Способ определения концентрации кадмия в пищевых продуктах Советский патент 1986 года по МПК G01N33/12 

Изобретение относится к химико- токсикологическому контролю продуктов животного происхождения и может быть использовано при санитарно-ги- гиенической оценке продуктов животноводства.

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

Способ осуществляется следующим образом.

После минер ализации пищевых продуктов смесью кислот вьщеляют кадмий экстракцией, для этого перед экстракцией минерализат пробы нейтрализуют щелочью до в присутствии комплексообразователей (для отделения цинка использована нейтрализация кислоты в минерализате гидрок- сидом натрия, избыток которого дает возможность перевести цинк в цинкат, не вступающий в реакцию с диэтилдити окарбаминатом (ДЦТК) натрия; добавление глицерина способствует более полному осаждению кадмия в виде гйдрок- сида, легко вступающего во взаимодействие с ДЦТК натрия. Избыток тартра- та калий-натрия маскирует железо, образуя более прочный комплекс, чем с цинком, кадмием и медью), добавляют раствор ДДСК натрия проводят однократную экстракцию, в результате которой ДДГК кадмия и меди переходят

в органическую фазу. I

После экстракции удаляют щелочь 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 вьщелять кадмий количественно.

Определение количеств кадмия в пробе ведут экстракционно-фотометри- ческим методом, при этом используется экстракция с 2,2 -дипиридилом или с дитизоном.

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

иодида, приготовленного на растворе ацетата натрия, и раствор 2,2 -дипи- ридила, предварительно смешанного в соотноше1г1 1и 1:1 с раствором соли Мора, Экстрагируют дважды по 5 мл дихлорэтана. Экстракт фильтруют и измеряют светопоглощение на фотоэлектро- колориметре в кювете длиной t 10 мм при длине волны Д нм.

Таким образом, при применении

2,2 -дипиридила достигается чувствительность до 0,1 мкг в 1 мл дихлор- этана, что возможно за счет уменьшения объема водной фазы при введении

раствора иодида калия, приготовленного на растворе ацетата натрия, а та.кже порядка добавления и соотношения реагентов. Предварительное.введение капия йодистого позволяет свя20

зать кадмий в виде тетрайодида, а затем уже ввести в реакщ-1ю комплекс 2,2 -дипиридила с железом при соотношении реактивов, равном 7:3:3. Уменьшение количества экстрагентадихлорэтана до 10 мл и водной фазы до 30 мл способствует улучшению ус- ловия проведения определения и понижению определяемого минимума.

При использовании дитизона 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 дитизона (О, раствора) в хлороформе и 5 мл хлороформа. Экстракцию проводят в течение 2 MJin, при этом добиваются насыщения водного слоя дитизоном (ярко-ора11й;евая 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 Ojl н, раствором щелочи до удаления избытка дитизона, после чего определяют светопоглощение на фотоэлектроколоримет- ре.

Этот метод опредаления кадмия по одноцветной окраске дитизоната кадмия в условиях отделения мешающих элементов не требует присутствия маскирующих комплексообразователей, так как мешающие цинк и другие металлы в анализируемьй ре- экстракт не .попадают. Введение дитизона по каплям в концентрирован

ном растворе его в хлороформе позволяет одновременно производить визуальную оценку количества присутствующего кадмия в процессе экстракции дитизоната кадмия. Одновременно контррлем служит насыщение водного слоя до ярко-оранжевого цвета.

Пример 1. Определение кадмия в печени, почках, легких, мясе и других пищевых продуктах при использовании экстракции с 2,2 ридилом.

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

Дальнейшее нагревание проводят до 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 натра или калия вначале до рН 8, далее прибавляют 5 мл избытка щелочи до в присутствии комплексо- образователей: 20%-ного раствора калий-натрий виннокислого (20 мл), раствора (1:10) глицерина (10 ш) добавляют 10 мл 1%-ного раствора, ДЦТК натрия - теплый 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 бидистилли- рованной водой, реэкстрагируют кад- встряхивагшем в течение 30 с с 10 мл 1н-, раствора соляной кислоты.

fO

J5

25

20

30

35

0

0

Определение количеств кадмия в пробе осуществляют экстракционно-фо- тометрическим методом. Для этого реэкстракт в I 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 О,3 М раствора калий , приготовленного на 3 М растворе ацетата натрия, а затем приливают 6 мл 0,008 М раствора 2,2 -ди- пиридила, предварительно смещанного в соот-нощении 1:1 с раствором 0,002 М соли Мора. Экстрагируют дважды по 5 мл дихлорэтана. Экстракт фильтруют и измеряют светопоглощение на фотоэлектроколориметре в кювете 10 мл при J 510 нм.

Пример 2. Определение кад- г-шя в печени, почках, мясе и других продуктах при использовании экстракции с дитиэоном.

К 5 г 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 начала потемнения жидкости, затем при постоянном нагревании периодически добавляют не- бoльш порцияьш разбавленную (1:1) азотную кислоту, пока содержимое колбы не станет бесцветным и не будет изменяться. Дальнейшее нагревание проводят без добавления азотной кислоты до появления белых паров двуокиси серы. I

Остывшую жидкость количественно переносят с помощью воды в стакан емкостью 100 мл и проверяют отсутст- 5 вне окислов азота раствором дифениламина в серной кислоте, доводят объем до 25 мл. После окончания минерализации пробы смесью кислот - перед проведением экстракции в присутствии комштексообразователей 20 мл 20%-ного раствора калий-натрий виннокислого, ГО мл разбавленного 1:10 раствора глицерина; - минерализат пробы нейтрализуют щелочью:

4н. раствором едкого натра или кали- вначале до рН 8, потом прибавляют

5ьш избытка щелочи для создания . Добавляют 10 мл раствора однопроцентного ДЦТК натрия. Теплый

расттюр энергично в течение 3 мин встряхивают с 10 мл хлороформа в делительной воронке, затем водную фазу промьшают 3 мл хлороформа.

Хлороформные экстракты объединяют, удаляют щелочь промыванием водой, реэкстрагируют кадмий в 10 мл . 1 н. раствора соляной кислоты. Ре- экстракт промывают небольшим количеством хлороформа, который отбрасывают, в солянокислом экстракте определяют кадмий экстракционно- фотометрически: нейтрализуют реэкст- ракт 4 н. раствором едкого натра или кали до рН 8-9, добавляют 2 мл избытка щелочи, после чего 3-4 кан- ли концентрированного раствора ди- тизона (0,) в хлороформе и 5 мл хлороформа, экстракцию в делительной воронке проводят в течение 2 мин, при этом добиваются насыщения водного слоя дитизоном (ярко- оранжевая 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 0,1 н. раствором щелочи до удаления избытка дитизона, .после чего определяют светопоглощение на фотоэлектроколориметре с 1 10 мл при Д 510 нм

I

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 комплексному соединению с 2,2 -дипириди- лом проводят следующим образом.

Приготовляют рабочий стандартный раствор кадмия с содержанием 1 мкг/мл. Добавляют соответствующим образом стандартный раствор в делительные воронки, вносят 4 Но серную кислоту (до объема 10 мл), доводят объем до 25-30 мл бидистиллирован- ной 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 М растворе ацетата натрия, а затем приливют 6 мл 0,008 М раствор 2,2-дипири- дила, предварительно смешанного в соотношении 1:1 с 0,002 М раствором соли Мора. Экстрагируют дважды до

5 мл дихлорэтана. Экстракт фильтруют и измер}$ют светопоглощение.

Построение калибровочного графика для определения кадмия по дити- зонату проводят следующем образом.

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

4н. раствором серной кислоты, разбавляют 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 хлорофор- 5 ме до ярко-оранжевой окраски водного слоя, встряхивая . в течение 2 мин

5мл хлороформа. После этого хлороформный слой сливают и встряхивают его 5-6 раз с 0,1 н. раствором щелочи; измеряют светопоглощение на фото- электроколориметре в кювете с I

10 мм при нм.

Но результатам строят график: на оси сбсцисс откладывают значения otf- тической гшотности с вычетом оптичес:- кой гшотности контроля, на оси ординат - соответствующее значение коли- чества мкг кадмия.

Содержание определяемого металла X в мг/кг вьгаисляют по формуле: X А: М, где А -количество кадмия, найденное по градуировочному (калибровочному) графику, мкг; м - масса образца, взятого для исследования в граммах.

Чувствительность метода при определении кад;мия с дитизоном составляет 5 мкг/кг, а по 2,2 -дипириди- лу - 50 мкг/кг. Затрата времени на полный анализ - не более 60 шн. Предлагаемый способ дает возможность осуществлять контроль за доброкачественностью продуктов литания.

0

5

0

5

0

Способ требует для проведения анализа небольшого количества химических реактивов, особенно растворителей: 13 мл хлороформа + 10 мл дихлорэтана (для определения кадмия с 2-2 -дипиридилом) или 18-20 г-ш хлороформа (для определения с дитизоном) .

В таблице приведены данные, характеризующие определение кадмия в пищевьк продукт-ах по предлагаемому и известному способам.

Из таблицы видно, что при использовании предлагаемого способа достигается нижний предел определения,

позволяющий определить кадмий при загрязнении на уровне 0,05 мг/;г , вместо 0,17 мг/кг по известному способу; зна штельно сокращаются затраты времени на производство анализа - 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 кп по примеру 2, вместо 500 и более мл по известному способу, что меньше в 20 и более раз.

Таким образом, в предлагаемом способе определение концентрации кадмия в пищевьгх продуктах путем минерализации проб смесью кислот, выделения кадмия экстракцией, последующей реэкстракции его в раствор слабой соляной кислоты, определения количеств кадмия в пробе зкстрак1щон но-фотометрическим методом и расчета его концентрации, нейтрализация перед экстракцией минерализата щелочью до рН .14 в присутствии комп- лексообразователей, добавление раствора диэтилдитиокарбомината натрия, удаление щелочи после экстракции проПредел определения,

мг/кг

Затрата времени на 1 определение

Необходимая величина

навески, г

Затрата органических растворителей, мл

Процент определения кадмия в моделях с внесением затравки 0,5 мк кадмия

f. при анализе минерализата с внесением 0,5 мкг кадмия

5

0

5

мыванием водой и реэкстрагирование кадмия в 1 и. растворе соляной кислоты снижает предел обнаружения, ус- .коряет процесс и экономит химические реактивы.

Формула изобретения

Способ определения концентрации кадмия в пицевых продуктах путем минерализации пробы смесью кислот, выделения кадмия экстракцией, после- . дующей реэкстракции его в раствор слабой соляной кислоты, определения количеств кадмия в пробе экстракци- онно-фотометрическим методом и расчета его концентра1уш, отличающийся тем, что, с целью снижения предела обнаружения, ускорения процесса и эконом1«1 химических реактивов, перед экстракцией минерали- зат пробы нейтрализуют щелочью до в присутствии компексообразо- вателей, добавляют раствор диэтилди- THOKap6aM iHaTa натрия, после экстракции удаляют щелочь промыванием водой, реэкстрагируют кадмий в 1 н. растворе соляной кислоты.

0,005 0,17-0,4

1,0 От 3-х ч и более

5,0 12-28

18-20 500 мл и более

92-94

0,14-0,15 -

.1278705

Стоимость реактивов на loop пробоопреде- лений, руб,

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.

Редактор А.Шандор

Составитель А.Горбачева Техред И.Попович

Заказ 6826/40Тираж 778.Подписное

ВНШШ1 Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

. Производственно--полиграфиЧеско,е предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

10 Продолжение таблицы,

215-94

1806-77

Корректор и. Эрдейи

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 минера- лизуют смесью кислот. Минерализат пробы нейтрализуют щелочью до в присутствии комплексообразовате- лей. Цинк переводят в цинкат нейтрализацией кислоты избытком гидрокси- да 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 диэтилди- тиокарбаминат (ДЦТК) натрия, проводят экстрак1ц-1ю (Э) для перевода ДЦТК, меди и К в органическую фазу. Щелочь удаляют промыванием бидистил- лированной 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 ди- тизон. Для расчета концентрации К используют калибровочный график. Нижний предел определения К составляет 0,05 мг/кг. Время определения не пре- вьшзает 1 ч. Затраты растворителей составляют 20,25 мл на одну пробу. 1 табл. iB (Л IN 00 о СП