广东轻工职业技术大学：《食品理化检验技术》课程教学资源（PPT课件）第七章 食品中矿物质元素的测定

7、食品中矿物质元素的测定 7.1、概述(概念、分类、测定意义） 7.2、食品中必需矿物质元素的测定—— 铁、镁、锰、铜、锌的原子吸收分光光度法测定 7.3、食品中铅、镉、铬的测定——石墨炉原子化法 7.4、食品中锡的测定方法——苯芴酮比色法 7.5、食品中汞含量的测定——双硫腙分光光度法、 冷原子吸收光谱法 7.6、食品中砷含量的测定——银盐法测定

7、食品中矿物质元素的测定 7.1、概述(概念、分类、测定意义） 7.2、食品中必需矿物质元素的测定—— 铁、镁、锰、铜、锌的原子吸收分光光度法测定 7.3、食品中铅、镉、铬的测定——石墨炉原子化法 7.4、食品中锡的测定方法——苯芴酮比色法 7.5、食品中汞含量的测定——双硫腙分光光度法、 冷原子吸收光谱法 7.6、食品中砷含量的测定——银盐法测定

7.1、概述 ➢ 概念 食品中所含的元素有50多种、除去C、 H、O、N4种构成水分和有机物质以外， 其他的元素统称矿物质元素。 ➢ 分类： 从营养学的角度，可分为必需元素、非必 需元素和有毒元素三类； 从人体需要的角度，可分为常量元素（含 量在0.01%以上）、微量元素（含量低于 0.01%）两类

7.1、概述 ➢ 概念 食品中所含的元素有50多种、除去C、 H、O、N4种构成水分和有机物质以外， 其他的元素统称矿物质元素。 ➢ 分类： 从营养学的角度，可分为必需元素、非必 需元素和有毒元素三类； 从人体需要的角度，可分为常量元素（含 量在0.01%以上）、微量元素（含量低于 0.01%）两类

❖ 常量元素需求比例较大如钾、钠、钙、镁、 磷、氯、硫等 ❖ 人体必需的微量元素有：铁、铜、锌、锰、 锡、碘、氟、硒等 ❖ 有毒元素：其极小的剂量，即可导致机体 呈现毒性反应，而且人体中具有蓄积性， 随着在人体内的蓄积量的增加，机体会出 现各种中毒反应，如汞、镉、铅、砷等

❖ 常量元素需求比例较大如钾、钠、钙、镁、 磷、氯、硫等 ❖ 人体必需的微量元素有：铁、铜、锌、锰、 锡、碘、氟、硒等 ❖ 有毒元素：其极小的剂量，即可导致机体 呈现毒性反应，而且人体中具有蓄积性， 随着在人体内的蓄积量的增加，机体会出 现各种中毒反应，如汞、镉、铅、砷等

微量元素在机体组织中的作用浓度很低， 往往以百万分之一或十亿分之一甚至更低 来描述，故需要从食物中摄取的量也很低。 微量元素的浓度与功能形式常严格局限在 一定的范围之内，而且有的元素的这个范 围相当窄。微量元素在这特定的范围内可 以使组织的结构与功能的完整性得到维持， 当其含量低于机体需要的量时，组织功能 会减弱或不健全，甚至会受到损害并处于 不健康的状态之中。但如果含量高于这一 特定范围，则可能导致不同程度的毒性反 应，严重的可以引起死亡

微量元素在机体组织中的作用浓度很低， 往往以百万分之一或十亿分之一甚至更低 来描述，故需要从食物中摄取的量也很低。 微量元素的浓度与功能形式常严格局限在 一定的范围之内，而且有的元素的这个范 围相当窄。微量元素在这特定的范围内可 以使组织的结构与功能的完整性得到维持， 当其含量低于机体需要的量时，组织功能 会减弱或不健全，甚至会受到损害并处于 不健康的状态之中。但如果含量高于这一 特定范围，则可能导致不同程度的毒性反 应，严重的可以引起死亡

从含量过低到过高的限量有的元素比较宽， 有的却很窄，例如硒，其正常需要量到中毒量 之间相差不到10倍，人体对硒的每日安全摄入 量为50~200µg，如低于50 µg会导致心肌炎、 克山病等疾病，并诱发免疫功能低下和老年性 白内障的发生；但如果摄入量在 200~1000µg之 间则会导致中毒，如果每日摄入量超过1mg则 可导致死亡。 微量元素的功能形式、化学价态与化学形式也 非常重要。例如铬，其正六价状态对人体的毒 害很大，只有适量的正三价铬对人体才是有益 的

从含量过低到过高的限量有的元素比较宽， 有的却很窄，例如硒，其正常需要量到中毒量 之间相差不到10倍，人体对硒的每日安全摄入 量为50~200µg，如低于50 µg会导致心肌炎、 克山病等疾病，并诱发免疫功能低下和老年性 白内障的发生；但如果摄入量在 200~1000µg之 间则会导致中毒，如果每日摄入量超过1mg则 可导致死亡。 微量元素的功能形式、化学价态与化学形式也 非常重要。例如铬，其正六价状态对人体的毒 害很大，只有适量的正三价铬对人体才是有益 的

➢ 来源： （1）由自然条件（如地质、地理、生物种类、品种 等）所决定的，食物本身天然存在的矿物质元素 （2）为营养强化而添加到食品中的微量矿物质元素 或食品加工、包装、贮存时，受到污染，引入了 重金属元素。像锡来自于铁皮上的镀锡，接触中 的焊锡；像铜来自加工的铜镀浓缩锅，铜勺等造 成。 （3）随着经济的发展，各种新材料的出现，造成了 新的食物污染。 （4）工业“三废（废水、废气、废渣）以及农药、 化肥用量的增加，造成土壤、水源、空气等的污 染，使重金属及有毒元素在动、植物体内富集并 直接影响人类的健康

➢ 来源： （1）由自然条件（如地质、地理、生物种类、品种 等）所决定的，食物本身天然存在的矿物质元素 （2）为营养强化而添加到食品中的微量矿物质元素 或食品加工、包装、贮存时，受到污染，引入了 重金属元素。像锡来自于铁皮上的镀锡，接触中 的焊锡；像铜来自加工的铜镀浓缩锅，铜勺等造 成。 （3）随着经济的发展，各种新材料的出现，造成了 新的食物污染。 （4）工业“三废（废水、废气、废渣）以及农药、 化肥用量的增加，造成土壤、水源、空气等的污 染，使重金属及有毒元素在动、植物体内富集并 直接影响人类的健康

➢ 检测意义 ❖ 评价食品的营养价值； ❖ 开发和生产强化食品具有指导意义； ❖ 有利于食品加工工艺的改进和食品质量的提高 ❖ 可以了解食品污染情况，以便查清和控制污染 源

➢ 检测意义 ❖ 评价食品的营养价值； ❖ 开发和生产强化食品具有指导意义； ❖ 有利于食品加工工艺的改进和食品质量的提高 ❖ 可以了解食品污染情况，以便查清和控制污染 源

➢ 测定方法：食品中矿物质元素的检测方法 有很多，而尤其以分光光度法、原子吸收 分光光度法用得最多。 ❖ 分光光度法由于设备简单，能达到食品中 矿物质检测标准要求的灵敏度，故一直被 广泛采用； ❖ 原子吸收分光光度法由于它的选择性好， 灵敏度高，测定手续简便快速，可同时测 定多种元素的优点，而成为矿物质测定中 最常用的方法

➢ 测定方法：食品中矿物质元素的检测方法 有很多，而尤其以分光光度法、原子吸收 分光光度法用得最多。 ❖ 分光光度法由于设备简单，能达到食品中 矿物质检测标准要求的灵敏度，故一直被 广泛采用； ❖ 原子吸收分光光度法由于它的选择性好， 灵敏度高，测定手续简便快速，可同时测 定多种元素的优点，而成为矿物质测定中 最常用的方法

7.2、食品中必需矿物质元素的测定—— 铁、镁、锰、铜、锌的原子吸收分光光度法测定 ➢ 原子吸收分光光度法的基本原理 原子吸收光谱法是一种利用被测元素的基态自由原 子对特征波长光吸收程度进行的定量分析方法。试 样中被测元素的化合物在高温中被离解成基态原子， 光源辐射出的待测元素的特征谱线通过样品的蒸气 时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，在一定 范围与条件下，入射光被吸收而减弱的程度与样品 中待测元素的含量呈正比，由此可得出样品中待测 元素的含量。 基态原子、原子吸收过程 激发态原子、发射过程、特征谱线

7.2、食品中必需矿物质元素的测定—— 铁、镁、锰、铜、锌的原子吸收分光光度法测定 ➢ 原子吸收分光光度法的基本原理 原子吸收光谱法是一种利用被测元素的基态自由原 子对特征波长光吸收程度进行的定量分析方法。试 样中被测元素的化合物在高温中被离解成基态原子， 光源辐射出的待测元素的特征谱线通过样品的蒸气 时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，在一定 范围与条件下，入射光被吸收而减弱的程度与样品 中待测元素的含量呈正比，由此可得出样品中待测 元素的含量。 基态原子、原子吸收过程 激发态原子、发射过程、特征谱线

➢ 仪器的结构及性能 ❖ 仪器的组成：原子吸收分光光度计由4个基本单元系统 构成，即光源系统、原子化系统、分光系统和检测系统 ❖ 光源系统主要产生待测元素的特征谱线，一般采用空心 阴极灯； ❖ 原子化系统主要使试样中的待测元素转变为自由原子蒸 气（火焰原子化器—雾化器和燃烧器；无火焰原子化 器—高温石墨管，试样在石墨管中随着温度的升高而干 燥、灰化、原子化，即转变为自由原子蒸气）； ❖ 分光系统可以分出通过火焰的光线中待测元素的谱线； ❖ 检测系统则把光信号转换成电信号，经调制、放大、处 理，最后输出结果

➢ 仪器的结构及性能 ❖ 仪器的组成：原子吸收分光光度计由4个基本单元系统 构成，即光源系统、原子化系统、分光系统和检测系统 ❖ 光源系统主要产生待测元素的特征谱线，一般采用空心 阴极灯； ❖ 原子化系统主要使试样中的待测元素转变为自由原子蒸 气（火焰原子化器—雾化器和燃烧器；无火焰原子化 器—高温石墨管，试样在石墨管中随着温度的升高而干 燥、灰化、原子化，即转变为自由原子蒸气）； ❖ 分光系统可以分出通过火焰的光线中待测元素的谱线； ❖ 检测系统则把光信号转换成电信号，经调制、放大、处 理，最后输出结果