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13章 食品限量元素的测定 [概述] 存在于食物中的各种元素： 从营养的角度，可分为必需元素、非必需元素和有害元素三类。 从元素存在的化学形式，可分为有机元素和矿物质（无机盐）元素 对矿物质元素而言，按人体对其需要量，可分为常量元素和微量元素 常量元素：每日膳食需要量在100mg以上的，如钙、磷、镁、钾、钠、氯、硫。 微量元素：在代谢上同样重要，但含量相对较少。按照1990年FAO/WHO国际组织专家委员会的新定义，微量元素按照其生物学作用分为：（1）人体必需微量元素，共有8种：碘、锌、硒、铁、铜、钼、铬、钴。（2）可能必需的元素共有5种：锰、硅、硼、钒、镍。（3）具有潜在毒性，但低剂量时可能是人体必需的元素7种：氟、铅、镉、汞、砷、铝和锡。 微量元素的特点： （1）在机体组织中的作用浓度很低，往往以ppm或ppb的含量来描述。 （2）有限量标准，如人体对硒的每日安全摄入量为50～200μg。 （3）功能受化学形式影响：如Cr6+ 有害，and Cr3+ 有益。 限量元素：按食品卫生的要求有一定限量规定的元素，包括：必需微量元素及有害元元素。 表13－1食物中几种元素的限量卫生标准 食品中限量元素的检测方法 食物中常见的矿物质约有20余种，本章着重介绍食物中常见的或食物卫生标准规定检验的限量元素。 食品中限量元素的检测方法： 原子吸收分光光度计法 溶剂萃取比色法 荧光光度法 离子选择电极法 原子吸收分光光度法的原理 基本原理 原子吸收光谱法的基本原理是将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的原子蒸汽时，被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相关，由此可得出样品中待测元素的含量。 它的基本点是“基态自由原子可以吸收特定波长的光”。 自1954年世界上第一台原子吸收分光光度计问世以来，它的研制与应用得到了飞速发展。已广泛用于地质、冶金、环境保护、食品卫生检测等多种部门的许多领域。由于该法具有其它方法难以比拟的独到优点，故在必威体育精装版颁布的国家标准食品卫生检测方法中，常被列作第一法。 光的本质 光的本质：光的本质是一种电磁波。γ－射线、Χ－射线、紫外-可见光、红外线、微波、无线电波等都是电磁波，所有的电磁波都具有波－粒二象性。电磁波在介质中的传播速度、波长和频率三者间满足下式： V= λυ 式中 v ——电磁波在介质中的传播速度 λ——电磁波在介质中的传播波长 υ——电磁波的频率（与传播介质无关,它只取决于辐射源） E = hυ 式中 E——光子的能量 h——普朗克（Planck）常数,等于6.626×10-34焦耳·秒(J·S) υ——光的频率 不同频率的电磁波在真空中传播时，速度(即光速，c＝299,792,458米／秒)最大。电磁波在真空中传播速度与在空气（20℃）中传播速度的比值为1.00027,因此,一般近似地认为电磁波在空气中的传播速度等于光速。 发射光谱 量子理论认为，物质的原子、离子或分子有确定的不连续的能级，它们只能处于一定的能级上。当组成物质的原子、离子或分子处于最低能级时，物质则处于基态，当组成物质的原子、离子或分子被激发到较高的能级时，物质则处于激发态。在常温下物质一般都处于基态。 物质吸收一定的能量，由基态跃迁到激发态，激发态的寿命很短，约在10-15到10-5秒之间。物质由激发态弛预回到基态时，一般以辐射的形式放出能量，所产生的光谱称为发射光谱。 实现物质由基态跃迁到激发态的途径有： ①用电子或其它基本粒子轰击，可以导致X射线的发射； ②使其暴露在高压交流火花之中，或电弧、火焰、热炉子之中，一般可导致产生紫外、可见或红外辐射； ③用电磁辐射照射，可以产生荧光或磷光； ④放热的化学反应，可以产生化学发光。 吸收光谱 若让波长连续的复合光通过一均匀介质（如固体、液体或气体物质）时，能量（hυ）等于物质的基态EO和某一激发态（Ea）之间能量差的光子则会被物质吸收。当透射出来的光再通过棱镜(或光栅)时,便可得到一组不连续的光谱,这种光谱称为吸收光谱。 当一单色光被某物质吸收后,该物质则呈现该单色光的互补色： 原子吸收 当一束紫外或可见辐射通过气态自由原子时，例如钠蒸气，只有少数几个非常确定的频率被吸收。这是因为钠原子只具有很少几个可能的能态。 激发是使原子中一个或几个电子跃迁到较高能级后的。以钠原子为例，在通常情况下，钠蒸气中的所有原子基本上都处在基态，即它们的价电子位于3s能级。如果以含有波长为588.995nm和589.59nm的光照射钠蒸气，则许多