蔬菜食品中铁含量的测定

蔬菜食品中铁含量的测定 蔬菜、食品中铁含量的测定 【论文摘要】 国际预防研究所研究结果明:蔬菜中含有的微量元素具有预防肿瘤和抑制癌症的作用。常吃蔬菜，既可以补充人体必需的铁元素，又可以起到保健预防治疗疾病的目的。 采用邻二氮菲分光光度法对蔬菜不同部位中铁的含量进行测定，方法简便、快速、准确，为指导人们合理食用蔬菜进行补铁及开发蔬菜产品提供理论依据. 【关键词】 蔬菜，食品，铁含量，分光光度法，邻二氮杂菲，曲线法。 【实验目的】 1. 综合运学习样品的与处理方法 2. 用所学知识，用仪器法测定物质含量 3. 学会对实验最佳条件选取的讨论 4. 练习灵活运用各种基本操作的能力和查阅资料的能力 【实验原理】 样品的处理:食品中的金属元素，由于常与蛋白质、维生素等有机物结合成难溶或难以解离的物质，因此在测定前需要破坏有机结合体，释放出被测组分。通常采用有机物破坏法，在高温条件下加入氧化剂，是有机物分解。其中碳、氧、氢等元素生成二氧化碳和水呈气体状态逸出，而被测的金属元素则会以氧化物或无机盐的形式残留下来。有机物破坏法又分为干法和湿法。本实验采用干法灰化法来对样品去处理 1.干法灰化法:以氧为氧化剂，在高温下长时间灼烧，使有机物彻底氧化分解，生成CO和HO及其他挥发性气体逸散掉，残留即灰分供，可分为直接灰化法，Ca(OH)法、222NaOH法等。 直接灰化法(用于含铜、铅、锌、铁等样品中有机物的破坏)。固体样品(称重)—?灼烧—?500?马福炉—?灰白色—?冷却—?加1:1盐酸2ml—?加热至澄清溶液—?转移至100ml容量瓶中，定容。 NaOH法(含锡样):称样+10,NaOH 3ml—?蒸发皿—?水浴蒸干—?600?灰化为白 色—?冷却—?加5ml水—?蒸干—?加10ml浓盐酸—?溶解—?10ml—?转移至50ml容量瓶—?用1:1盐酸定容。 2.分光光度法: (1)光度法测定的条件:分光光度法测定物质含量时应注意的条件主要是显色反应的条件和测定吸光度的条件。显色反应的条件有显色剂的用量，介质的酸度、显色时温度、显色时间及干扰物质的消除方法等;测量吸光度的条件包括入射光波长的选择、吸光度范围和参比溶液等。 (2)二氮杂菲-亚铁络合物:邻二氮杂菲是测定微量铁的一种较好的试剂。在pH=2,9 2+的条件下Fe 离子与邻二氮杂菲生成稳定的橘红色络合物。 3+2+在显色前，首先用盐酸羟胺把 Fe离子，其反应式如下: 离子还原为 Fe 3+2++- 2 Fe+2NHOH?HCl?2 Fe+N+2HO+4H+2Cl222 测定时，控制溶液酸度在pH=5左右较为适宜。酸度过高，反应进行较慢;酸度太低，则 2+Fe离子水解，影响显色。 【实验仪器】 1.主要仪器与设备:722型分光光度计，马福炉，电热炉，容量瓶，移液管，普通天平，电子天平，比色管，电子天平，烧杯，移液管，比色皿，漏斗及漏斗架等。 2.试剂: (1)1mg/ml铁标准溶液:准确称取4.3g 分析纯NHFe(SO)•12HO，置于烧杯中用15ml 4422 2mol/L盐酸溶解后移入500ml容量瓶中，定容，摇匀。 (2)10ug/ml 铁标准溶液:用移液管准确移取5ml 1mg/ml 的铁标准溶液于500ml容量瓶中，定容，摇匀。 (3)0.1%邻二氮杂菲溶液:准确称取邻二氮杂菲0.5g，置于烧杯中加热溶解后，移入500ml容量瓶中，定容，摇匀。 (4)5%盐酸羟胺溶液:称取盐酸羟胺固体10g，用量筒量取80ml水加热溶解，转移至100ml容量瓶中，定容，摇匀。 (5)1mol/L NaAc 溶液:称取NaAc固体68g，置于烧杯中溶解后，移入500ml容量瓶中，定容，摇匀。 (6)4mol/LNaOH溶液:称取16.0gNaOH固体溶于烧杯中，冷却后移入100mL容量瓶，定容，摇匀。 0.4 mol/L NaOH溶液:称取1.6g NaOH固体溶于烧杯中，冷却后转移入100ml容量瓶中，(7) 定容，摇匀。 (8) 2mol/l HCl溶液:用移液管准确移取浓盐酸10ml于50ml容量瓶中，定容，摇匀。 (9) 1:1 HCl溶液:用移液管准确移取浓盐酸25ml于50ml容量瓶中，定容，摇匀。 3.实验用品:新鲜蔬菜(菠菜、芹菜、韭菜、青椒、油菜)，鸡蛋黄 【实验步骤】 一.样品处理: 1.取新鲜青椒，捣碎称取100g，置于蒸发皿中，在通风处中小火加热，直至不再冒烟为止，然后将其放入马弗炉内灰化(约一天一夜)，去处冷却后，加入1:1的盐酸，并用小火加热使其全部溶解，然后过滤，移入100ml的容量瓶中。定容，摇匀，备用。 2.取鸡蛋黄称重16.3g置于蒸发皿中，捣碎，在通风处中小火加热，直至不再冒烟为止，然后将其放入马弗炉内灰化(约一天一夜)，去处冷却后，加入1:1的盐酸，并用小火加热使其全部溶解，然后过滤，移入100ml的容量瓶中。定容，摇匀，备用。 二.条件试验: 1.最佳波长的测定: 准确移取5ml 10ug/ml铁标准溶液于25ml比色管中，加入1ml 5% 盐酸羟胺溶液，摇匀，冷却，2min后加入5ml 1mol/L NaAC 溶液和3ml 0.1%邻二氮杂菲溶液，定容，摇匀。在722型分光光度计上用1cm比色皿，以水为参比溶液，用不同波长430—580 nm,每隔10nm测吸光度(峰值附近没5nm测一次吸光度)，并绘制吸光度——波长曲线找出最佳波长区间。 最佳波长的测定数据: 波长吸光度 波长 吸光度 波长吸光度 (nm) A (nm) A (nm) A 430 0.252 490 0.375 520 0.381 440 0.278 495 0.38 530 0.319 450 0.301 500 0.387 540 0.215 460 0.323 505 0.395 550 0.123 470 0.35 510 0.4 560 0.065 480 0.368 515 0.397 570 0.043 由图可知:最佳波长应该在505nm到515nm之间，进一步确定在510nm处取得最大波长。 2.最佳时间的选择: 准确移取5ml 10ug/ml铁标准溶液于25ml比色管中，加入1ml5% 盐酸羟胺溶液，摇匀，冷却，2min后加入5ml 1mol/L NaAC 溶液和3ml 0.1%邻二氮杂菲溶液，定容，摇匀。，在510nm处，用分光光度计测得吸光度，并记下读数，然后每间隔5min测一次吸光度，30min后每10min测一次吸光度，并绘制吸光度——时间曲线，找出最佳显色时间。 最佳反应时间的选择: 反应时吸光度A 间 0 0.328 5 0.329 10 0.332 15 0.337 20 0.341 25 0.342 30 0.345 40 0.347 50 0.348 60 0.342 70 0.34 有图可见:最佳反应时间在50min左右。 3. 显色剂最佳用量的测定 取7只25ml比色管编号，分别加入5ml 10ug/ml 铁标准溶液，再加入1ml 10%盐酸羟胺溶 NaAC 溶液,再分别加入0.1%邻二氮杂菲溶液0.3 、液摇匀，冷却，2min后加入5ml1mol/L 0.6、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0ml，定容，摇匀。一定时间后用1cm比色皿，以水为参比溶液，用分光光度计在510nm处，测定吸光度，并绘制吸光度——显色剂用量曲线，找出显色剂最佳用量。 实验数据及曲线如下: 显色剂0.3 0.6 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 的量ml 吸光度 0.263 0.383 0.384 0.389 0.395 0.387 0.383 0.5 0.4 0.3 0.2吸光度 系列1 0.1 0 0.30.611.5234 显色剂的量ml 吸光度与显色剂量的关系 由图可见:显色剂的最佳用量为1.5ml到2.0ml。 4. 用移液管准确移取5.0ml 10ug/ml 铁标准溶液于100 ml 容量瓶中，再加入5ml 2mol/L HCl 和10.0 ml 5%盐酸羟胺溶液，摇匀，2min 后加入30 ml 0.1%邻二氮杂菲溶液，定容，摇匀，备用。取7只比色管25ml编号，用移液管分别取上述溶液5 ml 于其中，向各个容量瓶中加入0.4mol/LNaOH 溶液0.0、2.0、3.0、4.0、6.0 8.0及10.0ml，定容，摇匀，用PH试纸测其PH值，用1cm比色皿，以水为参比溶液，测吸光度，并绘制吸光度——NaOH用量曲线，找出最佳pH值。 实验数据及曲线如下: NaOH的0 2 3 4 5 量ml PH 2 3 4 5 6 吸光度 0.211 0.413 0.415 0.411 0.419 NaOH的6 8 9 9.5 10 量ml PH 7 8 9 10 12 吸光度 0.421 0.417 0.392 0.367 0.355 吸光度与PH的关系 0.6 0.4系列10.2吸光度 0 234567891012 PH 由图可见:最佳PH的范围是2——9。 5. 缓冲剂最佳用量的测定: 取7支25ml比色管编号，分别加入5 ml 10ug/ml 铁标准溶液，再加入1.0ml5%盐酸羟胺溶液，摇匀，2min 后分别加入1mol/L NaAc溶液2.0，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0ml及9.0ml，再分别加入3.0ml0.1%邻二氮杂菲溶液，定容，摇匀，用1cm比色皿，以水为参比溶液，测其吸光度，并绘制吸光度——缓冲剂用量曲线，找出缓冲剂最佳用量。 实验数据及曲线如下: NaAC 的量2 3 4 5 6 7 9 ml 吸光度A1 0.446 0.504 0.516 0.491 0.486 0.469 0.458 吸光度A2 0.460 0.489 0.507 0.493 0.481 0.465 0.460 吸光度A3 0.458 0.486 0.505 0.488 0.483 0.466 0.461 平均值A 0.455 0.496 0.509 0.491 0.483 0.467 0.46 由图可知:缓冲剂的最佳用量为4ml。 三、铁含量的测定: 1.标准系列(1#—6#)及未知物溶液(7#)的配置:在7个25ml容量瓶中，按下表，上下依次加入各试剂: 1 2 3 4 5 6 7 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 X(待测) 10ug/ml 铁标准溶液 (ml) 10%盐酸羟胺溶液(ml) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1mol/L NaAc溶液(ml) 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 0.1%邻二氮杂菲溶液 (ml) 注:1mol/LNaAC溶液应在2min后加。将各比色管调pH值5.0，定容，摇匀。 2. 吸光度的测定:用1cm比色皿，以试剂空白为参比溶液，在510nm处，测1#—6#溶液的吸光度，以25ml溶液中铁含量为横坐标，相应吸光度为纵坐标，利用1#—6#系列标准溶液可绘制标准曲线。 由7#溶液的吸光度在标准曲线上查出5.0ml样品溶液中Fe的吸光度值，计算原样品溶液中铁的含量. 实验数据及曲线如下: 标准系列(1#—6#)用于绘制标准曲线，结果如下: 铁标溶液0 2 4 6 8 10 的用量 0.018 0.167 0.329 0.471 0.610 0.768 吸光度 0.023 0.173 0.321 0.472 0.613 0.771 0.021 0.177 0.324 0.474 0.614 0.769 平均值 0.02 0.172 0.324 0.472 0.612 0.770 图即为所绘制的标准曲线。 吸光度 平均值 0.276 0.274 0.279 0.276 鸡蛋黄溶液 10ml 青椒溶液3ml 0.443 0.441 0.447 0.444 从上面坐标找到:吸光度为0.276时的铁标体积为3.8ml。 吸光度为0.444时的铁标体积为5.8ml。 鸡蛋黄:CFe=1ug/ml，故未知液中Fe的含量为3.8ml*1ug/ml=3.8ug 所以:待测17.8g鸡蛋黄的铁的含量为38ug， 即约为21.35ug/10g。 青椒溶液:CFe=1ug/ml,故未知液中铁的含量为5.8ml*1ug/ml=5.8ug 所以:待测100g青椒中铁的含量为193.3ug 即约为193.3ug/100g。 所以:鸡蛋黄中铁的含量约为21.35ug/10g， 青椒中铁的含量约为 193.3ug/100g。 四、回收实验: 1. 取两25ml比色管，编号1、2，分别加入鸡蛋黄样品液10ml，再在2号比色管中加入 %盐酸羟胺溶液，2min后再分别依次加入1ml10ug/ml铁标准溶液，然后分别加入1.0m5 4ml1mol/LNaAc溶液与2.0ml0.1%邻二氮杂菲溶液，并调pH=5.0，定容、摇匀。测其吸光度A1、A2 A1: 0.271 0.269 0.268 0.269 鸡蛋黄10ml: A2: 0.367 0.364 0.371 0.367 2. 取两25ml比色管，编号1、2，分别加入青椒样品液3ml，再在2号比色管中加入1ml10ug/ml铁标准溶液，然后分别加入1.0m5%盐酸羟胺溶液，2min后再分别依次加入4ml1mol/LNaAc溶液与2.0ml0.1%邻二氮杂菲溶液，并调pH=5.0，定容、摇匀。测其吸光度A1、A2 青椒溶液3ml: A1: 0.421 0.427 0.431 0.426 A2: 0.589 0.593 0.590 0.590 从标准曲线上查得:回收后鸡蛋黄中20ug/10g,青椒中180/100g。 求算回收率: 鸡蛋黄:20ug/21.35ug=93.68% 青椒: 180ug/193.30ug= 93.12% 由以上数据说明:该实验方法可行。 【参考文献】 1. 成都科技大学分析化学教研组。分析化学实验。北京:高等教育出版社，1999。 2. 武汉大学。分析化学实验。北京:高等教育出版社，1996。 3. 叶世柏，食品理化方法检验指南。北京:北京大学出版社，1991. 4. 邱光正，张天秀，刘耘主编《大学基础化学实验》山东大学出版社。 5. 赵传孝等著，食品检验技术手册。北京:中国食品出版社，1990. 【实验心得】 本次实验中提取并测定了青椒和鸡蛋黄中铁元素的含量,使自己体会到并学到了很多从课本上不能直接学到的东西. 从开始自己查找资料、初步试验方案到与同学们交流设计思想，再到老师的讲解，确实是一个使自己受益匪浅的过程。虽然这次试验做得并不完美，但自己从而对到应付自如确实学到了真正的知识，锻炼了自己的思维，加强了自己的动手试验能力，对以前学过的知识亦是一种加强巩固和提升。还有，在本次实验中学到了一种可贵的团队合作精神。由于本次实验是两个人一组合力完成的，所以如果没有一种团队合作精神，想要准确高效的做完这个实验是很困难的。再次感谢老师在这一个周对我们的支持，谢谢老师～～～ 总之，本次试验不仅使我们的动手能力得到了提高，而且知识也得到了升华，还对这种“团队合作”品质有了更深的体会。