[精选]卫生学检验-食品中有害物质的测定方法.pptx
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1、第七章 食品中有害物质的测定食品从种植、生长到收获的整个生产过程,以食品从种植、生长到收获的整个生产过程,以及在储运、加工、销售、烹调到食用的各个及在储运、加工、销售、烹调到食用的各个中间环节都有可能受到有害物质的污染中间环节都有可能受到有害物质的污染;1.有害元素有害元素:大量废水、废气和废渣的排放大量废水、废气和废渣的排放2.农药:大量使用毒性大、残留期长的农药。农药:大量使用毒性大、残留期长的农药。3.食品加工方法不当产生的有害物质食品加工方法不当产生的有害物质4.细菌、霉菌及霉菌毒素污染的食物细菌、霉菌及霉菌毒素污染的食物5.来自包装材料的有害物质来自包装材料的有害物质第一节第一节 食
2、品中农药残留量的测定食品中农药残留量的测定l食品中农药残留指农药使用后残存于食品中食品中农药残留指农药使用后残存于食品中的微量农药,包括农药原味、有毒代谢物、的微量农药,包括农药原味、有毒代谢物、降解物和杂质。降解物和杂质。l此外,一些农药在环境中相当稳定,残留期此外,一些农药在环境中相当稳定,残留期长,加上反复使用,在环境中积累增多,通长,加上反复使用,在环境中积累增多,通过食物链的作用,富集在动物体内,形成动过食物链的作用,富集在动物体内,形成动物性食品中的农药残留。物性食品中的农药残留。一、食品中农药残留检验的特点一、食品中农药残留检验的特点 l农药作为对人体有害的物质,在食品中残留农药
3、作为对人体有害的物质,在食品中残留的检验是有其特点的。第一,农药不是食品的检验是有其特点的。第一,农药不是食品的固有成分,它在食品中的残留含量很低,的固有成分,它在食品中的残留含量很低,一般以一般以mg/kg或或ug/kg计量。第二计量。第二,由于食品样由于食品样品基底成分复杂,而且其含量水平往往大大品基底成分复杂,而且其含量水平往往大大高于农药残留的含量,因此在测定时,样品高于农药残留的含量,因此在测定时,样品基底物质很容易对测定产生干扰。基于以上基底物质很容易对测定产生干扰。基于以上的特点。对农药残留分析,无论在样品前处的特点。对农药残留分析,无论在样品前处理方面还是在分析技术方面,都提出
4、出了较理方面还是在分析技术方面,都提出出了较高的要求。高的要求。二、样品前处理二、样品前处理 l食品中农药残留分析的样品前处理一般包括食品中农药残留分析的样品前处理一般包括三个步骤,即提取三个步骤,即提取separation、净化、净化clean-up和浓缩和浓缩 concentrationl 一提取:一提取:提取指通过适当的方法,把待提取指通过适当的方法,把待测物从样品基底别离出来并转移至溶液中。测物从样品基底别离出来并转移至溶液中。l1漂洗法:用一种易溶解且只溶解待测农漂洗法:用一种易溶解且只溶解待测农药的溶液漂洗样品。该法操作简单,适合提药的溶液漂洗样品。该法操作简单,适合提取未加工果实
5、、蔬菜和谷物等样品中不被组取未加工果实、蔬菜和谷物等样品中不被组织吸收的农药。当农药进入作物较深组织时,织吸收的农药。当农药进入作物较深组织时,则提取不完全。则提取不完全。l2捣碎法捣碎法 将样品和提取溶剂一起放入捣碎器中,在捣碎将样品和提取溶剂一起放入捣碎器中,在捣碎样品的同时,样品中待测物与溶剂接触并转移至提取溶剂中。样品的同时,样品中待测物与溶剂接触并转移至提取溶剂中。l3索氏提取法索氏提取法 借助索氏提取器,把样品放入提取筒中,借助索氏提取器,把样品放入提取筒中,选用适宜的溶剂反复抽提。其最大的优点是提取效率高。但选用适宜的溶剂反复抽提。其最大的优点是提取效率高。但是此法所用时间很长,
6、常常需要数小时,甚至达是此法所用时间很长,常常需要数小时,甚至达24h,因此在,因此在实际样品测定中用得并不多。实际样品测定中用得并不多。l 4加速溶剂萃取法加速溶剂萃取法accelerted solvent extraction,ASE20世纪末开展起来的一种新颖的样品提取别离技术。将样品世纪末开展起来的一种新颖的样品提取别离技术。将样品置于密闭的萃取室中,在高压条件下加热,用有机溶剂或水置于密闭的萃取室中,在高压条件下加热,用有机溶剂或水来提取待测物,主要用于固体和半固体样品中有机物的别离来提取待测物,主要用于固体和半固体样品中有机物的别离提取,也可用于金属有机物的别离提取。提取,也可用于
7、金属有机物的别离提取。l 加速溶剂萃取法的主要特点在于;萃取效率高,和可靠的经加速溶剂萃取法的主要特点在于;萃取效率高,和可靠的经典方法索氏提取法相比较,两者的结果有较好的一致性。萃典方法索氏提取法相比较,两者的结果有较好的一致性。萃取时间短,一般取时间短,一般3min20min可以完成一个萃取周期。可以完成一个萃取周期。二净化方法二净化方法l1.柱色谱法:吸附柱原理。该法的优点是净化柱色谱法:吸附柱原理。该法的优点是净化效果好,但操作麻烦,溶剂的使用量大。效果好,但操作麻烦,溶剂的使用量大。l2.液液-液萃取法液萃取法 根据液根据液-液分配原理进行样品提液分配原理进行样品提取液的净化,要求待
8、测物和欲排除的杂质在溶取液的净化,要求待测物和欲排除的杂质在溶解度方面有足够的差异,选择互不相溶的两相解度方面有足够的差异,选择互不相溶的两相溶剂,必要时可以参加无机盐溶液。通过萃取溶剂,必要时可以参加无机盐溶液。通过萃取和反萃取,到达排除杂质的目的。此法简单可和反萃取,到达排除杂质的目的。此法简单可靠,是常用的方法。靠,是常用的方法。l 3.皂化法皂化法 食品样品中往往含有大量的脂肪食品样品中往往含有大量的脂肪而使测定受到干扰,除去脂肪是食品检验经而使测定受到干扰,除去脂肪是食品检验经常要面对的棘手的问题。皂化法的主要目的常要面对的棘手的问题。皂化法的主要目的是除去样品提取液中的脂肪。该法用
9、碱使油是除去样品提取液中的脂肪。该法用碱使油脂水解生成溶于水的脂肪酸盐和甘油,而不脂水解生成溶于水的脂肪酸盐和甘油,而不再溶于弱极性的有机溶剂,到达别离净化的再溶于弱极性的有机溶剂,到达别离净化的目的。目的。l 4.磺化法磺化法 其主要目的也是消除脂肪的干扰。其主要目的也是消除脂肪的干扰。脂肪和浓硫酸作用,在分子末端引入磺酸基脂肪和浓硫酸作用,在分子末端引入磺酸基团,由于磺酸基团的极性很大,使得带有磺团,由于磺酸基团的极性很大,使得带有磺酸基团的脂肪分子能够溶解于水和酸溶液,酸基团的脂肪分子能够溶解于水和酸溶液,原来存在于有机溶剂中的脂肪分子进人浓硫原来存在于有机溶剂中的脂肪分子进人浓硫酸中,
10、到达净化脂防的目的。酸中,到达净化脂防的目的。l5.纸色谱法和薄层色谱法纸色谱法和薄层色谱法 纸色谱和薄层色谱也可以纸色谱和薄层色谱也可以用来进行样品液的净化处理。把样品液点样于滤纸或用来进行样品液的净化处理。把样品液点样于滤纸或薄层板上,展开进行别离。薄层板上,展开进行别离。l 6.固相萃取法固相萃取法snld plase extract,SPE使用商品固使用商品固相萃取小柱来进行样品液净化浓缩的方法。相萃取小柱来进行样品液净化浓缩的方法。l 7.凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法gel permeation chromatgraphy,GPC按分子量大小来进行别离净化的样品前处理技按分子量大小来
11、进行别离净化的样品前处理技术。在净化过程中,随着淋洗液的冲洗,分子量小的术。在净化过程中,随着淋洗液的冲洗,分子量小的物质先进入凝胶颗粒内部的小孔径中,然后游离出来。物质先进入凝胶颗粒内部的小孔径中,然后游离出来。分子量大的物质则不能进入凝胶颗粒内部的小孔径中,分子量大的物质则不能进入凝胶颗粒内部的小孔径中,在相对大的孔径里移动,其直接从凝胶颗粒之间的缝在相对大的孔径里移动,其直接从凝胶颗粒之间的缝隙中流过。最后按分子量大小顺序流出,分子量大的隙中流过。最后按分子量大小顺序流出,分子量大的先行流出,分于量小的落在后面,根据需要分段收集先行流出,分于量小的落在后面,根据需要分段收集便可以排除干扰
12、,到达净化的目的。便可以排除干扰,到达净化的目的。三浓缩 l浓缩指缩小样品处理液的体积。浓缩使将用于分析的浓缩指缩小样品处理液的体积。浓缩使将用于分析的溶液体积降到最小,以增加检出率。溶液体积降到最小,以增加检出率。l 1.直接水浴浓缩法直接水浴浓缩法 将需要浓缩的样品处理液置于蒸将需要浓缩的样品处理液置于蒸发皿中,加热使溶剂挥发,溶液体积缩小。此方法简发皿中,加热使溶剂挥发,溶液体积缩小。此方法简单易行,不需要特殊的设备。但是挥发性强。单易行,不需要特殊的设备。但是挥发性强。l 2.气流吹蒸浓缩法气流吹蒸浓缩法 将需要浓缩的样品处理液置于试将需要浓缩的样品处理液置于试管中,用空气或氮气流吹佛
13、液体的外表,带走溶剂分管中,用空气或氮气流吹佛液体的外表,带走溶剂分子,溶液的体积减少,到达浓缩的目的。子,溶液的体积减少,到达浓缩的目的。l3.减压蒸馏浓缩法减压蒸馏浓缩法 将需要浓缩的样液置于专门的仪器将需要浓缩的样液置于专门的仪器装置中,抽气降低装置中压力。在低于大气压的条件装置中,抽气降低装置中压力。在低于大气压的条件下,溶剂的沸点降低,挥发加快,再辅以水浴加温,下,溶剂的沸点降低,挥发加快,再辅以水浴加温,溶剂迅速蒸发。这种浓缩方法速度快,使用温度低,溶剂迅速蒸发。这种浓缩方法速度快,使用温度低,待测物损失小,特别适用于体积大的溶液,以及遇热待测物损失小,特别适用于体积大的溶液,以及
14、遇热不稳定或者易挥发损失待测物。不稳定或者易挥发损失待测物。二二 有机氯农药残留量的检验有机氯农药残留量的检验 l有机氯有机氯organochlorine农药是一大类含有农药是一大类含有氯原子的有机杀虫剂,其品种很多,常见的氯原子的有机杀虫剂,其品种很多,常见的有六六六,滴滴涕,狄氏剂、艾氏剂、氯丹、有六六六,滴滴涕,狄氏剂、艾氏剂、氯丹、七氯,五氯酚等。其中以六六六和滴滴涕最七氯,五氯酚等。其中以六六六和滴滴涕最有代表性。有机氯农药有广谱、高效,急性有代表性。有机氯农药有广谱、高效,急性毒性低,价格低廉等特点,曾经在全世界范毒性低,价格低廉等特点,曾经在全世界范围内大量使用。但是后来发现,这
15、类农药的围内大量使用。但是后来发现,这类农药的化学性质稳定,在环境中的残效期长,其半化学性质稳定,在环境中的残效期长,其半衰期可达数年甚至时十年,给人类生存环境衰期可达数年甚至时十年,给人类生存环境带来深远的影响。有机氯农药进入人体后可带来深远的影响。有机氯农药进入人体后可以在人体内蓄积,对人类健康产生危害以在人体内蓄积,对人类健康产生危害 。l1种类种类lA.六六六的分子式为六六六的分子式为C6H6Cl6,化学名称为六化学名称为六氯环己烷、六氯化苯,有氯环己烷、六氯化苯,有8种异构体。其中种异构体。其中-HCH含量最高,杀虫作用最强,易溶于甲醇,含量最高,杀虫作用最强,易溶于甲醇,其余的难溶
16、,可以根据此性质提纯其余的难溶,可以根据此性质提纯HCH。lB.滴滴涕的分子式为滴滴涕的分子式为ClC6H42CHCCl3,化学名称为二氯二苯三氯乙烷,根据苯环上化学名称为二氯二苯三氯乙烷,根据苯环上氯原子的位置不同可形成氯原子的位置不同可形成6种异构体种异构体,其中其中起主要作用的是起主要作用的是pp-DDT和和op-DDT。在工。在工业食品中,业食品中,pp-DDT的含量能占到的含量能占到7080。l2性质性质lA.溶解性:六六六和滴滴涕为白色或淡黄色固体,不溶解性:六六六和滴滴涕为白色或淡黄色固体,不溶于水。六六六有霉臭气味。六六六与滴滴涕均为脂溶于水。六六六有霉臭气味。六六六与滴滴涕均
17、为脂溶性化合物,极性小。易溶于丙酮、石油醚、正己烷、溶性化合物,极性小。易溶于丙酮、石油醚、正己烷、乙醚等有机溶剂,易溶于脂肪。乙醚等有机溶剂,易溶于脂肪。lB.稳定性:对光、热、酸稳定,甚至在浓硫酸中也不稳定性:对光、热、酸稳定,甚至在浓硫酸中也不分解。对碱不稳定,在碱性溶液中分解,同时释放出分解。对碱不稳定,在碱性溶液中分解,同时释放出氢原子。六六六和滴滴涕为脂溶性有机物,进入人体氢原子。六六六和滴滴涕为脂溶性有机物,进入人体后,都能蓄积在体内脂肪组织里,主要是皮下和肠系后,都能蓄积在体内脂肪组织里,主要是皮下和肠系膜,其次是肝、肾脏和血液。经过生物代代谢,也均膜,其次是肝、肾脏和血液。经
18、过生物代代谢,也均能产生代谢产物。能产生代谢产物。lC.检测意义:有机氯农药属低毒和中等毒性杀虫剂,检测意义:有机氯农药属低毒和中等毒性杀虫剂,主要是对神经系统和肝、肾造成损伤。长期低剂量摄主要是对神经系统和肝、肾造成损伤。长期低剂量摄入有机氯农药,可导致慢性中毒,有机氯还可通过胎入有机氯农药,可导致慢性中毒,有机氯还可通过胎盘屏障进入胎儿体内,使畸胎率和死胎率增高。盘屏障进入胎儿体内,使畸胎率和死胎率增高。3食品中六六六、滴滴涕残留量的测定 l1.气相色谱法:原理气相色谱法:原理 试样中六六六、滴滴涕经提试样中六六六、滴滴涕经提取净化后用气相色谱电于捕获检测器测定,与标取净化后用气相色谱电于
19、捕获检测器测定,与标准对照品比较,以保存时间定性,色谱峰高活峰面准对照品比较,以保存时间定性,色谱峰高活峰面积定量。积定量。l2.薄层色谱法:原理薄层色谱法:原理 样品中六六六和滴滴涕用有样品中六六六和滴滴涕用有机溶剂提取,旋转蒸发器减压浓缩,浓硫酸磺化法机溶剂提取,旋转蒸发器减压浓缩,浓硫酸磺化法净化。薄层点样展开后,喷硝酸印显色剂,经紫外净化。薄层点样展开后,喷硝酸印显色剂,经紫外线照射生成棕黑色斑点,与标准比较。线照射生成棕黑色斑点,与标准比较。三、有机磷农药残留量的检验三、有机磷农药残留量的检验 l 有机磷有机磷organophosphorus农药是一大类具有磷农药是一大类具有磷酸醛结
20、构的有机杀虫剂。这类农药具有高效、广谱酸醛结构的有机杀虫剂。这类农药具有高效、广谱的特点,其残效期短,分解快,在体内不蓄积,在的特点,其残效期短,分解快,在体内不蓄积,在一般食品中残留时间短,因而得到广泛的应用。但一般食品中残留时间短,因而得到广泛的应用。但是这类农药的是这类农药的急性毒性较大急性毒性较大急性毒性较大急性毒性较大,容易引起人畜急性中,容易引起人畜急性中毒。食物中残留的主要来源是农业生产的使用。毒。食物中残留的主要来源是农业生产的使用。l 有机磷农药可以抑制胆碱酯酶的活性。体内胆碱酶有机磷农药可以抑制胆碱酯酶的活性。体内胆碱酶酯的一个重要的生理功能是,调节体内乙酰胆碱的酯的一个重
21、要的生理功能是,调节体内乙酰胆碱的浓度。乙酰胆碱则是在生物体内神经传导过程中起浓度。乙酰胆碱则是在生物体内神经传导过程中起重要功能的神经介质。乙酰胆碱的体内浓度升高时,重要功能的神经介质。乙酰胆碱的体内浓度升高时,会破坏正常的生理机制。会破坏正常的生理机制。长期使用高含磷洗衣粉当中的磷会直接影响人体对钙的吸收,导致长期使用高含磷洗衣粉当中的磷会直接影响人体对钙的吸收,导致人体缺钙或诱发小儿软骨病;用高含磷洗衣粉洗衣服,皮肤常会有人体缺钙或诱发小儿软骨病;用高含磷洗衣粉洗衣服,皮肤常会有一种烧灼的感觉,就是因为高磷洗衣粉改变了水中的酸碱环境,使一种烧灼的感觉,就是因为高磷洗衣粉改变了水中的酸碱环
22、境,使其变得更富碱性。衣服当中的残留磷日积月累会对皮肤有刺激影响。其变得更富碱性。衣服当中的残留磷日积月累会对皮肤有刺激影响。对环境有害对环境有害,因为洗衣水冲进河流后因为洗衣水冲进河流后,那么喜磷的藻类植物大量繁殖那么喜磷的藻类植物大量繁殖.以至覆盖河面以至覆盖河面,令鱼类等水产生物死亡令鱼类等水产生物死亡,河流发臭河流发臭.常见的有机磷农药及它们的名称和化学结构式:l敌敌畏,敌敌畏,dichlorcos,O,O-二甲基二甲基-O-2,2-二氯乙烯基磷酸二氯乙烯基磷酸酯。酯。l甲拌磷,甲拌磷,phorate,O,O-二乙基二乙基-S-乙硫基甲基二硫代磷酸酯。乙硫基甲基二硫代磷酸酯。l二嗪磷,
23、二嗪磷,diazinon,O,O-二乙基二乙基-O-2异丙基异丙基4甲基甲基6嘧啶基硫代磷酸酯。嘧啶基硫代磷酸酯。l甲基对硫磷,甲基对硫磷,parathion-methyl,O,O-二甲基二甲基-O-对硝基苯基硫对硝基苯基硫代磷酸酯。代磷酸酯。l乙硫磷,乙硫磷,ethion,O,O,O,O-四乙基四乙基-S,S-亚甲基双二硫代磷酸亚甲基双二硫代磷酸酯。酯。l稻丰散氧化喹硫磷,稻丰散氧化喹硫磷,phenthoate,二硫代磷酸二硫代磷酸-O,O-二甲二甲基基-S-乙羧基苄基酯。乙羧基苄基酯。有机磷农药的理化性质l1、溶解性:有机磷农药的品种很多,目前大量生产和使用、溶解性:有机磷农药的品种很多,
24、目前大量生产和使用的至少有数十种,它们在水和有机溶剂中的溶解性能各不相的至少有数十种,它们在水和有机溶剂中的溶解性能各不相同,差异较大。大多数有机磷农药具有中等极性,不溶于水,同,差异较大。大多数有机磷农药具有中等极性,不溶于水,易溶于丙酮、苯、三氯甲烷,二氯甲烷、乙腈、二甲亚砜等易溶于丙酮、苯、三氯甲烷,二氯甲烷、乙腈、二甲亚砜等极性有机溶剂。具有脂溶性,能够通过皮肤进入体内。极性有机溶剂。具有脂溶性,能够通过皮肤进入体内。l2、水解性:有机磷农药的性质不稳定、水解性:有机磷农药的性质不稳定,因为其属于酯类化合因为其属于酯类化合物,在碱性条件存易水解生成相应的酸、醇和酚类物质。物,在碱性条件
25、存易水解生成相应的酸、醇和酚类物质。l3、氧化性:硫代磷酸酯在一定条件下可以被氧化为普通的、氧化性:硫代磷酸酯在一定条件下可以被氧化为普通的磷酸酯。比方,由于溴的作用或者在紫外光照射下,硫代磷磷酸酯。比方,由于溴的作用或者在紫外光照射下,硫代磷酸酯中的硫原子被氧原子取代,生成相应的普通磷酸酯。后酸酯中的硫原子被氧原子取代,生成相应的普通磷酸酯。后者对酶的抑制作用更强,毒性更大。者对酶的抑制作用更强,毒性更大。食品中有机磷农药残留量的测定l一水果、蔬菜、谷类中有机磷农药的多残留测定一水果、蔬菜、谷类中有机磷农药的多残留测定l 1.原理原理 样品经处理后,有机磷农药组分经气相色谱柱别离进样品经处理
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