CN101539523A - 一种奶酪中微量元素含量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种奶酪中微量元素含量的检测方法，包括：1)称取奶酪样品，将样品烘干，将样品中的水分蒸发完全；烘干后称重，利用烘干前后样品的重量差计算样品中水分含量；取烘干后的样品，研磨均质，加入酸溶解烘干后的样品，加入悬浮稳定剂，混匀定溶，得到待测溶液；2)利用电感耦合等离子发射光谱法或原子吸收分光光度法检测待测溶液中的微量元素含量。通过添加悬浮稳定剂，使溶液悬浮稳定，达到溶液均质的目的。本发明的检测方法简易、快速、准确、且灵敏度高。

Description

一种奶酪中微量元素含量的检测方法

技术领域

本发明涉及一种奶酪中微量元素含量的检测方法，其中特别涉及奶酪中微量元素含量的检测的前处理步骤。

背景技术

微量元素虽然在人体内的含量不多，但与人的生存和健康息息相关。目前奶酪中的微量元素含量的检测通常按乳粉中微量元素含量检测的方法来进行，例如干灰化法，先从奶酪样品中称取一定量的样品放到电热板上碳化致不放烟，再放入马福炉内高温灰化。但由于奶酪中脂肪等含量过高，取样量稍高就会灰化不完全，取样量低又无法保证结果的准确性。奶酪与奶粉的成分差异较大，尤其是其脂肪含量为乳粉中脂肪含量的1.8-3.1倍，而且检测奶酪时样品处理时的均质问题没有得到很好的解决。

再比如采用火焰法和电感耦合发射光谱法检测奶酪中微量元素的含量时，先将样品称取后转至电热板炭化，再放入高温炉内灰化，还要其降温到室温再加溶剂溶解，其样品前处理步骤繁琐，因奶酪中脂肪含量很高，每次都会出现灰化不完全的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种奶酪中微量元素含量的检测方法，其样品均质完全、分散效果好。

本发明的要解决的另一个技术问题的是提供一种奶酪中微量元素含量的检测方法，其步骤简单，结果准确可靠。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种奶酪中微量元素含量的检测方法，包括：

1)称取奶酪样品，将样品烘干，将样品中的水分蒸发完全；烘干后称重，烘干前后样品的重量差除以样品重量得到样品中水分含量；取烘干后的样品，研磨均质，加入酸溶解烘干后的样品，加入悬浮稳定剂，混匀定容，得到待测溶液；

2)利用电感耦合等离子发射光谱法或原子吸收分光光度法检测微量元素的含量。

优选的，所述酸为盐酸，其浓度为1∶1(V/V)。

优选的，所述悬浮稳定剂选自阿拉伯树胶，OP溶液、吐温(TWeen)-80、2％曲拉通(Triton)-X100或2％琼脂溶液中的一种，更优选为2％琼脂溶液。在样品中加入2％琼脂溶液，能够改变奶酪样品的使其悬浮稳定。通过添加2％琼脂溶液，可使溶液悬浮稳定达到溶液在一定时间内均质的程度。

具体的，所述步骤1)优选为：称取奶酪，放入烘箱105℃下烘2小时，取出研磨均质，称取烘干后的样品1-1.5g，向烘干后的样品中加入1∶1(V/V)的盐酸溶液5ml，用2％盐酸溶液(V/V)转移至50ml容量瓶中，再加入2％琼脂溶液2ml，再用2％盐酸(v/v)定容至50ml，混匀，得到待测溶液。

所述步骤2)中的电感耦合等离子发射光谱法包括：

a)制作标准溶液的微量元素标准曲线；

b)检测样品：对样品进使用与步骤a)相同的方法检测微量元素；

c)将步骤b)所得到的检测结果与步骤a)所得到的标准曲线进行比对，得到样品中微量元素的含量；

其中，所述微量元素是钙、钾、镁、钠、磷、铁、锌、锰和铜，所述标准溶液为多个不同浓度的微量元素混合标准溶液，其优选系列浓度如下：

元素          系列浓度(单位：μg/ml)

钙    10      50    100    200     300

钾    10      50    100    200     300

钠    5       10    50     100     150

镁    5       10    50     100     150

磷    5       10    50     100     150

铁    1       2     5      10      20

锌    0.5     1     2      3       4

铜    0.1     0.2   0.3    0.4     0.5

锰    0.1     0.2   0.3    0.4     0.5

电感耦合等离子发射光谱仪的光谱条件如下：等离子体气流量15L/min；辅助气流量：0.2L/min；雾化器流量0.80L/min；进样体积：1.5mL/min；功率：1300W。

对于钙、钾、镁、钠和磷采用径向观测，对铁、锌、锰和铜采用轴向观测。

在本发明中，研磨后的奶酪试样配制成溶液其溶解会有一些细小颗粒，将2％琼脂溶液加于奶酪样品中，使溶液中的离子呈现分散状态，经雾化室的雾化作用使溶液雾化，将样品均匀分布，能确保检测结果的准确性。

上述样品经仪器雾化室使其雾化，通过高温炬管(燃烧头)，采用多反应监测方式进行定量。

该方法的仪器检出限为0.019-0.31μg/mL，在元素线性范围内，相关系数r为0.999以上，回收率为90.5％～102.8％(添加水平为50，100，300mg/100g)。

所述步骤1)中的样品处理方法还可以用于原子吸收分光光度计简易加标法检测，即在得到待测溶液后，利用现有原子吸收分光光度计检测。

本发明的检测方法简易、快速、准确、且灵敏度高，其优点在于：

1)本发明先将奶酪中的水分烘干，研磨后取样，完成了样品的均质取样。再用盐酸进行溶解，又用2％琼脂溶液进行调制，可保持其悬浮稳性从而保持了样品的均匀进样。

2)方法简便，特别是样品处理过程简单，元素损失及污染率小，与干灰化法相比，不必用碳化和灰化，可以直接进样。

3)线性相关性好。

4)检测平行度高，特别是对镁、钠两种元素检测稳定，平行结果好。

5)火焰法简易加标法不能检测磷等非金属元素，电感耦合等离子发射光谱仪的直接进样法可检测磷、碘等非金属元素。

6)不必高温碳化和灰化，从而达到节约能源的目的。总而言之，本发明的方法对于大中型乳品企业来说，是非常适用的快速检测奶酪中微量元素钙、钾、镁、钠、磷、铁、锌、锰和铜的方法。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面将结合实施例对本发明做更详细地说明。

实施例1

本实施例提供了一种奶酪中微量元素含量的检测方法，其中具体采用了电感耦合等离子发射光谱法来检测奶酪中的微量元素含量，下面详细说明上述检测方法的步骤和过程。

1、配制混合标准溶液

配制钙、钾、镁、钠、磷和铁的标准溶液：按表1所列钙、钾、镁、钠、磷和铁的体积精确吸取各元素标准储备液(浓度1000μg/ml，国家标物中心购买的单标)，置于100ml容量瓶中，用2％盐酸准确定容，配制成钙、钾、镁、钠、磷和铁的混合标准溶液，混匀。

配制锌、锰和铜的标准溶液：先将锌、锰和铜的标准储备液(浓度1000μg/ml，国家标物中心购买的单标)配制成10μg/ml的中间溶液，再按表1所列锌、锰和铜的体积吸取中间溶液，配制成铁、锌、锰和铜的混合标准溶液。

将得到最终的标准系列溶液，转至聚乙烯瓶中，放置于2-6℃冷柜避光保存，可以保存2个星期。

表1配制标准系列溶液所需储备溶液量(单位：ml)

2、试剂

(1)2％盐酸的配制

准确吸取20ml浓盐酸(优级纯)，于约有50ml超纯水的烧杯中，冷却后转到1000ml容量瓶中，准确定容混匀。

(2)悬浮稳定剂的配制

悬浮稳定剂：2％琼脂溶液：称取琼脂2g，用超纯水定容至100ml。

3、样品制备：取奶酪，放入烘箱110℃下烘约4小时，至恒重，记录烘干前后样品的重量差，计算样品中水分含量。取烘干后的样品研磨均质，称取1-1.5g，向烘干研磨后的样品中加入1∶1(V/V)的盐酸溶液5ml，用2％盐酸溶液(V/V)转移至50ml容量瓶中，再加入上述悬浮稳定剂2ml，再用2％盐酸溶液(V/V)定容至50ml，混匀，得到待测溶液。

4、用电感耦合等离子发射光谱仪检测，使用美国Perkin-Elmer公司生产的OPtima5300DV电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES)。

1)电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES)光谱条件是：

等离子体气流量15L/min；辅助气流量：0.2L/min；雾化器流量0.80L/min；进样体积：1.5mL/min；功率：1300W。

2)钙、钾、镁、钠和磷选择径向观测，铁、锌、锰和铜选择轴向观测。

5、检测及结果

1)按照表2配制微量元素5个系列浓度梯度溶液，按样品制备方法加入同样体积的上述悬浮稳定剂，然后进行检测，根据所得数据，绘制各元素的标准曲线图，相关系数达到0.999以上。

表2几种元素系列浓度梯度溶液(单位：μg/ml)

绘制标准曲线后进样检测待测溶液，将所得结果与各个元素的标准曲线比对，得到待测溶液中各元素的含量。

2)检测结果：利用待测溶液中各元素含量、稀释倍数和样品中的水分含量计算奶酪样品中的微量元素含量。可通过仪器自动计算，得到结果如下：

	钙	钾	镁	钠	铁	锌	锰	铜	磷
										奶酪1	562.2	156.3	28.99	924.7	0.151	2.14	79.0	80.0	468.2
奶酪2	539.2	145.9	22.80	1027.0	0.144	2.67	34.0	76.0	451.0

备注：钙、钾、镁、钠、铁、锌、磷单位mg/100g，铜、锰单位ug/100g

本发明以2％琼脂作为悬浮稳定剂，使溶液中的离子呈现分散状态，改变奶酪溶液的悬浮稳定性，因没有繁琐的前处理过程，将奶酪溶液直接进入高温炬管除去其它有机物，从而能够使对微量元素有较好灵敏度。

同时，使用上述方法，将琼脂替换为其它悬浮稳定剂进行实验，取0.5g左右奶酪样品5份，分别用阿拉伯树胶，OP溶液、吐温(TWeen)-80、2％曲拉通(Triton)-X100、2％琼脂溶液制成表面活性剂，静置，观察溶液的稳定性，发现2％琼脂溶液稳定性最好。采用上述悬浮稳定剂均可得到基本相同的检测结果。

由于ICP-OES的线性很宽，所以本方法的线性很好。在0.01～300μg/L范围内，相关系数r＝0.999以上。

3)检出限根据3倍标准偏差计算，测试方法为：绘制标准曲线后将标准空白重复检测，根据仪器计算出的标准偏差，3倍标准偏差换算成浓度即为检出限。如表3所示：

表3检出限的计算

本方法溶液中的检出限为0.024-0.153μg/mL。

6、回收率和精密度实验

(1)回收率实验

对同一种样品进行九种元素加标回收实验，每次回收率试验各测三次，得出平均回收率。试验具体数据见表4：

表4样品的回收率和精密度

经方法学验证，在实验浓度范围内，r＝0.999以上，回收率在90.5％～102.8％之间，表明该方法符合微量元素检测要求。精密度实验的RSD分别在0.05％-8.0％之间。

实施例2

本实施例提供了另一种奶酪中微量元素含量的检测方法，其中具体采用了原子吸收分光光度法来检测奶酪中的微量元素含量，下面详细说明上述检测方法的步骤和过程。

方法：第一种方法：日立Z-2000原子吸收分光光度计简易加标法测定奶酪中微量元素；第二种方法：用海光GGX698火焰原子吸收法(又称干法灰化)检测乳中微量元素含量。

检测元素：钙、钾、镁、钠、铁、锌、锰、铜

实验步骤：

1.仪器准备：

(1)打开主机及操作软件，设置方法将仪器调至最佳状态，预热15min。

(2)检查水封，待仪器预热完成后，打开水冷循环开乙炔气开关、点火检测样品。

2.样品的制备：

第一种方法：

1)配制微量元素的标准溶液：

分别取钙、钾、镁、钠四元素的标准储备溶液(浓度1000ug/ml，国家标物中心购买的单标)各配制成50ug/ml的标准溶液。分别取铁、锌、锰、铜各配制成10ug/ml的标准溶液。

2)待测溶液的制备：

(1)样品原液的制备：称取两种奶酪整放入烘箱105℃、烘干约2h，至恒重，取出称重，计算奶酪的水分含量，研磨均质，再从中分别称取0.7962g、0.8020g、0.7330g、0.7692g奶酪样品，在称取的样品中先加入1∶1(V/V)的盐酸溶液5ml，用2％盐酸溶液(V/V)转移至50ml容量瓶中，再加入2％琼脂溶液2ml，再用2％盐酸(v/v)定容至50ml混匀，得到原液。

(2)氧化镧的配制

称取5.864g氧化镧与100ml的烧杯中加入5ml纯水润湿，再缓慢加入25ml浓盐酸(优级纯)搅匀，待充分反应后冷却转致100ml容量瓶中准确定容至刻度。

(3)第一组待测溶液和空白样品的制备：将每一份原液各吸取1ml六份置于六个50ml容量瓶中。其中一份加入50g/l氧化镧1.5ml，用2％盐酸准确定容至刻度，摇匀，为第一组空白样品。其余五份分别按照下述体积加入各个元素的标准溶液，再定容至50ml得到第一组待测溶液：

若折合成浓度表示，第一组待测溶液中各个元素的最终浓度为：

(4)第二组待测溶液和空白样品的制备：将每一份原液各吸取1ml六份置于六个50ml容量瓶中。其中一份用2％盐酸准确定容至刻度，摇匀，为第二组空白样品。其余五份分别按照下述体积加入各个元素的标准溶液，再定容至50ml，得到第二组待测溶液：

若折合成浓度表示，第二组待测溶液中各个元素的最终浓度为：

第二种方法：将两种奶酪分别称取0.9910g、0.9898g、0.8829g、0.8997g样品，做两平行样品，置于瓷坩埚中，放到电热板上加热碳化，待烟冒尽转致高温炉内490℃灰化八小时，用现有火焰原子吸收法进行测定。

3.配制标准溶液：按照表5所述浓度配制两种混合标准溶液，将钙、钾、镁、钠和磷五种元素配制成一组混合标准溶液，铁、锌、锰和铜四种元素配制成另一组。同时按照表6配制火焰原子吸收法所用的标准溶液.

表5几种元素系列浓度(ug/ml)

将配制好的标准溶液混匀转至聚乙烯瓶中，待仪器预热按照实施1中的方法绘制标准曲线。

表6火焰法几种元素系列浓度(ug/ml)

4.样品检测：

第一种方法：将制备好的待测溶液及标准溶液混匀，用原子吸收分光光度计检测。

第二种方法：将灰化好的样品取出冷却至室温，加入1∶4盐酸溶液(V/V)加热溶解，转到50ml容量瓶中准确定容至刻度，得到原液。再将该原液稀释50倍检测钙、镁、钠含量，将该原液稀释5倍检测锌含量，稀释250倍检测钾含量，用该原液检测锰、铜、铁含量。稀释钙、钾、钠、镁时，加入50g/l的氧化镧溶液，50ml加入1ml、25ml加入0.5ml氧化镧溶液。

检测结果：将两种方法检测结果进行对比，结果见表7：

表7检测结果

备注：单位：铜、锰μg/100g，其他mg/100g

由上表看出，第一种方法的检测结果平行结果好，尤其在检测钠、镁、钙等元素时第二种方法(火焰原子吸收法)平行结果很难达到误差要求范围，且第二种方法的样品处理过程繁琐又容易污染。

本发明的检测方法免去火焰原子吸收法前处理的一系列过程，从而减少前处理过程的污染和损失，还将奶酪的均质难的问题进行了很好的解决，使结果达到最准确。本发明的检测方法的干扰少，尤其对镁、钠两种元素检测较稳定平行结果较好。因不必用碳化和灰化直接进样法不仅完成了方法的简便还达到能源节约的目的。火焰原子吸收法不能检测磷等非金属元素，而本发明的方法也可检测磷等非金属元素。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种奶酪中微量元素含量的检测方法，包括：

1)称取奶酪样品，将样品烘干，将样品中的水分蒸发完全；烘干后称重，烘干前后样品的重量差除以样品重量得到样品中水分含量；取烘干后的样品，研磨均质，加入酸溶解烘干后的样品，加入悬浮稳定剂，混匀定容，得到待测溶液；

2)利用电感耦合等离子发射光谱法或原子吸收分光光度法检测待测溶液中的微量元素含量。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述酸为盐酸，其浓度为1∶1(V/V)。

3.如权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于：所述悬浮稳定剂选自阿拉伯树胶，OP溶液、吐温(TWeen)-80、2％曲拉通(Triton)-X100或2％琼脂溶液中的一种。

4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于：所述悬浮稳定剂为2％琼脂溶液。

5.如权利要求3或4所述的检测方法，其特征在于：所述烘干温度为110℃。

6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于：所述步骤1)包括：称取奶酪，放入烘箱105℃下烘2小时，取出研磨均质，称取烘干后的样品1-1.5g，向烘干后的样品中加入1∶1(V/V)的盐酸溶液5ml，用2％盐酸溶液(V/V)转移至50ml容量瓶中，再加入2％琼脂溶液2ml，再用2％盐酸(V/V)定容至50ml，混匀，得到待测溶液。

7.如权利要求1-6之一所述的检测方法；其特征在于：所述步骤2)中的电感耦合等离子发射光谱法包括：

a)制作标准溶液的微量元素标准曲线；

b)检测样品：对样品进使用与步骤a)相同的方法检测微量元素；

c)将步骤b)所得到的检测结果与步骤a)所得到的标准曲线进行比对，得到样品中微量元素的含量；

其中，所述微量元素是钙、钾、镁、钠、磷、铁、锌、锰和铜，所述标准溶液为多个不同浓度的微量元素混合标准溶液。

8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于：所述标准溶液系列浓度如下：

元素    系列浓度(单位：μg/ml)

钙    10    50    100    200    300

钾    10    50    100    200    300

钠    5     10    50     100    150

镁    5     10    50     100    150

磷    5     10    50     100    150

铁    1     2     5      10     20

锌    0.5   1     2      3      4

铜    0.1   0.2   0.3    0.4    0.5

锰    0.1   0.2   0.3    0.4    0.5。

9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于：所述电感耦合等离子发射光谱仪的光谱条件如下：等离子体气流量15L/min；辅助气流量：0.2L/min；雾化器流量0.80L/min；进样体积：1.5mL/min；功率：1300W。

10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于：对于所述钙、钾、镁、钠和磷采用径向观测，对所述铁、锌、锰和铜采用轴向观测。