Способ определения концентрации кадмия в пищевых продуктах

 

Изобретение относится к химико-токсикологическому контролю при санитарно-гигиенической оценке продуктов животноводства. Целью изобретения является снижение предела обнаружения концентрации кадмия (К) в пищевых продуктах, ускорение процесса и экономия химических реактивов . Пробу пищевых продуктов минерализуют смесью кислот. Минерализат пробы нейтрализуют щелочью до в присутствии комплексообразователей. Цинк переводят в цинкат нейтрализацией кислоты избытком гидроксида натрия. Добавлением глицерина осаждают К в виде гидроксида. Избыток тартрата калий-натрия маскирует железо с образованием более прочного комплекса, чем с цинком, К и медью. Добавляют раствор диэтилдитиокарбаминат (ДЦТК) натрия, проводят экстрак1ц-1ю (Э) для перевода ДЦТК, меди и К в органическую фазу. Щелочь удаляют промыванием бидистиллированной водой. Выделение К проводят реэкстракцией его в 1 н. растворе соляной кислоты. При этом ДЦТК остается в фазе органического растворителя . Определение количества К ведут Э фотометрическим методом. Для Э используют 2,2 -дипиридил или дитизон. Для расчета концентрации К используют калибровочный график. Нижний предел определения К составляет 0,05 мг/кг. Время определения не превьшзает 1 ч. Затраты растворителей составляют 20,25 мл на одну пробу. 1 табл. iB (Л IN 00 о СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 N 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 4

i ф

i i

1 1Кг цв,3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3793912/28-13 (22) 14.08.84 (46) 23,12.86.Бюл. М - 47 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт мясной и молочной промьппленности (72) А.Н.Крылова, В.Н.)Куленко и М.А.Малярова (53) 614.3 (088 ° 8) (56) Методы анализа пищевых сельскохозяйственных продуктов и медицинских препаратов. Под ред. А.Ф.Наместникова - M.: Пищевая промышленность, 1974, с,347-349. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КАДМИЯ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ (57) Изобретение относится к химико-токсикологическому контролю при санитарно-гигиенической оценке продуктов животноводства. Целью изобретения является снижение предела обнаружения концентрации кадмия (К) в пищевых продуктах, ускорение процесса и экономия химических реактивов. Пробу пищевых продуктов минерализуют смесью кислот. Минерализат

„„Su„„> 278705 А 1 пробы нейтрализуют щелочью до рН>14 в присутствии комплексообразователей. Цинк переводят в цинкат нейтрализацией кислоты избытком гидроксида натрия, Добавлением глицерина осаждают К в виде гидроксида, Избыток тартрата калий-натрия маскирует железо с образованием более прочного комплекса, чем с цинком, К и медью. Добавляют раствор диэтилдитиокарбаминат (ДДТК) натрия, проводят экстракцию (Э) для перевода

ДЦТК, меди и К в органическую фазу.

Щелочь удаляют промыванием бидистиллированной водой. Выделение К проводят реэкстракцией его в 1 н. растворе соляной кислоты. При этом ДДТК остается в фазе органического растворителя. Определение количества К ведут Э фотометрическим методом. Для

Э используют 2,2 -дипиридил или дитизон. Для расчета концентрации К используют калибровочный график. Нижний предел определения К составляет

0,05 мг/кг. Время определения не превышает 1 ч. Затраты растворителей составляют 20,25 мл на одну пробу.

1 табл.

1278705

Изобретение относится к химикотоксикологическому контролю продуктов животного происхождения и может быть использовано при санитарно-гигиенической оценке продуктов животноводства.

Целью изобретения является снижение предела обнаружения, ускорение процесса и экономия химических реактивов.

Способ осуществляется следующим образом.

После минерализации пищевых продуктов смесью кислот выделяют кадмий экстракцией, для этого перед экстракцией минерализат пробы нейтрализуют щелочью до рН)14 в присутст вии комплексообразователей (для отделения цинка использована нейтрализация кислоты в минерализате гидроксидом натрия, избыток которого дает возможность перевести цинк в цинкат, не вступающий в реакцию с диэтилдитиокарбаминатом (ДДТК) натрия; добавление глицерина способствует более полному осаждению кадмия в виде гидраксида, легко вступающего во взаимодействие с ДДТК натрия. Избыток тартрата калий-натрия маскирует железо, образуя более прочный комплекс, чем с цинком, кадмием и медью), добавляют раствор ДЦТК натрия проводят однократную экстракцию, в результате которой ДДТК кадмия и меди переходят в органическую фазу, 1

После экстракции удаляют щелачь в экстракте промыванием его бидистилли-. рованной водой. В дальнейшем однократно реэкстрагируют кадмий в 1 н. раствор соляной кислоты, при этом

ДЦТК меди остается в фазе органического растворителя как более стойкий, так как он не подвергается разложению даже при промывании 5 н,раствором соляной кислоты. Однократная экстракция и реэкстракция при выделении количеств кадмия менее 0,1 мг в пробе позволяет выделять кадиий количественно.

Определение количеств кадмия в пробе ведут экстракционно-фотометрическим методом, при этом использует1 ся экстракция с 2,2 -дипиридилом или с дитизоном.

При использовании 2,2 -дипнридила реэкстракт кадмия в 1 н. растворе соляной кислоты нейтрализуют щелочью до рН = 6,5, добавляют раствор калия

20 зать кадмий в виде тетрайадида, а

30

50

15 йодида, приготовленнага на растворе ацетата натрия, и раствор 2,2 -дипиридила, предварительна смешанного в соотношении 1:1 с раствором соли Мара, Экстрагируют дважды по 5 мл дихлорэтана. Экстракт фильтруют и измеpRloT светопаглощение на фотоэлектроколориметре в кювете длиной Г = 10 мм при длине волны = P 510 нм.

Таким образом, при применении т

2,2 -дипиридила достигается чувствительность до 0,1 икг в 1 мл дихлор- этана, что возможно за счет уменьшения объема водной фазы при введении раствора йодида калия, приготавленного на растворе ацетата натрия, а также порядка добавления и соотношения реагентоь, Предварительное.введение капия йодистого позволяет связатем уже ввести в реакцию комплекс

Ф:

2, 2 -ди пир идил а с желе з ам при со отношении реактивов, равном 7:3:3, Уменьшение количества экстрагентадихлорэтана да 10 мл и водной фазы до 30 ил способствует улучшению условия проведения определения и понижению определяемого минимума.

При использовании дитизана реэкстракт кадмия в 1 н. растворе соляной кислоты нейтрализуют щелочью до рН 8-9, добавляют 2 мл избытка 4 н. раствора щелочи, после чего 3-4 капли концентрированного раствора дитизана (0,17.-ного раствора) в хлора" форме и 5 мл хлороформа. Экстракцию проводят в течение 2 мин, при этои добиваются насыщения водного слоя дитизонои (ярко-оранжевая окраска водного слоя), для чего добавляют па несколько капель концентрированного раствора дитизона в хлороформе. Хлороформный экстракт отделяют и встряхивают в делительной воранке 5-6 раз с 0,1 н, раствором щелочи до удаления избытка дитизона, после чего определяют светопоглощение на фотоэлектроколориметрЕ, Этот метод определения кадмия по одноцветной окраске дитизоната кадмия в условиях отделения мешающих элементов не требует присутствия маскирующих комплексообразователей, так как мешающие цинк и другие металлы в анализируемый реэкстракт не,попадают. Введение дитизана по каплям в концентрирован1278705 ном растворе его в хлороформе позволяет одновременно производить визуальную оценку количества присутствующего кадмия в процессе экстракции дитизоната кадмия, Одновремен- 5 но контролем служит насыщение водного слоя до ярко-оранжевого цвета.

Пример 1. Определение кадмия в печени, почках, легких, мясе и других пищевых продуктах при ис1 пользовании экстракции с 2,2 — дипиридилом, Пробу мяса, например, субпродуктов или мясопродуктов массой

20 грамм (из предварительно измельченной средней пробы) помещают в колбу Кьельдаля, куда добавляют 10 мл дистиллированной воды, 10 мл концентрированной азотной и 10 мл концентрированной серной кислот. После прекра-20 щения вспенивания нагревают на асбестовой сетке до начала потемнения жидкости, затем при постоянном нагревании периодически добавляют небольшими порциями азотную кислоту (1:1), 25 пока содержимое колбы не станет бесцветным и не будет изменяться без добавления азотной кислоты.

Остывшую жидкость количественно переносят с помощью воды в стакан емкостью 100 мл и проверяют отсутствие окислов азота раствором дифениламина в серной кислоте, доводят объем до 25 мл. После окончания минерализации пробы смесью кислот— перед проведением экстракции в присутствии комплексообразователей

20 мл 207.-ного раствора калий-натрий виннокислого, 10 мл разбавленного

1:10 раствора глицерина; — минерализат пробы нейтрализуют щелочыс:

4 н. раствором едкого натра или каливначале до рН 8, потом прибавляют

5 мл избытка щелочи для создания рН>14. Добавляют 10 мл раствора однопроцентного ДДТК натрия. Теплый ты.

Дальнейшее нагревание проводят до 30 появления белых паров двуокиси серы.

Остывшую жидкость количественно переносят с помощью воды в стакан емкостью 100 мл, проверяют отсутствие окислов азота раствором дифениламина в серной кислоте, доводят объем до 25 мл. После окончания минерализации пробы смесью кислот и перед экстракцией минерализат пробы нейтрализуют 4 н. раствором едкого нат- 40 ра или калия вначале до рН = 8, далее прибавляют 5 мл избытка щелочи до рН 14 в присутствии комплексообразователей: 207.-ного раствора калий-натрий виннокислого (20 мл), 45 раствора (1:10) глицерина (10 мл) добавляют !О ц| 17-ного раствора

ДДТК натрия — тегглый раствор энергично встряхивают в течение 3 мин с 10 мл хлороформа в делительной воронке, затем последний отделяют, водную фазу промывают 3 мл хлороформа, который присоединяют к хлороформному экстракту. После экстракции удаляют щелочь промыванием бидистиллированной водой, реэкстрагируют кадмий встряхиванием в течение 30 с с 10 мл 1н, раствора соляной кислоОпределение количеств кадмия в пробе осуществляют экстракционно-фотометрическим методом. Для этого реэкстракт в 1 н, растворе соляной кислоты промывают небольшим количеством хлороформа, который отбрасывают.

Нейтрализуют реэкстракт 4 н, раствором едкого кали или натра до рН 6,5, добавляют 7 мл 0,3 М раствора калий йодида, приготовленного на 3 M растворе ацетата натрия, а затем приливают 6 мл 0,008 M раствора 2,2 -дипиридила, предварительно смешанного. в соотношении 1: 1 с раствором

0,002 M соли Мора. Экстрагируют дважды по 5 мл дихлорэтана, Экстракт фильтруют и измеряют светопоглощение па фотоэлектроколориметре в кювете

f. = =10 мл при „ = 510 нм.

Пример 2. Определение кадмия в печени, почках, мясе и других пищевых продуктах при использовании экстракции с дитизоном.

K 5 5г измельченной средней пробы, например, мясного продукта или субпродукта, помещенного в колбу Кьельдаля, добавляют 10 мл концентрированной азотной и 6 мл концентрированной серной кислот. После прекращения вспенивания нагревают на асбестовой сетке до нача та потемнения жидкости, затем при постоянном нагревании периодически добавляют небольшими порциями разбавленную (1: 1) азотную кислоту, пока содержимое колбы не станет бесцветным и не будет изменяться. Дальнейшее нагревание проводят без добавления азотной кислоты до появления бельгх паров двуокиси серы.

1278705 растчор энергично в течение 3 мин встряхивают с 10 мл хлороформа в делительной воронке, затем водную фазу промывают 3 мл хлороформа.

Хлороформные экстракты объединяют, удаляют щелочь промыванием водой, реэкстрагируют кадмий в 10 мл

1 н. раствора соляной кислоты. Реэкстракт промывают небольшим количеством хлороформа, который отбрасывают, в солянокислом экстракте определяют кадмий экстракционнофотометрически: нейтрализуют реэкстракт 4 н. раствором едкого натра или кали до рН 8-9, добавляют 2 мл избытка щелочи, после чего 3-4 капли концентрированного раствора дитизона (0,1Х-ного) в хлороформе и 5 мл хлороформа, экстракцию в делительной воронке проводят в течение 2 мин, при этом добиваются насыщения водного слоя дитизоном (яркооранжевая окраска водного слоя),для чего добавляют по несколько капель концентрированного раствора дитизона в хлороформе ° Хлороформный экстракт отделяют и встряхивают в делительной воронке 5-6 раз с О,1 н. раствором щелочи до удаления избытка дитизона,.после чего определяют светопоглощение на фотоэлектроколориметре с I. = 10 мл при = 510 нм.

Для расчета концентрации кадмия в исследуемой пробе продукта проводят сравнение светопоглощения экстрактов, полученного в примерах 1 и

2, со светопоглощением в калибровоч ном графике, Построение калибровочного графика для определения кадмия по компч лексному соединению с 2,2 -дипиридилом проводят следующим образом.

Приготовляют рабочий стандартный раствор кадмия с содержанием мкг/мл. Добавляют соответствующим образом стандартный раствор в делительные воронки, вносят 4 н. серную кислоту (до объема 10 мл), доводят объем до 25-30 мл биди тиллированной водой, нейтрализуют 4 н, раствором едкого натра или кали до рН 6,5, добавляют 7 мл 0,3 М. раствора калия йодида, приготовленного на 3 M растворе ацетата натрия, а затем приливают 6 мл 0,008 М раствор 2,2-дипиридила, предварительно смешанного в соотношении 1:1 с 0,002 М раствором соли Мора. Экстрагируют дважды цо

5 мл дихлорэтана. Экстракт фильтруют и измерирот светопоглощение, Построение калибровочного графика для определения кадмия по дитизонату проводят следующим образом.

Вносят в делительные воронки рабочий стандартный раствор соответствующим образом, доводят объем до 10 мл

4 н. раствором серной кислоты, раз10 бавляют бидистиллированной водой до 25-30 мл, нейтрализуют 4 н. раствором щелочи, добавляют 2 мл ее избытка и вносят по 3-4 капли многократно раствор дитизона в хлороформе до ярко-оранжевой окраски водного слоя, встряхивая в течение 2 мин

5 мп хлороформа. После этого хлороформный слой сливают и встряхивают

его 5-6 раз с 0,1 н. раствором щелочи; измеряют светопоглощение на фотоэлектроколориметре в кювете с

10 мм при ) =510 нм, По результатам строят график: на

25 оси абсцисс откладывают значения оптической гглотности с вычетом оптичес:. кой плотности контроля, на оси ординат — соответствующее значение коли1чества мкг кадмия.

Содержание определяемого металла

З-О Х в мг/кг вычисляют по формуле: X =

= А: м, где А — количество кадмия, найденное по градуировочному (калибровочному) графику, мкг; м — масса образца, взятого для исследования

35 в граммах.

Чувствительность метода при определении кадмия с дитизоном составЪ: ляет 5 мкг/кг, а го 2,2 -дипиридилу — 50 мкг/кг, Затрата времени на

40 полный анализ — не более 60 мин.

Предлагаемый способ дает возможность осуществлять контроль за доброкачественностью продуктов питания.

Способ требует для проведения анализа небольшого количества химических реактивов, особенно растворителей: 13 мл хлороформа + 10 мл дихлорэтана (для определения кадмия

50 с 2-2 -дипиридилом) или 18-20 мл хлороформа (для определения с дитизоном) .

В таблице приведены данные, характеризующие определение кадмия в пищевых продуктах по предлагаемому

55 и известному способам.

Иэ таблицы видно, что при исполь" эовании предлагаемого способа достигается нижний предел определения, 1278705 позволяюший определить кадмий при загрязнении на уровне 0,05 мг/гк, вместо 0,17 мг/кг по известному способу; значительно сокращаются затраты времени на производство анали- 5 за — до 1 ч вместо 3 и более часов по известному способу (в 3 и более раз), а также сокращается затрата органических растворителей: 25 мл по примеру 1 и 20 мл по примеру

2, вместо 500 и более мл по известно. му способу, что меньше в 20 и более раз.

Таким образом, в предлагаемом способе определение концентрации

15 кадмия в пищевых продуктах путем минерализации проб смесью кислот, выделения кадмия экстракцией, последующей реэкстракции его в раствор слабой соляной кислоты, определения количеств кадмия в пробе экстракционно-фотометрическим методом и расчета его концентрации, нейтрализация перед экстракцией минерализата щелочью до рН ) 14 в присутствии комплексообразователей, добавление раствора дизтилдитиокарбомината натрия, удаление щелочи после экстракции проПоказатель

Предел определения, мг/кг

0,005 0,17-0,4

0,05

Затрата времени на l определение

От 3-х ч и более

1,0

l2-28

5,0

20,0

23-25

92-94

86-87

0,08-0,13 0,14-0,15

Необходимая величина навески, г

Затрата органических растворителей, мл

Процент определения кадмия в моделях с внесением затравки 0,5 мкг кадмия при анализе минерализата с внесением

0,5 мкг кадмия мыванием водой и реэкстрагирование кадмия в 1 н. растворе соляной кислоты снижает предел обнаружения, ускоряет процесс и экономит химические реактивы.

Формула изобретения

Способ определения концентрации кадмия в пищевых продуктах путем мннерализации пробы смесью кислот, выделения кадмия экстракцией, после- . дующей реэкстракции его в раствор слабой соляной кислоты, определения количеств кадмия в пробе экстракционно-фотометрическим методом и расчета его концентрации, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения предела обнаружения, ускорения процесса и экономии химических реактивов, перед экстракцией минерализат пробы нейтрализуют щелочью до рН 14 в присутствии комлексообраэователей, добавляют раствор диэтилдитиокарбамината натрия, после экстракции удаляют щелочь промыванием водой, реэкстрагируют кадмий в 1 н. растворе соляной кислоты.

18-20 500 мл и более

1278705

Показ атель

Способ определения концентрации кадмия едлагаемый по приме ам известный

215-94 1806-77

190-50 необходимость увеличения показателя связана с наличием в разных видах продуктов, мешающих определению элементов: цинка, меди и др. +по известному методу нельзя определить 0,5 мкг, так как эта величина.в 10 раз меньше его разрешающей способности.

Со ставит ель А. Горб ачев а

Техред И.Попович

Редактор А.Шандор

Еорректор И, Эрдейи

Заказ 6826/40

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная, 4

Стоимость реактивов на 1000 пробоопределений, руб, 1 Z

Продолжение таблицы.