食品檢驗濕法消解過程和機理探討

1、食品檢驗濕法消解過程和機理探討 陳慶勝 李敏(廣州市蘿崗區(qū)疾病預防控制中心，廣東廣州，510530)近年來微波消解得到廣泛研究，各種消解方法比較的文章也層出不窮。筆者在長期樣品前處理工作中，通過對濕法消解過程觀察，著重探討濕法消解過程機理，為濕法消解操作提供經驗參考。1 濕法消解體系的選擇11 濕法消解主要使用硝酸、高氯酸、硫酸、過氧化氫等，利用其酸性及氧化性破壞樣品結構。酸的物理化學性質如下：其氧化性排序應該為：高氯酸硝酸硫酸過氧化氫12 根據樣品基體的不同選擇合適的濕法消解體系。容易被氧化消解的樣品基體選擇用單一硝酸即可，難消解的可選擇硫酸一硝酸體系，硫酸一高氯酸一硝酸體系等2 消解過程描

2、述以較難消解的食用油為例，選擇硫酸一高氯酸一硝酸體系進行消解，探討濕法消解過程和作用機理，以達到快速、安全的消解要求。取05g食用油樣品，加入硫酸2ml、高氯酸3ml、硝酸5ml，先低溫消解(電爐溫度約200)，待達到硝酸分解溫度、冒棕色煙且液面起大量泡沫，輕搖三角瓶等反應平穩(wěn)后，置于平板電爐(400)升溫；待瓶內液面起大量細泡沫并有反應物中心，且出現(xiàn)少量白煙時，開始搖動三角瓶并滴加硝酸，控制滴加速度以調節(jié)三角瓶內反應速度，防止樣品炭化，也不可滴加太快使溫度降低反應變慢。當三角瓶內液面出現(xiàn)均勻且較大泡沫時，溶液變透明，停止搖動三角瓶，置于400升溫至冒高氯酸煙（白色濃煙），此時瓶內液體有可能再

3、出現(xiàn)棕黃色，這是難消解的有機物被消解的過程，繼續(xù)消解至冒硫酸煙（沉于瓶內白煙)，這時瓶內液體已經澄清，所剩液體約2ml為硫酸，取下放冷定容。該消解過程處理單個樣品時間約20min，即使消解難以消解的食用油(0.5g)消耗硝酸不到10mL(約67mL)，高氯酸3mL，硫酸2mL。此消解過程中控制溫度及反應速度需經過一定的實驗操作經驗積累，是做好濕法消解的難點。3 硫酸- 高氯酸-硝酸體系消解過程反應機理探討該體系消解反應分三個過程，第一步以硝酸為消解主體(室溫到120)；第二步以高氯酸為消解主體(約140200)，并與硝酸協(xié)同消解；第三步以硫酸為消解主體(約200290)。下面分步探討硫酸一高氯

4、酸一硝酸體系消解過程。第一步，硝酸為主體溫度下的消解，從室溫升到約120，此過程中隨著溫度升高，硝酸的氧化性增強，達到硝酸分解溫度時反應加速進行，冒大量棕色煙，其中易消解的有機物先被消解，部分粉末狀樣品和低碳有機物此階段可能會產生大量氣泡，這時需輕搖三角瓶控制反應溫度和速度，以免樣品溢出三角瓶。第二步，高氯酸為主體溫度下(約150200)與硝酸共同作用的消解，隨著硝酸的蒸發(fā)，溶液溫度由以硝酸為主體的溫度升高到以高氯酸為主體的溫度。這時濃熱高氯酸體現(xiàn)出其強氧化性，由于高溫氧化過程，有機物易脫水炭化，所以要滴加硝酸以補充氧化劑，并可以控制溫度。此時氧化反應相當劇烈，控制滴加硝酸，即使難以消解的食用

5、油，用約12mL硝酸均可消解至溶液透明，但此時溶液內的有機物并未消解完全。第三步，硫酸為主溫度下的消解約200到290。該階段隨著高氯酸的消解消耗和揮發(fā)，溫度升高到以硫酸為主體的溫度，高溫下硫酸與高氯酸共同作用將最后難消解有機物消解完全，并將高氯酸趕凈。4 討論用經典的濕法消解樣品，在了解消解反應過程機理的基礎上處理樣品，同樣可以達到快速、安全的要求。難以消解的食用油僅需硫酸2mL，高氯酸3mL，硝酸不到10mL，20個樣品消解處理時間約2.5小時。相對微波消解等方法優(yōu)點在于，可憑經驗控制溫度和反應速度，可以對應不同基體樣品同時消解，樣品處理速度快，方法設備普及，試劑消耗少，實際工作中可以和其他方法互補使用。但濕法消解工作強度度大，若通風條件不好長期操作會影響操作員健康。樣品基體不同，消解時酸的選擇和加入順序也不同，例如乳制品選擇硫酸-硝酸體系，應先加硝酸再加硫酸，否者被炭化包裹，消解不易進行。香精等低碳有機機體只能先加硝酸消解。食用油消解要先加硫酸，再加硝酸、高氯酸，否則先加硝酸易形成硝酸甘油脂類，易爆燃；如先加高氯酸再加硝酸、硫酸不用加熱即可能引起爆燃，所以在濕法消解時要注意消解用酸的選擇和加入順序。參考文獻1侯天平，王松君，曹林等微波消解ICPAES法檢測動物毛被中微量元素的方法研究J.光譜