電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定啤酒中的鈣和鍶

王海鳳, 唐興敏

(1.安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所，安徽 合肥 230001; 2.湖北省地質(zhì)試驗(yàn)測(cè)試中心,湖北 武漢 430034)

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定啤酒中的鈣和鍶

王海鳳1, 唐興敏2

(1.安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所，安徽 合肥 230001; 2.湖北省地質(zhì)試驗(yàn)測(cè)試中心,湖北 武漢 430034)

采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)對(duì)啤酒中鈣和鍶進(jìn)行測(cè)定。通過(guò)對(duì)硝酸酸度的選擇實(shí)驗(yàn)、儀器測(cè)定的背景扣除及實(shí)際樣品的測(cè)定和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),建立了簡(jiǎn)捷、快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的ICP-OES法測(cè)定啤酒中Ca、Sr的分析方法。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜;啤酒;鈣;鍶

啤酒素有“液體面包”之稱,如今它已是人所共知的營(yíng)養(yǎng)飲料[1]。啤酒中除了含有醇、醛、酮、脂等有機(jī)物質(zhì),還含有礦物質(zhì)元素,它們對(duì)啤酒的發(fā)酵過(guò)程和啤酒的質(zhì)量和口感都有著十分重要的影響[2-3]。由于啤酒是人們常用飲品,所以人們對(duì)其中的微量元素研究也日漸增多。啤酒中含有較多的鈣離子,是鈣的膳食來(lái)源之一,鈣是人體中重要的微量元素。啤酒中含有微量的鍶對(duì)人體有益,是優(yōu)級(jí)品的標(biāo)志之一[4-5]。如何檢測(cè)啤酒中的鈣含量,國(guó)際通用分析法采用原子吸收法或電感耦合等離子法。本文采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)測(cè)定啤酒中的鈣和鍶量,選取適宜的樣品處理方法和最佳測(cè)量條件,考察分析方法的檢出限、精密度和回收率,測(cè)定效果較好,可作為啤酒樣品中微量元素Ca、Sr的快速分析測(cè)定方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

電感耦合等離子體全譜直讀光譜儀(ICP-OES),其工作參數(shù)見(jiàn)表1。

實(shí)驗(yàn)用水均為去離子水,硝酸、過(guò)氧化氫均為經(jīng)空白檢查不含鈣、鍶的分析純?cè)噭?/p>

鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液:由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供的GBW(E)080118,濃度為1 000 μg/mL,使用時(shí)逐級(jí)稀釋。

鍶標(biāo)準(zhǔn)溶液:由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供的GBW(E)080242,濃度為100 μg/mL,使用時(shí)逐級(jí)稀釋。

工作溶液:配制含有Ca 50 μg/mL 、Sr 1.0 μg/mL,10%硝酸介質(zhì)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

表1 ICP-OES工作參數(shù)(Thermo icap 6 300為例)

1.2 樣品預(yù)處理

由于啤酒具有發(fā)泡特性,且啤酒有機(jī)質(zhì)含量高,使其不能直接上儀器測(cè)量。在分取樣品進(jìn)行消解時(shí)也會(huì)產(chǎn)生氣泡,于是采取先除泡再分樣的方法。把啤酒倒在洗凈并烘干的玻璃杯中,用手充分搖動(dòng)使得啤酒中的CO2釋放,直到不再產(chǎn)生氣泡,用移液管準(zhǔn)確分取5.00 mL啤酒于50 mL高腳玻璃燒杯中,加硝酸2.0 mL,蓋上表面皿,在低溫150 ℃電熱板上消解,注意如果樣品受熱產(chǎn)生氣泡,就需要拿下冷卻一會(huì)再放到電熱板上繼續(xù)消解。待樣品分解至淡黃色,滴加幾滴30%的過(guò)氧化氫氧化去除顏色,直到樣品消解至無(wú)色。蒸至小體積,最后轉(zhuǎn)移到10 mL的比色管中,用10%硝酸定容至刻度,搖勻待測(cè)。

1.3 測(cè)定方法

由于ICP-OES對(duì)于許多元素的動(dòng)態(tài)線性范圍可達(dá)4～6個(gè)數(shù)量級(jí),根據(jù)啤酒中待測(cè)元素的含量,選用合適的濃度區(qū)間繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,其線性相關(guān)系數(shù)均>0.999。本文標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度點(diǎn)分別為:Ca(0 μg/mL,1.0 μg/mL,5.0 μg/mL,10 μg/mL,20 μg/mL,50 μg/mL),Sr(0 μg/mL,0.1 μg/mL,0.2 μg/mL,0.5 μg/mL,1.0 μg/mL,2.0 μg/mL)。

1.4 分析元素波長(zhǎng)

分析線的選擇通常是由待測(cè)元素的濃度、譜線相對(duì)強(qiáng)度、分析條件及共存元素的干擾情況決定的,除待測(cè)元素的自身特性外,主要與試樣基體和共存元素的干擾效應(yīng)有關(guān)。ICP-OES測(cè)定元素譜線波長(zhǎng):Ca 445.5 nm,Sr 346.4 nm。

2 結(jié)果與討論

2.1 硝酸酸度的影響

由于ICP光譜分析的試樣為溶液狀態(tài),因此溶液的粘度、比重及表面張力等均對(duì)霧化過(guò)程、霧滴粒徑、氣溶膠的傳輸以及溶劑的蒸發(fā)等都有影響,而粘度又與溶液的組成,酸的濃度和種類及溫度等因素相關(guān)。

酸的濃度和種類對(duì)溶液的物理性質(zhì)也有明顯的影響,在相同的酸度時(shí),粘度以下列的次序遞增HCl≤HNO3

2.2 背景扣除

對(duì)于ICP光譜儀來(lái)說(shuō),基體匹配是最理想的,但很難實(shí)現(xiàn)。實(shí)際工作中,基體效應(yīng)(被測(cè)樣品之間、樣品與純標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的成分不同、連續(xù)光譜和譜線托尾)都可能導(dǎo)致背景干擾,需進(jìn)行背景校正(表2)。

表2 元素分析線、背景校正

2.3 方法檢出限

重復(fù)測(cè)量空白溶液12次,計(jì)算每種元素空白測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差s,檢出限D(zhuǎn)L為三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差值(表3)。

表 3 方法檢出限

由表3可以看出,ICP-OES的檢出限良好,Ca、Sr元素的檢出限能滿足分析的要求。

2.4 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)

取一個(gè)啤酒樣品消解后測(cè)定,根據(jù)Ca、Sr元素的含量加入一定量的標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算加標(biāo)回收率(表4)。

表4 加標(biāo)測(cè)定結(jié)果

由表4可以看出,所取啤酒樣中鈣和鍶的回收率分別為96.9%和97.8%,說(shuō)明測(cè)定準(zhǔn)確度較高。

2.5 精密度試驗(yàn)

用4個(gè)已知濃度的啤酒樣品,重復(fù)測(cè)量12次,計(jì)算Ca 、Sr元素相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD%。結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 精密度試驗(yàn)(n=12)

由表5可以看出各元素精密度均在1.3%～3.3%之間,符合要求。

2.6 樣品測(cè)試結(jié)果

對(duì)常見(jiàn)品牌的瓶裝啤酒樣品測(cè)試結(jié)果,見(jiàn)表6。

表6 四種啤酒測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn),ICP-OES測(cè)定啤酒中鈣和鍶可以簡(jiǎn)單處理樣品直接測(cè)量,具有干擾少,檢出限低,精密度高等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于檢查啤酒中有益元素能夠方便快捷、更準(zhǔn)確地提供監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

[1] 李鵬飛,李小莉,李琦,等.不同前處理方法測(cè)定啤酒中鈉、鉀、鈣和鎂含量的比較研究[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2008,27(5):91-94.

[2] 周雅蘭,張金生,李麗華,等.微波消解—微波等離子體炬原子發(fā)射光譜測(cè)定啤酒中的銅、鋅、鐵、錳、硒、鍶[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào),2012,28(1):67-70.

[3] 焦更生,黨名團(tuán),李秉智.微波消解—原子吸收法測(cè)定啤酒中的微量鋁[J].分析實(shí)驗(yàn)室報(bào),2008,27(4):33-35.

[4] 管敦儀.啤酒工業(yè)手冊(cè)[M].修訂版.北京:輕工業(yè)出版社,1998.

[5] 王加春.鈣離子在啤酒釀造中的作用及其含量測(cè)定[J].釀酒科技,2000(4):57-60.

(責(zé)任編輯：陳文寶)

Determination of Calcium and Strontium in Beer By ICP-OES

WANG Haifeng1, TANG Xingmin2

(1.AnhuiInstituteofGeologicalExperiment,Hefei,Anhui230001; 2.HubeiProvniceGeologicalExperimentalTestingCenter,Wuhan,Hubei430034)

Calcium and strontium in beer are determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-OES).Through nitric acid acidity of choice experiment,background subtraction of instrument,actual sample determination and recovery experiments,the paper establishes a simple,fast,accurate and stable ICP-OES analysis method for determination of Ca and Sr in beer.

inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-OES); beer; calcium; strontium

2015-01-05;改回日期:2015-02-12

王海鳳(1982-),女,工程師,巖礦分析專業(yè),從事巖礦分析測(cè)試和研究工作。E-mail:913735872@qq.com

O657.3

A

1671-1211(2015)03-0351-03

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201503025

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150422.1031.011.html 數(shù)字出版日期:2015-04-22 10:31