大米中镉的测定方法与流程

本发明属于食品中镉的测定领域，具体涉及一种大米中镉的测定方法。

背景技术：

近年来，随着农村工业化的深入，工业在农村迅速发展，导致工业“三废”排放显著增加，由于没有配套的三废处理设备和有效的措施，导致农村的工业污染急剧增加。废物、废液的排放，导致部分农田土壤中有毒重金属含量逐年增加。土壤中的有毒重金属进一步转移到农作物体内，最终富集到人体内，严重危害了人体健康。

镉大米，一般是指镉含量超标的大米，镉通常通过废水排入环境中，再通过灌溉进入食物，水稻是典型的“受害作物”。目前国标中测定食品中镉的方法是石墨炉原子吸收光谱法，该技术可以有效监测大米中的镉含量。但是传统的方法存在前处理所用设备价格高、前处理耗时长等缺点，如何提出一种改进的大米中镉的测定方法，是亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种大米中镉的测定方法。该测定方法使用的设备简单、成本低，样品前处理时间短，测定结果准确度高，具有推广价值。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

大米中镉的测定方法，包括以下步骤：

1）样品消化液的制备：将大米干试样0.500~1.000g或大米鲜试样1.000~2.000g，置于50mlpe消解管中，进行初步消解处理；然后将pe消解管置于电热消解仪中，80℃加热消解2h，然后升温处理使溶液中二氧化氮逸尽，及时取出pe消解管，冷却后添加1ml基体改进剂，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，同时做试剂空白，待测；

2）标准曲线的制作：采用石墨原子吸收光谱法测定一系列不同浓度的镉标准溶液的吸光度值，以镉标准溶液的浓度为横坐标，以吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线，得出一元线性回归方程；

3）样品消化液的测定：采用石墨原子吸收光谱法测定样品消化液的吸光度值，将其代入步骤2）的一元线性回归方程中，得出样品消化液中镉的含量；

4）试样中镉的计算。

步骤1）中大米干试样的制备方法为：将大米干样粉碎成均匀的样品，颗粒度不大于0.425mm；储于洁净的塑料瓶中，并标明标记，于室温下或按样品保存条件下保存备用。

步骤1）中大米鲜试样的制备方法为：将大米鲜样进行匀浆，储于洁净的塑料瓶中，并标明标记，于-16℃～-18℃冰箱中保存备用。

步骤1）中所述的pe消解管购自于北京莱伯泰科仪器股份有限公司，透明且带刻度。

步骤1）中所述的初步消解处理为：往pe消解管中加入5.0ml硝酸，2.0ml过氧化氢，静置12h。

步骤1）所述的升温处理为：将温度提高至110℃，加热至二氧化氮黄烟逸尽，剩下溶液体积为1.0~2.0ml。

步骤2）和步骤3）中石墨原子吸收光谱法的测定参数为：波长228.8nm，灯电流2ma~10ma，干燥温度105℃，干燥时间20s；灰化温度400℃~700℃，灰化时间20s~40s；原子化温度1300℃~2300℃，灰化时间3s~5s。

步骤2）中所述的一系列不同浓度的镉标准溶液是指含镉量分别为0ng/ml、0.50ng/ml、1.0ng/ml、1.5ng/ml、2.0ng/ml、3.0ng/ml的系列镉标准溶液。

步骤2）中所述的一元线性回归方程为：y=0.0386x+0.0025，r²=0.9957。

步骤4）中试样中镉的计算按下式计算：

式中：

x－试样中镉的含量，单位为微克每千克(μg/kg)；

a1－样品消化液中镉的含量，单位为纳克每毫升(ng/ml)；

a2－空白液中镉的含量，单位为纳克每毫升(ng/ml)；

v－试样定容体积，单位为毫升(ml)；

m－试样的质量，单位为克(g)；

1000－换算系数。

每个试样取两个平行样进行测定，以其算术平均值为结果，结果表示到0.01mg/kg。

所述的大米中镉的测定方法，其检出限为0.012mg/kg；精密度为1.56%；回收率为93.02%~103.02%，平均回收率为96.69%。

本发明与现有技术比较具有以下优点：

1）本发明测定方法使用的设备简单，且价格便宜；本方法前处理只需要使用pe消解管，pe消解管因透明并且带刻度，消化液可以直接在本管中定容，不需要转移到容量瓶中，操作简单，价格约为9元/个；而且也减少了转移过程中样品的损失，降低了样品污染的风险，提高了测定结果的准确性；而传统方法使用的聚四氟乙烯消解管不透明且无刻度，消化液需要转移到容量瓶中，操作繁琐，并且其价格约为50元/个，导致成本升高；

2）本发明将样品置于电热消解仪中进行消解，只需在80℃加热消解2h就够，消化温度低，消化时间短；而传统方法是置于恒温干燥箱中，120℃~160℃消化4h~6h；本发明极大提高了前处理的效率，缩短了整个测定方法的时长；

3）本方法适用于检测大米中镉含量；本方法的标准曲线r²为0.9957，大于0.995；方法检出限为0.012mg/kg；精密度为1.56%，小于5%；回收率为93.02%~103.02%，平均回收率为96.69%。

附图说明

图1为标准曲线图。

具体实施方式

为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。

1、试剂

除特殊规定外，本方法所用试剂均为优级纯。实验用水符合gb/t6682中二级水的规定。

硝酸（hno3）：优级纯。

盐酸（hcl）：优级纯。

过氧化氢（h2o2，30%）。

磷酸二氢铵（nh4h2po4）。

硝酸溶液（1%）：吸取10.0ml硝酸加入100ml水中，稀释定容至1000ml。

盐酸溶液（1+1）：吸取50.0ml盐酸慢慢加入50ml水中。

1.1磷酸二氢铵（10g/l）：称取10.0g磷酸二氢铵，用100ml硝酸溶液（1%）溶解后定量移入1000ml容量瓶，用硝酸溶液（1%）定容至刻度。

1.2镉标准储备液（1000mg/l）：准确称取1.0000g镉粉(99.99%)于小烧杯中，分次加20ml盐酸(1+1)溶解，加2滴硝酸，移入1000ml容量瓶，加水稀释至刻度。此溶液每毫升相当于1.0mg镉。或购买经国家认证并授予标准物质证书的标准物质。

1.3镉标准使用液（100ng/ml）：吸取镉标准储备液10.0ml于100ml容量瓶中，用硝酸溶液（1%）定容至刻度，如此经多次稀释成每毫升含100.0ng镉的标准使用液。

1.4镉标准曲线工作液：准确吸取镉标准使用液0ml、0.50ml、1.0ml、1.5ml、2.0ml、3.0ml于100ml容量瓶中，用硝酸溶液（1%）定容至刻度，即得到含镉量分别为0ng/ml、0.50ng/ml、1.0ng/ml、1.5ng/ml、2.0ng/ml、3.0ng/ml的标准系列溶液。

1.5乙炔：符合gb6819的规定。

2、仪器

注：所用的容器在使用前用稀盐酸煮。如果使用专用的灰化皿和玻璃器皿，每次使用前不需要用盐酸煮。

2.1电热消解仪（北京莱伯泰科仪器股份有限公司，ed54），温度能控制在0℃～300℃。

2.2分析天平：称量精度到0.0001g。

2.3实验室用样品粉碎机。

2.4原子吸收分光光度计附测定镉的空心阴极灯。

2.5无灰(不释放矿物质的)滤纸。

2.6pe消解管（北京莱伯泰科仪器股份有限公司，50ml）。

2.7冰箱，温度能控制到-18℃。

3、试样的制备

3.1干试样：用粉碎机粉碎成均匀的样品，颗粒度不大于0.425mm。储于洁净的塑料瓶中，并标明标记，于室温下或按样品保存条件下保存备用。

3.2鲜试样：用食品加工机打成匀浆，储于洁净的塑料瓶中，并标明标记，于-16℃～-18℃冰箱中保存备用。

3.3样品需选取有代表性的，至少500g，四分法缩分至100g。

4、分析步骤

4.1试样溶解

称取制备好的干试样0.5～1.0g或鲜试样1.0～2.0g，精确到0.001g，置于50ml消化管中，加入5.0ml硝酸，2.0ml过氧化氢，静置过夜。然后将消化管置于电热消解仪中，80℃加热消解2h，提高温度至110℃加热至二氧化氮黄烟逸尽，至剩下溶液体积约1.0～2.0ml，及时取出消化管，冷却后添加1ml基体改进剂（磷酸二氢铵（10g/l）），用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，同时做试剂空白，待测。

4.2仪器参考条件

波长228.8nm，灯电流2ma～10ma，干燥温度105℃，干燥时间20s。灰化温度400℃～700℃，灰化时间20s～40s；原子化温度1300℃～2300℃，灰化时间3s～5s。

4.3标准曲线的制作

将标准曲线工作液按浓度由低到高的顺序各取20ul注入石墨炉，再吸取5ul基体改进剂（磷酸二氢铵（10g/l））注入石墨炉，测其吸光度值，以标准曲线工作液的浓度为横坐标，相应的吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线并求出吸光度值与浓度关系的一元线性回归方程。

标准系列溶液应不少于5个点的不同浓度的镉标准溶液，相关系数不应小于0.995。如果有自动进样装置，也可用程序稀释来配制标准系列。

4.4试样溶液的测定

在测定标准曲线工作液相同的实验条件下，吸取样品消化液20ul（可根据使用仪器选择最佳进样量），注入石墨炉，测其吸光度值。代入标准系列的一元线性回归方程中求样品消化液中镉的含量，平行测定次数不少于两次。若测定结果超出标准曲线范围，用硝酸溶液（1%）稀释后在进行测定。

4.5结果计算

试样中镉含量按下式计算：

式中：

x－试样中镉的含量，单位为微克每千克(μg/kg)；

a1－测定样液中镉的含量，单位为纳克每毫升(ng/ml)；

a2－空白液中镉的含量，单位为纳克每毫升(ng/ml)；

v－试样定容体积，单位为毫升(ml)；

m－试样的质量，单位为克(g)；

1000－换算系数。

每个试样取两个平行样进行测定，以其算术平均值为结果，结果表示到0.01mg/kg。

5、重复性

同一分析者对同一试样同时或快速连续地进行两次测定，所得结果与允许相对偏差见表1：

表1分析允许相对偏差

以干大米为样品，进行实验后，获得如下实验数据。大米镉含量为0.415ug/g。

表2标准溶液数据

表3方法检出限

表4精密度

表5回收率

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。