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保健食品中三价铬与六价铬的分离与测定

2022-10-05 来源:星星旅游
检测分析 DOI:10.39690.issn.1005-6521.2016.07.042 食品硪究与开发 Food Research And Development 2016年4月 第37卷第7期 i71==- 保健食品中三价铬与六价铬的分离与测定 闰美,谢晨星。朱智惠,陈均洪 (汤臣倍健股份有限公司,广东珠海519040) 摘要:建立保健食品中三价铬和六价铬分离和测定的方法。通过对前处理阶段的研究发现,硝酸,高温,高压均可使 样品中的六价铬转化成三价铬,影响样品中六价铬的测定。10%HCI热水浸提可以有效的完成铬的释放,且可以防止六 价铬转化为三价铬。通过上述的前处理,将消解液过强阴离子交换树脂后,测得三价铬的回收率高达96-2%,六价铬的 回收率低至0.6%,且保健食品铬酵母片中的铬均为三价铬。 关键词:三价铬;六价铬;阴离子交换树脂;铬酵母片;原子吸收光谱仪 The Research on the Conditions of Hexavalent Chromium Convert to Trivalent Chromium in Healthy Food YAN Mei,XIE Chen-xing,ZHU Zhi-hui,CHEN Jun—hong (By-health Co.,Ltd.,Zhuhai 5 19040,Guangdong,China) Abstract:A method was developed for the separation and measurement of trivalent chromium and hexavalent chromium in health food.Though the study of pretreatment process,It was found that nitric acid,hi【gh tempera— ture and high pressure could make the hexavalent chromium to trivalent chromium,which impacted the mea— surement of the sample.It was ound that tfhe sample which was preprocessed with 10%HC1 and hot water could be effectively released chromium,and could prevent the conversion of hexavalent chromium to trivalent chromium.The separation of trivalent chromium and hexavalent chromium was achieved well on strong anion ex— change resin.the recovery rate of trivalent chromium achieved 96.2%and the recovery rate of trivalent chromi— am achieved as low as 0.6%.In the other hand.the chromium in heahh food of chromium yeast tablets was trivalent chromium. Key words:trivalent chromium;hexavalent chromium;anion exchange resin;chromium yeast tablets;atomic absorption spectrometer 三价铬是人体的一种必需微量元素,可以防治糖 尿病:三价铬是葡萄糖耐量因子的组成部分,对调节 以三价铬为功效的保健食品也越来越多。 日常的微波消解前处理再用原子吸收和发射光 谱等测定方法旨在测定样品中总铬的含量,不能区分 三价铬和六价铬嗣。有研究发现:在酸性条件下,三价铬 是阳离子,六价铬是阴离子,根据这个特点,选用强碱 糖代谢、维持体内正常的耐量起重要作用,在胰岛素 和三价铬的共同作用下完成糖代谢 。三价铬能影响 机体的脂质代谢,降低血中胆固醇和甘油三酯的含 量,而具有防治动脉硬化、高血压的作用[31。三价铬是 核酸类的稳定剂,可防止细胞内某些基因物质的突变, 从而可以预防癌症[41。而六价铬具有很强的毒性,可干 性阴离子交换树脂可以将三价与六价铬分离开来同。 然而,三价铬与六价铬之间可以通过氧化还原作用进 行相互转化嗍,这使得三价铬和六价铬测定有一定的 困难。本方法通过用热水浴浸提,然后用离子交换树 脂共同作用,既保证了三价铬与六价铬在这种条件下 不相互转变,也完成了三价铬与六价铬的分离,从而 扰重要酶体系,具有致癌和诱发基因突变的作用圈。随 着生活水平的提高,人们对健康的追求也越来越高, 作者简介:闫美(1988一),女(汉),研究生,研究方向:保健食品中功 效成分的检测与研究。 有助于分别测定食品中的三价铬与六价铬。 闫美,等:保健食品中三价铬与六价铬的分离与测定 检测分析 -== 72 1材料与方法 1.1仪器与试剂 1.1.1材料 铬酵母片:汤臣倍健股份有限公司生产。 1.1.2仪器 Z一2000原子吸收光谱仪:HITACHI;Ethos one微 波消解仪:Milestone。 1.1-3试剂 强碱性阴离子交换树脂、铬的标准溶液:上海安 谱科学仪器有限公司;磷酸二氢铵、盐酸、硝酸:广州化 学试剂厂。 1.2方法 1.2.1标准曲线的绘制 精密移取1 000mg/L的铬标准溶液10mL至100mL 容量瓶中得100 mg/L的储备液,然后取100 mg/L的储 备液1 mL至100mL容量瓶中得1 mg/L储备液,再取 1 mg/L储备液2 mL至50 mL容量瓶中,用0.5 mol/L 的硝酸溶液定容至刻度,得40 g,IJ标准液。以吸光度 为横坐标,铬的浓度为纵坐标,绘制标准曲线,如图1 所示 一 i 吸光值 图1铬的标准曲线 Fig.1 The standard curve of chromium 1.2.2树脂的处理 1.2.2.1树脂的活化 将树脂用去离子水浸泡24 h后,用0.5 mol/L HC1 浸泡4 h,再用去离子水清洗至中性,用等浓度的氢氧 化钠浸泡4 h,用水洗至中性,然后烘干备用嗍。 1.2.2.2树脂的再生 将使用过的树脂用去离子水洗净,过滤,转移至 三角瓶中,加入50 mL 5%的氢氧化钠在25℃下恒温 振荡2 h,树脂过滤后再用5%的HC1溶液洗涤,用去 离子水洗至中性,烘干备用 ,在使用前树脂仍需活化。 1.2.3样品的前处理 将样品研磨后,称样量在0.5 g-2 g,加7 roLl0% 的盐酸,在沸水浴中煮沸20 arin,用慢速定量滤纸过滤 定容至100 mL。取滤液1 mL过强碱性阴离子交换树 脂柱,用1%的盐酸洗脱㈣,收集洗脱液定容至100 mL, 供测定样品中三价铬的含量,未过强阴离子交换树脂 的供测定样品中总铬的含量。 1.2.4仪器的检测条件 波长359.3 nm,狭缝0.4 nm,灯电流5.0 mA,干燥 温度55 cC~140 oC,40 s;灰化温度700 oC,持续20 S;原 子化温度:2 500℃,持续5 S;使用塞曼效应来扣除 背景。 1.2.5回收率的计算 回收率 =(加标样品测得量一样品测得量/力Ⅱ标 量)xl00 1.2.6检出限的计算 检出限公式: L= = 式中:L为检出限,m#L;X 为全试剂空白响应值; i为测定n次空白溶液的平均值(n ̄20);b为标准曲 线回归方程中的斜率;K一般为3;s为11次测定空白 的离子计数的标准偏差。 2结果与分析 2.1不同前处理对样品中总铬含量的影响 实验室采用的前处理方法:称取0.5 g~2 g试样于 微波消解管中,加硝酸8 mL,预消解,放冷,再加30% 的过氧化氢2 mL,放冷,再在微波消解仪上进行消解 (180 qC,30 min)tn]。然而,硝酸是强氧化剂在消解过程 中,可能将Cr6-4 ̄5成C 8I口且高温也将促使三价铬和六 价铬的相互转变。因此,为了保证样品中铬原有的价 态,试验中选用了低浓度盐酸和低温消解样品。不同 处理条件下的总铬与三价铬的含量见表1。 表1不同处理方法下分别用总铬与三价铬标准溶液测定的总铬和 三价铬的含量 Table 1 The total concentration of chromium and trivalent chromium with diferent process methods 总铬标液测总铬标液测三价铬标液测三价铬标液 消解方法称样量 定铬含量/ 定平均值/ 定铬的含量/测定平均值/ (mg/lO0 g)(mg/lO0 g) (mg,loo g) (mg,100 g) 由表1可以看出,用三价铬的标准溶液和铬的标 准溶液测定的铬酵母片中不同处理条件下总铬的含 量均在1 1.3 meglOO g左右。说明在测定过程中用三价 检测分析 闫美,等:保健食品中三价铬与六价铬的分离与测定 铬以阴离子形态存在,利用这个性质,选用强碱性阴 离子交换树脂可以选择性的吸附六价铬,用稀盐酸可 以洗脱三价铬 切。过柱前消解液用于测定铬酵母片中 总铬的含量,过柱后消解液用于测定三价铬的含量, 六价铬的含量即为总铬含量与三价铬含量之差。然 铬的标准溶液与总铬的标准溶液测定的结果一致。同 时也可以看出,由国标中高温微波消解样品后测得的 总铬含量为1 1.23 m 100 g,而在降低温度至120℃, 降低酸度至1O%HC1微波浸提时和采用10%HC1,热 水浸提铬酵母片后,测定样品中总铬的含量分别为 1 1.42 mg/100 g和11.27 mg/lO0 g,与高温高压下用浓 硝酸处理的结果接近。通过上述的试验可以看出,在 而,强氧化剂、高温等均能使六价铬氧化成三价铬网, 这将影响样品三价铬与六价铬的测定。结合表1的试 验结果,采用低温及低酸处理三价铬和六价铬的标准 使用较低温度和低浓度的酸处理时,对铬酵母片中铬 的浸提没有影响,因此,在以下的试验中选用低酸,低 温消解铬酵母片。 2.2不同的前处理对三价铬和六价铬的影响 溶液,然后通过强阴离子交换树脂测定过柱前后铬含 量的变化,验证其不同的消解方法对三价铬与六价铬 分离及测定的影响。其中标准溶液的加人量均为 在酸性条件下,三价铬以阳离子形态存在,六价 10 g,L,不同处理方法对其含量的影响见表2。 表2不同处理方法对三价铬与六价铬分离与测定的影响 Table 2 Effect of separation and determination of trivalent chromium and hexavalent chromium by using diferent process methods 注:一表不计算六价铬含量低于0。 由六价铬的标准溶液直接过强阴离子交换树脂, 测定过柱后溶液中铬的含量仅0.523 mg/kg,说明试验 过程中使用的强阴离子交换树脂可以吸附呈阴离子 形态的六价铬。由将三价铬与六价铬的标准溶液同时 10%HCI,热水浸提的方法对标准溶液进行消解保证 了消解过程中铬的原始价态,同时在经过强碱性阴离 子交换树脂后,1%HC1洗脱三价铬的效果较好。 结合表2试验结果,用10%HC1,120 qC,微波浸 提后六价铬的回收率为6.65%,而用10%HC1,热水 浸提20 min消解六价铬的标准溶液后,六价铬的回收 率为95.38%。120 oC微波消解与热水浸提存在的差异 即,微波消解为加压处理,热水浸提过程中未加压,因 经过l0%HC1,120 oC,微波浸提过柱后分别测定过柱 后溶液中三价铬的含量为9.818 mg/l(g和9.253 mg/l【g 看出,经过l0%HC1,120 oc,微波浸提后,三价铬的回 收率达到100.05%,而六价铬的回收率仅6.65%。结 果说明在消解过程中,六价铬转变成了三价铬。分别 采用10%HC1,热水浸提20 min处理的三价铬标准溶 液和六价铬标准溶液,经过强阴离子交换树脂后其溶 液中三价铬与六价铬的浓度分别为9.887 mg/l(g和 9.451 mg/kg。对应的三价铬和六价铬的回收率分别达 到了100.08%和95.38%,通过这组数据可以看出,用 此,说明在消解过程中,加压处理也会使得六价铬转 变成三价铬。结合表1和表2可以看出,用10%HC1, 热水浸提的消解方法处理样品既可以将样品中铬完 全浸提出来,同时又能保证样品中铬原有的价态,且 强阴离子交换树脂能够很好的分离三价铬和六价铬, 因此,用10%HCI,热水浸提20 min消解样品可以完 - == 74 闫美,等:保健食品中三价铬与六价铬的分离与测定 检测分析 成三价铬与六价铬的分离与测定。 2.3加标回收率 2.3.1三价铬的回收率 加标样品的处理:精密称取9份样品,置于100 mL 玻璃消解管中,分成3组,每组3份,于每一组分中分 别精密加入浓度为100 mg/L的三价铬的标准储备液 0.5、1.0、2.0 mL,再加7 mL 10%的盐酸,在沸水浴中煮 沸20 min,冷却后用慢速定量滤纸过滤,去离子水定容 至lO0 mL。取滤液lmL过强碱性阴离子交换树脂柱, 用1%的盐酸洗脱,收集洗脱液定容至100 mL,供测 定三价铬的含量,加标量分别为5、10、20 g,其加标 后的回收率见表3。 表3三价铬加标回收率 Table 3 The recovery rate of trivalent chromium 由表1可以看出,铬酵母片中铬的含量为1 13 m ̄100 g 左右。由表3的试验结果看出,采用10%HC],热水浸 提的方法来消解添加不同浓度三价铬标准溶液的样 品,消解液过强阴离子交换树脂,三价铬的平均回收 率达到了96.2%,RSD值为2.82%。 2.3.2六价铬的回收率 加标样品的处理:精密称取9份样品,置于100 mL 玻璃消解管中,分成3组,每组3份,于每一组分中分 别精密加入浓度为100 mg/L的六价铬的标准储备液 0.5、1.0、2.0 mL,再加7 mL 10%的盐酸,在沸水浴中煮 沸20 arin,冷却后用去离子水用慢速定量滤纸过滤定 容至100 mL,上机测定,即过柱前测定为总铬。 取滤液1 mL过强碱性阴离子交换树脂柱,用1% 的盐酸洗脱,收集洗脱液定容至100 mL,供测定六价 铬的含量,加标量分别为5、10、20 g,其六价铬过柱 前后的回收率结果见表4和表5。 结合表4和表5可以看出,未过柱前其铬的回收 率达100.07%,将消解液过强阴离子交换树脂后,六 价铬的回收率仅0.60%。因在酸性条件下三价铬以阳 离子状态存在,六价铬以阴离子状态存在,所以在通 表4六价铬加标回收率过柱前(总铬) Table 4 The recovery rate of hexavalent chromimu before through the coltunn 表5六价铬加标回收率过柱后试验结果 Table 5 The recovery rate of hexavalent chromium after through the column 注:一表不六价铬的回收率低,无法计算RSD值。 过强阴离子交换树脂后,六价铬被吸附,而六价铬的 含量为总铬含量与三价铬含量之差。 2.4检出限 按样品处理平行处理20份试剂空白,检测结果见 表6。 表6试剂空白测定结果 Table 6 The result of reagent blank 次数 结果 次数 结果 次数 结果 1 0.005 0 8 0.004 7 15 0.005 8 2 0.005 9 9 0.005 6 16 O.0o6 3 3 0.005 1 10 O.0o5 7 17 0.006 6 4 0.006 8 11 0.005 4 18 0.004 9 5 O.0H06 4 12 O.0o6 3 19 0.006 0 6 0.006 l 13 O.o06 3 2O O.0o5 8 根据试验结果计算得出仪器的检测限L=0.244 L, 方法检测限为:0.024 mg/L。 生物工程 DOI:l0.3969/j.issn.1005-6521.2016.07.043 食品研究与并发 Food Research And Development 2016年4月 第37卷第7期 固定化米曲霉发酵甘蔗糖蜜生产曲酸的研究 戴莉,田雯,崔媛媛,唐湘毅,苏芬芬,孙卫东 (广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁530004) 摘要:以甘蔗糖蜜为原料,采用聚氨酯泡沫固定米曲霉进行发酵试验,探究聚氨酯泡沫固定化米曲霉的条件,及固定 化米曲霉发酵糖蜜的最优条件。试验得出,固定化最优条件为:聚氨酯泡沫载体最佳尺寸为2mmX2minx2mm,最佳填 充量为1.0 g/60 mL发酵液,曲酸最高浓度可达15.43 g/L,用此固定化酶发酵酸处理的糖蜜,当糖蜜培养基中糖浓度 8O g/L时,获得的曲酸最高浓度为9.02g/L。 关键词:米曲霉;糖蜜;曲酸;固定化 Study on the Production of Kojic Acid from Fermented Sugar Cane Molasses by Immobil ̄ed Aspergillus Oryzae DAI Li,TIAN Wen,CUI Yuan-yuan,TANG Xiang-yi,SU Fen-fen,SUN Wei-dong (School of Light Industry and Food En ̄neering,Guangxi University,Nanning 530004,Guangxi,China) Abstract:Using sugarcane molasses as raw material and polyurethane foam fixed A spergillus oryzae fermenta- tion to carry out an experiments,explored the conditions of polyurethane foam immobilized A spergillus oryzae and the optimal conditions of immobilized Aspergillus oryzae fermentation of molasses.The optimal conditions of immobilization was obtained though the experiment:2 mm x 2 mm x 2 mm of the best size for polyurethane foam carrier,and 1.0 g/60 mL fermented liquid of the best iflling quantity,the concentration of kojic acid could reach 作者简介:戴莉(1989一),女(汉),硕士研究生,研究方向:糖厂副产物综合利用。 通信作者:孙卫东(1962一),教授,博士研究生。 3结论 [3】秦俊发.微量元素与糖料病[J】_广东微量元素科学,2008,34(4):36— 38 通过对样品用不同的消解方法处理发现:低温低 浓度酸均能较好的浸提铬酵母片中的铬,且不仅高温 和强氧化剂会使的六价铬转变成三价,高压作用,也 【4】袁建,杨晓蓉,浮东宝,等.食品中铬(1lI)与铬(Ⅵ)分析方法的探讨 『J].中国粮油学报,1999,14(4):59—62 [5]王夔_生命科学中的微量元素[M].北京:中国计量出版社,1992: 56—362 会使六价铬转变成三价铬。铬酵母片中铬的含量为 11.3 mg/kg,用10%HC1,热水浸提即保证了样品中铬 [6]李静,王丽,陈华宝,等.牛奶中三价铬和六价铬的同时提取和检 测方法『J].食品科学,2010,31(10):250—253 [7]李占双,李茹民.石墨炉原子吸收光谱法测定废水中的铬(Ⅲ)与 铬(Ⅵ) 应用科技,2001,28(3):39—40 [8]于义.解决六价铬问题的技术手段[JlI.北京皮革:中外皮革信息 版.2006(5):94—96 的浸提率,也保证了铬酵母片中铬的原始价态,且强 阴离子交换树脂可以吸附以阴离子形态存在的六价 铬,对以阳离子形态存在的三价铬没有吸附作用,从 而将三价铬和六价铬分开。由此种方法测定的三价铬 的回收率高达96.2%,六价铬的回收率低至0.60%。 参考文献: [1]孙忠,吴蕴棠,车素萍.铬对糖尿病大鼠骨骼肌GLUT4基因表达 的影响[J】.营养学报,2005,27(3):196—199 [2】吴阿团,沈顺新,王敏琦.三价铬对葡萄糖摄取的调节作用[J】.中 国畜牧兽医,2009.36(9):16—18 [9 黄晓霞,9】刘茹.201 ̄4强碱性阴离子交换树脂吸附Cr(VI)的机理 研究【J].广东化工,2010,37(5):86—89 [10]黄文耀,邓琴,沈更新,等.保健食品中三价铬的测定方法[J1.公共 卫生与预防医学,2006,17(3):66—67 【l1】国家卫生和计划生育委员会.GB 5009.123—2014食品安全国家 标准食品中铬的测定[s].北京:中国标准出版社,2015 收稿日期:2015—01—21 

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