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摘 要：为了发现检测牛奶中锌的快捷有效方法，本文通过一系列实验，采用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定牛奶中的锌含量。在样品的预处理时，分别用0.75mol/L硝酸稀释法，稀释-超声法，国标(GB/T5009.14-2003)法处理樣品。经过比较，发现对稀释样品进行超声不影响稀释样品测定结果。用0.75mol/L硝酸稀释前处理样品简便、快捷，克服了各类消化法繁琐、耗时的缺点，测定结果准确。该方法加标回收率为104.0%，线性相关系数为0.9982，相对标准偏差为0.61%，检出限为0.00162μg/ml。
关键词：原子吸收光谱法；牛奶；锌
中图分类号：O661
文献标识码：A
引言
微量元素钙、镁、锌等在人体内的含量虽少，但它在维持生理机能、预防疾病等方面具有非常重要的作用[1,2]。人体内各种无机元素的缺乏或过多，都会导致人体生理机能的失调和紊乱，甚至导致各种疾病。锌是人体所必需的微量元素。缺锌将出现生长发育迟缓、障碍，肠还原性肢体皮炎或性功能低下及诱发肝病、肾病、心血管病以及肿瘤病等[3,4]。牛奶是一种微量元素含量较为丰富的食品，它营养全面、丰富，食用简便、卫生成为人们日常生活所青睐的饮品。饮用富含锌的牛奶是补充人体所需锌的良好渠道。测定牛奶中锌含量的方法主要有电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）法[5]，催化褪色分光光度法[6～8]，原子吸收分光光度法[9]等。ICP-AES虽然快速简便，但分析成本极较高；光度法要考虑共存离子的影响[10]；常规火焰原子吸收光谱法测定牛奶样品时，一般需先将试样消化，再转移定容，既费时，也易造成样品污染或损失[11]。本文旨在寻找处理牛奶样品的较佳方法，即稀释法，采用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法（FAAS）对纯牛奶中锌元素的含量进行准确、简便、快捷地测定，并加以研究分析，探讨微量锌在牛奶中的含量。对消费者具有一定的引导作用，并为牛乳的微量元素营养价值的研究提供参考意见。
1 实验
1.1 实验操作
1.1.1 主要仪器和试剂
TAS-986原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）
AC-1Y无油空气压缩机（普析通用）
KQ-300VDE型双频数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）
微量移液器（上海安亭微量进样器厂）
Scholar-u v型超纯水制备装置（Human up 900）
箱式电炉SRJX（江苏省南通农业科学仪器厂）
0.1mg/ml的锌标准溶液（天津福晨化学试剂）
蒙牛纯牛奶：内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司
硝酸：分析纯（北京北化精细化学品有限责任公司）
盐酸：分析纯（莱阳经济技术开发区精细化工厂）
混合酸：硝酸+高氯酸（3+1）
磷酸（1+10）
1.1.2 仪器测定条件
TAS-986原子吸收分光光度计，仪器工作条件如下面表1所示：
表1原子吸收分光光度测量Zn时的工作条件
Tab.1 the working conditions of atomic absorption spectrophotometric measurement in Zn
1.1.3 样品的前处理
稀释法：分别移取1ml的样品于6个25ml的容量瓶中，用0.75mol/L的硝酸稀释定容。样品摇匀后，再干过滤，同时弃去初滤液，将过滤后的滤液上机测定。
稀释-超声波法：分别移取1ml的样品于6个25ml的容量瓶中，用0.75mol/L的硝酸稀释定容，然后分别在超声仪内超声0、5、10、20、30、40min取出样品，样品摇匀后，再干过滤，同时弃去初滤液，将过滤后的滤液上机测定。
国标法：分别移取1ml的样品于6个瓷坩埚中，加0.02ml磷酸（1+10），在水浴上蒸干，再小火炭化，然后移入马弗炉中，500±25℃灰化约8h后，取出坩埚，放冷后再加入少量混合酸，如此反复处理，直至残渣中无炭粒，待坩埚稍冷，加3ml盐酸（1+11），溶解残渣并移入25ml容量瓶中，再用盐酸（1+11）反复洗涤坩埚，洗液并入容量瓶中，并稀释至刻度，混匀备用。
1.1.4 标准曲线的绘制
稀释法：依次取0、25、50、100、150、200、250μL的标准锌溶液（0.1mg/ml）于25ml容量瓶中，用0.75mol/L的硝酸定容，配成浓度为0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00μg/ml的溶液。测定结果如表2所示：
表2稀释法中锌的吸光度、浓度
Tab.2 Dilution method of zinc in absorbency and concentration
根据表2绘制图1如下：
图1稀释法中锌元素的标准曲线
Fig.1 Dilution method of zinc standard curve
图1表明锌在0-1.00μg/ml范围内，线性相关系数R=0.9982，标准曲线y=0.0175+0.4865x。
国标法：依次取0、50、100、200、400μL的标准锌溶液（0.1mg/ml）于5个25ml容量瓶中，用0.75mol/L的硝酸定容，配成浓度为0、0.20、0.40、0.80、1.6μg/ml的溶液。测定结果如表3所示：
表3国标法中锌的吸光度、浓度
Tab.3 GB method of zinc in absorbency and concentration
根据表3绘制图2如下：
图2国标法中锌元素的标准曲线
Fig.2 GB method in zinc standard curve
图2表明锌在0-1.60μg/ml范围内，线性相关系数R=0.9973，标准曲线y=0.0349+0.4173x。 1.2 结果与分析
1.2.1 稀释剂的选择
分别移取1ml的样品于5个25ml的容量瓶中，将用浓盐酸(12mol/l)分别加超纯水稀释成的浓度为0.25、0.5、0.75、1.00、1.25mol/l的稀鹽酸定容，样品摇匀后，再干过滤，同时弃去初滤液，将过滤后的滤液上机测定。
分别移取1ml的样品于6个25ml的容量瓶中，将用浓硝酸(15mol/l)分别加超纯水稀释成的浓度为0.25、0.5、0.75、1.00、1.25、1.5mol/l的稀硝酸定容，样品摇匀后，再干过滤，同时弃去初滤液，将过滤后的滤液上机测定。
移取1ml的样品于1个25ml的容量瓶中，用超纯水定容，样品摇匀后，再干过滤，同时弃去初滤液，将过滤后的滤液上机测定。
测定结果如下面表4所示：
表4不同稀释剂稀释所对应的吸光度、浓度
Tab.4 Different thinners dilution of the corresponding absorbency and concentration
图3不同浓度的HCl或HNO3稀释样品所对应的吸光度
Fig.3 Different concentrations of HCl in or HNO3 diluted sample of the corresponding absorbency
由图3可知，用不同浓度的HCl和HNO3稀释样品，HNO3稀释效果比较理想，而且HNO3浓度在0-1.2mol/L范围内有一最大吸光度值，在1.2mol/L以上吸光度虽有上升趋势，但较高浓度的HNO3不仅使测量仪器受损，而且不经济，用0.75mol/LHNO3稀释对仪器造成的损害小，经济，效果好。所以稀释法采用0.75mol/LHNO3稀释样品。
1.2.2 样品采用干过滤而弃去初滤液的原因
牛奶中锌的含量低，采用干过滤可以起到一定的浓缩作用。
干过滤相对于湿过滤而言，干过滤就是用干滤纸，干漏斗将溶液过滤，滤液收集于干燥容器中，干过滤均应弃去初滤液。其原因：①干虑，滤液在经过滤纸时，滤纸会吸收部分水分，所以初滤液的实际浓度要高于原浓度。②初滤液可以起到润洗承接容器的作用。③滤纸孔隙大，经过一段过滤后，滤纸孔被附着的滤渣所覆盖，孔隙变小，滤液也会更加澄清。④滤纸本身加工的不那么的精细，表面有一些可溶性的杂质。
1.2.3 样品稀释倍数的选择
对蒙牛纯牛奶，用0.75mol/L的硝酸稀释5倍后，发现颜色很深，燃烧头容易出现积炭现象，用0.75mol/L的硝酸稀释25倍后，发现颜色明显变淡，燃烧头积炭现象明显减弱。
1.2.4 精密度试验
对平行样中任一样，平行测定11次RSD为0.61%。
1.2.5 三种样品处理法测定结果的比较
表5三种样品处理方法测量结果
Tab.5 Three kinds of sample processing methods measuring results
由表5可知，对稀释样品超声不影响测定结果，稀释法所测锌含量高于国标法，因此稀释法（0.75mol/L硝酸）与国标法相比所测结果有一定差距。
1.2.6 检出限的测定
对样品平行空白进行11次测定来计算标准偏差，采用公式CL=K·Sb/S计算该元素的检出限。式中：K值取3（据IUPAC建议），CL：检出限，Sb：空白溶液定值的标准偏差，S：标准曲线斜率。测得锌检出限为：0.00162μg/ml。
1.2.7 加标回收实验
将稀释法的样6即浓度为0.25μg/ml的样品10ml与0.1mg/ml的标样25μL混匀后上机测定，得测定值为0.51μg/ml，计算加标回收率为104.0%。计算公式：加标回收率=（加标后测定值-原样测定值）/ 加标量 × 100%。
2 结论
硝酸稀释法采用了将样品稀释定容后进样的方法来测定牛奶中的锌元素。该方法简便、快捷、重复性好，克服了以前各类消化法繁琐、耗时以及未经任何处理直接进样法的易堵塞燃烧头的问题，得到令人满意的检出限、精密度。
参考文献
[1] 何海成,付丽,刘广宇,等.火焰原子吸收法测定牛毛和牛奶中微量元素的含量及二者相关性[J].中国乳品工业,2007,35(7):29.
关键词：原子吸收光谱法；牛奶；锌
中图分类号：O661
文献标识码：A
引言
微量元素钙、镁、锌等在人体内的含量虽少，但它在维持生理机能、预防疾病等方面具有非常重要的作用[1,2]。人体内各种无机元素的缺乏或过多，都会导致人体生理机能的失调和紊乱，甚至导致各种疾病。锌是人体所必需的微量元素。缺锌将出现生长发育迟缓、障碍，肠还原性肢体皮炎或性功能低下及诱发肝病、肾病、心血管病以及肿瘤病等[3,4]。牛奶是一种微量元素含量较为丰富的食品，它营养全面、丰富，食用简便、卫生成为人们日常生活所青睐的饮品。饮用富含锌的牛奶是补充人体所需锌的良好渠道。测定牛奶中锌含量的方法主要有电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）法[5]，催化褪色分光光度法[6～8]，原子吸收分光光度法[9]等。ICP-AES虽然快速简便，但分析成本极较高；光度法要考虑共存离子的影响[10]；常规火焰原子吸收光谱法测定牛奶样品时，一般需先将试样消化，再转移定容，既费时，也易造成样品污染或损失[11]。本文旨在寻找处理牛奶样品的较佳方法，即稀释法，采用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法（FAAS）对纯牛奶中锌元素的含量进行准确、简便、快捷地测定，并加以研究分析，探讨微量锌在牛奶中的含量。对消费者具有一定的引导作用，并为牛乳的微量元素营养价值的研究提供参考意见。
1 实验
1.1 实验操作
1.1.1 主要仪器和试剂
TAS-986原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）
AC-1Y无油空气压缩机（普析通用）
KQ-300VDE型双频数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）
微量移液器（上海安亭微量进样器厂）
Scholar-u v型超纯水制备装置（Human up 900）
箱式电炉SRJX（江苏省南通农业科学仪器厂）
0.1mg/ml的锌标准溶液（天津福晨化学试剂）
蒙牛纯牛奶：内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司
硝酸：分析纯（北京北化精细化学品有限责任公司）
盐酸：分析纯（莱阳经济技术开发区精细化工厂）
混合酸：硝酸+高氯酸（3+1）
磷酸（1+10）
1.1.2 仪器测定条件
TAS-986原子吸收分光光度计，仪器工作条件如下面表1所示：
表1原子吸收分光光度测量Zn时的工作条件
Tab.1 the working conditions of atomic absorption spectrophotometric measurement in Zn
1.1.3 样品的前处理
稀释法：分别移取1ml的样品于6个25ml的容量瓶中，用0.75mol/L的硝酸稀释定容。样品摇匀后，再干过滤，同时弃去初滤液，将过滤后的滤液上机测定。
稀释-超声波法：分别移取1ml的样品于6个25ml的容量瓶中，用0.75mol/L的硝酸稀释定容，然后分别在超声仪内超声0、5、10、20、30、40min取出样品，样品摇匀后，再干过滤，同时弃去初滤液，将过滤后的滤液上机测定。
国标法：分别移取1ml的样品于6个瓷坩埚中，加0.02ml磷酸（1+10），在水浴上蒸干，再小火炭化，然后移入马弗炉中，500±25℃灰化约8h后，取出坩埚，放冷后再加入少量混合酸，如此反复处理，直至残渣中无炭粒，待坩埚稍冷，加3ml盐酸（1+11），溶解残渣并移入25ml容量瓶中，再用盐酸（1+11）反复洗涤坩埚，洗液并入容量瓶中，并稀释至刻度，混匀备用。
1.1.4 标准曲线的绘制
稀释法：依次取0、25、50、100、150、200、250μL的标准锌溶液（0.1mg/ml）于25ml容量瓶中，用0.75mol/L的硝酸定容，配成浓度为0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00μg/ml的溶液。测定结果如表2所示：
表2稀释法中锌的吸光度、浓度
Tab.2 Dilution method of zinc in absorbency and concentration
根据表2绘制图1如下：
图1稀释法中锌元素的标准曲线
Fig.1 Dilution method of zinc standard curve
图1表明锌在0-1.00μg/ml范围内，线性相关系数R=0.9982，标准曲线y=0.0175+0.4865x。
国标法：依次取0、50、100、200、400μL的标准锌溶液（0.1mg/ml）于5个25ml容量瓶中，用0.75mol/L的硝酸定容，配成浓度为0、0.20、0.40、0.80、1.6μg/ml的溶液。测定结果如表3所示：
表3国标法中锌的吸光度、浓度
Tab.3 GB method of zinc in absorbency and concentration
根据表3绘制图2如下：
图2国标法中锌元素的标准曲线
Fig.2 GB method in zinc standard curve
图2表明锌在0-1.60μg/ml范围内，线性相关系数R=0.9973，标准曲线y=0.0349+0.4173x。 1.2 结果与分析
1.2.1 稀释剂的选择
分别移取1ml的样品于5个25ml的容量瓶中，将用浓盐酸(12mol/l)分别加超纯水稀释成的浓度为0.25、0.5、0.75、1.00、1.25mol/l的稀鹽酸定容，样品摇匀后，再干过滤，同时弃去初滤液，将过滤后的滤液上机测定。
分别移取1ml的样品于6个25ml的容量瓶中，将用浓硝酸(15mol/l)分别加超纯水稀释成的浓度为0.25、0.5、0.75、1.00、1.25、1.5mol/l的稀硝酸定容，样品摇匀后，再干过滤，同时弃去初滤液，将过滤后的滤液上机测定。
移取1ml的样品于1个25ml的容量瓶中，用超纯水定容，样品摇匀后，再干过滤，同时弃去初滤液，将过滤后的滤液上机测定。
测定结果如下面表4所示：
表4不同稀释剂稀释所对应的吸光度、浓度
Tab.4 Different thinners dilution of the corresponding absorbency and concentration
图3不同浓度的HCl或HNO3稀释样品所对应的吸光度
Fig.3 Different concentrations of HCl in or HNO3 diluted sample of the corresponding absorbency
由图3可知，用不同浓度的HCl和HNO3稀释样品，HNO3稀释效果比较理想，而且HNO3浓度在0-1.2mol/L范围内有一最大吸光度值，在1.2mol/L以上吸光度虽有上升趋势，但较高浓度的HNO3不仅使测量仪器受损，而且不经济，用0.75mol/LHNO3稀释对仪器造成的损害小，经济，效果好。所以稀释法采用0.75mol/LHNO3稀释样品。
1.2.2 样品采用干过滤而弃去初滤液的原因
牛奶中锌的含量低，采用干过滤可以起到一定的浓缩作用。
干过滤相对于湿过滤而言，干过滤就是用干滤纸，干漏斗将溶液过滤，滤液收集于干燥容器中，干过滤均应弃去初滤液。其原因：①干虑，滤液在经过滤纸时，滤纸会吸收部分水分，所以初滤液的实际浓度要高于原浓度。②初滤液可以起到润洗承接容器的作用。③滤纸孔隙大，经过一段过滤后，滤纸孔被附着的滤渣所覆盖，孔隙变小，滤液也会更加澄清。④滤纸本身加工的不那么的精细，表面有一些可溶性的杂质。
1.2.3 样品稀释倍数的选择
对蒙牛纯牛奶，用0.75mol/L的硝酸稀释5倍后，发现颜色很深，燃烧头容易出现积炭现象，用0.75mol/L的硝酸稀释25倍后，发现颜色明显变淡，燃烧头积炭现象明显减弱。
1.2.4 精密度试验
对平行样中任一样，平行测定11次RSD为0.61%。
1.2.5 三种样品处理法测定结果的比较
表5三种样品处理方法测量结果
Tab.5 Three kinds of sample processing methods measuring results
由表5可知，对稀释样品超声不影响测定结果，稀释法所测锌含量高于国标法，因此稀释法（0.75mol/L硝酸）与国标法相比所测结果有一定差距。
1.2.6 检出限的测定
对样品平行空白进行11次测定来计算标准偏差，采用公式CL=K·Sb/S计算该元素的检出限。式中：K值取3（据IUPAC建议），CL：检出限，Sb：空白溶液定值的标准偏差，S：标准曲线斜率。测得锌检出限为：0.00162μg/ml。
1.2.7 加标回收实验
将稀释法的样6即浓度为0.25μg/ml的样品10ml与0.1mg/ml的标样25μL混匀后上机测定，得测定值为0.51μg/ml，计算加标回收率为104.0%。计算公式：加标回收率=（加标后测定值-原样测定值）/ 加标量 × 100%。
2 结论
硝酸稀释法采用了将样品稀释定容后进样的方法来测定牛奶中的锌元素。该方法简便、快捷、重复性好，克服了以前各类消化法繁琐、耗时以及未经任何处理直接进样法的易堵塞燃烧头的问题，得到令人满意的检出限、精密度。
参考文献
[1] 何海成,付丽,刘广宇,等.火焰原子吸收法测定牛毛和牛奶中微量元素的含量及二者相关性[J].中国乳品工业,2007,35(7):29.