤液的pH值达到中性。⑥、将步骤⑤的所得物干50°C真空干燥器中干燥至恒重，得交联壳聚糖微球(CCTS)。B、以交联壳聚糖微球为母体，こニ胺(ED)为配体，对交联壳聚糖微球进行化学接枝，依次进行以下步骤①、将交联壳聚糖微球50mg浸泡在125ml浓度为I mol/L的盐酸溶液中2小吋，取出后于70°C加热处理9小时；②、将步骤①的所得物先进行碱洗，即将步骤①的所得物放入125ml浓度为Ioml/L的NaOH溶液中浸泡2小时；然后水洗至洗涤液为中性；再进行酸洗，即将水洗后的所得物放入125ml浓度为loml/L的HCl溶液中浸泡2小时；然后水洗至洗涤液为中性；将上述第二次水洗后的所得物置于50°C的真空干燥器中至恒重，得到去保护的交联壳聚糖微球(约50mg)；③、准确称取50 mg去保护的交联壳聚糖微球，移入100 ml的三颈瓶中，加入50ml反应溶剂一去离子水浸泡过夜(即浸泡12小时，从而使去保护的交联壳聚糖微球溶胀)；④、在步骤③的所得物(即溶胀后的去保护交联壳聚糖微球)中加入250 mg的配体试剂こニ胺(ED)(其结构式如图1)，5ml的催化剂质量分数为5%的NaOH溶液，在氮气保护下于80°C，350r/min的转速下加热搅拌反应12小时，得改性后的交联壳聚糖微球；⑤、将步骤④所得的改性后的交联壳聚糖微球用20ml的反应溶剂一去离子水浸泡12小时后用反应溶剂一去离子水洗涤,直至洗涤液为无色,再用丙酮、こ醚、无水こ醇 各洗3次(丙酮的用量为50ml/次，洗3次；こ醚的用量为50ml/次，洗3次；无水こ醇的用量为50ml/次，洗3次)，然后用蒸馏水(50ml/次)洗涤3次；再用50ml浓度为loml/L的NaOH水溶液浸泡2小吋，水洗至中性；再用50ml浓度为loml/L的HCl溶液浸泡I小吋，水洗至中性；置于50°C的真空干燥器中干燥至恒重后，得到去保护的改性交联壳聚糖微球(即 CCTS-g-ED)约 45mg。经检测，CCTS-g-ED对金属离子Cu2+的动态吸附量为115. 4mg/g。以下案例中均可选用上述CCTS-g-ED。实施例I、猪肝中重金属铜的检测方法，依次进行以下步骤I)、选择去保护的改性交联壳聚糖微球CCTS-g-ED作为重金属铜离子吸附剂。2)、先将(Φ3 mmX30 cm)的玻璃柱子用硝酸溶液(硝酸与水按照I: I的体积比混合)浸泡过夜，然后用超纯水冲洗至中性，备用。准确称取100 mg CCTS-g-ED装入上述玻璃柱子中，两端分别用玻璃棉填充。加入PH值为5. O的HAc-NaAc缓冲液(O. 4 mol/L)浸泡24小吋，使上述HAc-NaAc缓冲液装满柱子，形成微柱；备用。3)、精确配制铜离子浓度为 O. 2 ug/ml、0.4 ug/ml、0.6 ug/ml、0.8 ug/ml 的系列金属铜溶液，并用紫外可见分光光度计测定(在496nm处測定)每种浓度的金属铜溶液的吸光度，从而获得标准曲线(如图3所示)，y=0. 9088x，y代表吸光度，X代表金属铜溶液中铜离子的浓度(ug/ml)。4)、利用预富集-分光光度法测定样品中Cu离子浓度①、食品样品处理待测的食品为猪肝(新鮮猪肝)，每份为O. 5 g的新鮮猪肝。切取O. 5 g的新鲜猪肝，放入洗净的聚四氟こ烯管中，加入5 mL HNO3和2 mL H2O2后进行装罐。设定消解程序为800 w, 15 min ；1000 w, 25 min ；0 w, 15 min。消化完毕后，待样品冷却至室温(250C )后，从消解仪取出，放置恒温(例如为60°C )的电热板中进行赶酸至I mL (S卩，聚四氟こ烯管中剰余ImL的消解产物)，冷却至室温。将上述ImL的消解产物放入至容量瓶中，用超纯水对上述聚四氟こ烯管进行少量多次洗涤(每次I. 5ml，共5—10次)，然后用超纯水定容至100 mL，作为猪肝消解液。②、测定(设置3个重复)
将所得的猪肝消解液利用浓度为O. 4mol/L的醋酸-醋酸钠溶液(即，pH值为5. O的HAc-NaAc缓冲液)进行调节pH至5，得调节后溶液；然后将此调节后溶液按照I mL/min的富集速率加入至上述步骤2)所得的微柱中；吸附完毕后，加入浓度为lmol/L的HCl溶液作为洗脱液；控制洗脱液的流速为3 mL/min ;洗脱时流出液中的铜离子浓度逐渐减小，洗脱结束时流出液中铜离子的浓度为零(用分光光度计测定吸光度，根据标准曲线换算得知浓度)。备注说明分段收集流出液，ImL为一段，当最后一段流出液中的铜离子浓度为零时，富集结束，将最后一段之前得到的流出液进行汇总，得汇总后的流出液(即富集液)共25ml ο对上述富集液采用紫外分光光度计进行检测(在496nm处进行检测)，得吸光度为O. 457 ;代入上述y=0. 9088x，从而获得富集液的浓度为O. 503ug/ml。因为，共有25ml的富集液，25X0. 503=12. 575ug;由于是选用O. 5 g的新鲜猪肝作 为样品，因此得知样品中铜的含量为25. 15 mg. kg'其余2份猪肝消解液也进行上述測定，最終所得的结果如表I所示。表I
权利要求
1.食品中重金属铜的检测方法，其特征是包括以下步骤 1)、选择去保护的改性交联壳聚糖微球CCTS-g-ED作为重金属铜离子吸附剂；2)、在玻璃柱子中装入CCTS-g-ED，再加入pH值为5.O的HAc-NaAc缓冲液，形成微柱； 3)、配制系列浓度的金属铜溶液，并用紫外可见分光光度计测定每种浓度的金属铜溶液的吸光度，从而获得标准曲线，y代表吸光度，X代表铜溶液中铜离子的浓度ug/ml ； 4)、利用预富集-分光光度法測定食品样品中Cu离子浓度 ①、食品样品处理 将食品样品进行消解处理，将所得的液态消解产物进行稀释和定容，得样品消解液；②、将所得的样品消解液调节PH至5;得调节后溶液，将调节后溶液加入到上述步骤2)所得的微柱中，控制调节后溶液的流速为O. 5^1 mL/min ;吸附完毕，加入浓度为O. 9^1. Imol/L的HCl溶液作为洗脱液；控制洗脱液的流速为O. 5^3 mL/min，洗脱完毕后，收集所有的流出液作为汇总后的流出液，用紫外可见分光光度计测定汇总后的流出液的吸光度，代入步骤3)所得的标准曲线中，最终获得食品样品中Cu离子浓度。
2.根据权利要求I所述的食品中重金属铜的检测方法，其特征是所述食品为动物肝脏。
3.根据权利要求2所述的食品中重金属铜的检测方法，其特征是所述动物肝脏为猪肝、鲤鱼肝或鸡肝。
全文摘要
本发明公开了一种食品中重金属铜的检测方法，包括以下步骤1)选择CCTS-g-ED作为重金属铜离子吸附剂；2)制备装有CCTS-g-ED的微柱；3)配制系列浓度的金属铜溶液，并用紫外可见分光光度计测定每种浓度的金属铜溶液的吸光度，从而获得标准曲线；4)利用预富集-分光光度法测定食品样品中Cu离子浓度①将食品样品进行消解处理；②将所得的样品消解液调节pH至5后加入到微柱中，吸附完毕，加入浓度为0.9~1.1 mol/L的HCl溶液作为洗脱液；收集所有的流出液作为汇总后的流出液，用紫外可见分光光度计测定汇总后的流出液的吸光度，代入标准曲线中，得食品样品中Cu离子浓度。
文档编号G01N21/31GK102866122SQ201210323098
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者熊春华, 皮蕾蕾, 姚彩萍 申请人:浙江工商大学