Способ определения концентрации кадмия в пищевых продуктах

(51)4 С 01 И 33/12 НИЕ РЕТЕНИЯ ри Нижет ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени технологическийинститут мясной и молочной промьппленности(56) Методы анализа пищевых сельско"хозяйственных продуктов и медицинских препаратов. Под ред. А.Ф.Наместникова - М.: Пищевая промышленность,1974, с,347-349.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КАДМИЯ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ(57) Изобретение относится к хико-токсикологическому контролю исанитарно-гигиенической оценке продуктов животноводства. Целью изобретения является снижение пределаобнаружения концентрации кадмия (К)в пищевых продуктах ускорение процесса и экономия химических реактивов. Пробу пищевых продуктов минерализуют смесью кислот. Минерализат пробы нейтрализуют щелочью до рНЭ 14в присутствии комплексообразователей. Цинк переводят в цинкат нейтрализацией кислоты избытком гидроксида натрия, Добавлением глицеринаосаждают К в виде гидроксида, Избыток тартрата калий-натрия маскируетжелезо с образованием более прочного комплекса, чем с цинком, К имедью. Добавляют раствор диэтилдитиокарбаминат (ДДТК) натрия, проводят экстракцию (Э) для переводаДЦТК, меди и К в органическую Фазу.Щелочь удаляют промыванием бидистиллированной водой. Выделение К проводят реэкстракцией его в 1 н. растворе соляной кислоты. При этом ДДТКостается в фазе органического растворителя. Определение количества Кведут Э фотометрическим методом. ДляЭ используют 2,2 -дипиридил или дитизон. Для расчета концентрации Киспользуют калибровочный график,ний предел определения К составля0,05 мг/кг. Время определения не превышает 1 ч. Затраты растворителейсоставляют 20,25 мл на одну пробу.1 табл.Изобретение относится к химикотоксикологическому контролю продуктов животного происхождения и можетбыть использовано при санитарно-гигиенической оценке продуктов животноводства.Целью изобретения является снижение предела обнаружения, ускорениепроцесса и экономия химических реактивов.Способ осуществляется следующимобразом.После минерализации пищевых продуктов смесью кислот выделяют кадмий экстракцией, для этого передэкстракцией минерализат пробы нейтрализуют щелочью до рН)14 в присутствии комплексообразователей (для отделения цинка использована нейтрализация кислоты в минерализате гидроксидом натрия, избыток которого даетвозможность перевести цинк в цинкат,не вступающий в реакцию с диэтилдитиокарбаминатом (ДДТК) натрия; добавление глицерина способствует более полному осаждению кадмия в виде гидроксида, легко вступающего во взаимодей"ствие с ДДТК натрия. Избыток тартрата калий-натрия маскирует железо, образуя более прочный комплекс, чем сцинком, кадмием и медью), добавляютраствор ДЦТК натрия проводят однократную экстракцию, в результате которой ДДТК кадмия и меди переходятв органическую фазу,1После экстракции удаляют щелочь вэкстракте промыванием его бидистилли-.рованной водой. В дальнейшем однократно реэкстрагируют кадмий в 1 н.раствор соляной кислоты, при этомДЦТК меди остается в Фазе органического растворителя как более стойкий,так как он не подвергается разложению даже при промывании 5 н,раствором соляной кислоты. Однократнаяэкстракция и реэкстракция при выделении количеств кадмия менее 0,1 мгв пробе позволяет выделять кадмийколичественно.Определение количеств кадмия впробе ведут экстракционно-Фотометрическим методом, при этом используется экстракция с 2,2 -дипиридилом илис дитизономПри использовании 2,2 -дипнридилареэкстракт кадмия в 1 н. растворесоляной кислоты нейтрализуют щелочьюдо рН = 6,5, добавляют раствор калия2 О зать кадмий в виде тетрайодида, а ЗО 50 51 О15 йодида, приготовленного на растворе ацетата натрия, и раствор 2,2-дипиридила, предварительно смешанного в соотношении 1:1 с раствором соли Мора, Экстрагируют дважды по 5 мл дихлорэтана. Экстракт фильтруют и измеряют светопоглощение на Фотоэлектроколориметре в кювете длиной 1. = 10 мм при длине волны =510 нм,Таким образом, при применении т2,2 -дипиридила достигается чувствительность до О,1 мкг в 1 мл дихлор-этана, что возможно за счет уменьшения объема водной фазы при введении раствора йодида калия, приготОвленного на растворе ацетата натрия, а также порядка добавления и соотношения реагентоь, Предварительное.введение капия йодистого позволяет связатем уже ввести в реакцию комплексФ: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 условия проведения определения и понижению определяемого минимума.При использовании дитизона реэкстракт кадмия в 1 н. растворе соляной кислоты нейтрализуют щелочью дорН 8-9, добавляют 2 мл избытка 4 н.раствора щелочи, после чего 3-4 капли концентрированного раствора дитизона (0,17.-ного раствора) в хлоро" форме и 5 мл хлороформа. Экстракциюпроводят в течение 2 мин, при этомдобиваются насыщения водного слоядитизоном (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 свето- поглощение на фотоэлектроколоримет- рЕ,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 дитизона по каплям в концентрирован1278705 ном растворе его в хлороформе позволяет одновременно производить визуальную оценку количества присутствующего кадмия в процессе экстракции дитизоната кадмия, Одновременно контролем служит насыщение водного слоя до ярко-оранжевого цвета.П р и м е р 1, Определение кадмия в печени, почках, легких, мясеи других пищевых продуктах при использовании экстракции с 2,2 в диггцридилом,Пробу мяса, например, субпродуктов или мясопродуктов массой20 грамм (из предварительно измельченной средней пробы) помещают вколбу Кьельдаля, куда добавляют 10 млдистиллированной 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),25пока 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 20 Х-ного раствора калий-натрий виннокислого, 10 мл разбавленного 1:10 раствора глицерина; - минерализат пробы нейтрализуют щелочью: 4 н. раствором едкого натра или кали. вначале 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 мл 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 хлороформ- ному экстракту. После экстракции уда. ляют щелочь промыванием бидистиллированной водой, реэкстрагируют кадмий встряхиванием в течение 30 с с 10 мл 1 н, 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 М растворе ацетата натрия, а затем приливают 6 мл 0,008 М раствора 2,2 -дипиридила, предварительно смешанного. в соотношении 1:1 с раствором0,002 М соли Мора. Экстрагируютдважды по 5 мл дихлорэтана, Экстракт Фильтруют и измеряют светопоглощениепа Фотоэлектроколориметре в кювете Г = 10 мл при= 510 нм. П р и м е р 2. Определение кадмия в печени, почках, мясе и другихпищевых продуктах при использованииэкстракции с дитизоном.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 нача 3 ча потемнения жидкости, затем при постоянном нагревании периодически добавляют небольшими порциями разбавленную (1:1)азотную кислоту, пока содержимоеколбы не станет бесцветным и не будет изменяться. Дальнейшее нагревание проводят без добавления азотнойкислоты до появления бельгх паровдвуокиси серы.растчор энергично в течение 3 мин встряхивают с 10 мл хлороформа в делительной воронке, затем водную фазу промывают 3 мл хлороформа.Хлороформные экстракты объединя. ют, 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 (0,1 Е-ного) 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 хлороформеХлороформный экстракт отделяют и встряхивают в дели- тельной воронке 5-6 раз с О,1 н.раствором щелочи до удаления избытка дитизона,.после чего определяют светопоглощение на фотоэлектроколориметре с 1 = 10 мл при= 510 нм. Для расчета концентрации кадмияв исследуемой пробе продукта проводят сравнение светопоглощения экстрактов, полученного в примерах 1 и2, со светопоглощением в калибровочном графике,Построение калибровочного графика для определения кадмия по компчлексному соединению с 2,2 -дипиридилом проводят следующим образом.Приготовляют рабочий стандартныйраствор кадмия с содержаниеммкг/мл, Добавляют соответствующимобразом стандартный раствор в делительные воронки, вносят 4 н. сернуюкислоту (до объема 10 мл), доводятобъем до 25-30 мл бидистиллированной водой, нейтрализуют 4 н, раство"ром едкого натра или кали до рН 6,5,добавляют 7 мл 0,3 М раствора калияйодида, приготовленного на 3 М растворе ацетата натрия, а затем приливают 6 мл 0,008 М раствор 2,2-дипиридила, предварительно смешанного всоотношении 1:1 с 0,002 М растворомсоли Мора. Экстрагируют дважды цо 5 мл дихлорэтана. Экстракт Фильтруют и измеряют светопоглощение,11 остроение калибровочного графика для определения кадмия по дитизонату проводят следующим образом.Вносят в делительные воронки рабочий стандартный раствор соответствующим образом, доводят объем до 10 мл4 н. раствором серной кислоты, раз 1 О бавляют бидистиллированной водойдо 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 водногослоя, встряхивая в течение 2 мин5 мп хлороформа. После этого хлороформный слой сливают и встряхиваютего 5-6 раз с 0,1 н. раствором щело 20 чи; измеряют светопоглощение на Фотоэлектроколориметре в кювете с10 мм при :510 нм,По результатам строят график; на25оси,".бсцисс откладывают значения оптической плотности с вычетом оптичес:кой плотности контроля, на оси ординат - соответствующее значение количества мкг кадмия.Содержание определяемого металлаЗО Х в мг/кг вычисляют по Формуле: Х == А: м, где А - количество кадмия,найденное по градуировочному (калибровочному) графику, мкг; м - массаобразца, взятого для исследования35 в граммах.Чувствительность метода при определении кадмия с дитизоном составляет 5 мкг/кг, а по 2,2 -дипиридилу - 50 мкг/кг, Затрата времени на40 полный анализ - не более 60 мин.Предлагаемый способ дает возможностьосуществлять контроль за доброкаче"ственностью продуктов питания. 45Способ требует для проведенияанализа небольшого количества химических реактивов, особенно растворителей: 13 мл хлороформа + 10 млдихлорэтана (для определения кадмия 50с 2-2-дипиридилом) или 18-20 мл хлороформа (для определения с дитизоном) .В таблице приведены данные, характеризующие определение кадмия впищевых продуктах по предлагаемому 55и известному способам.Иэ таблицы видно, что при исполь"эовании предлагаемого способа достигается нижний предел определения,1278705 Показатель Предел ределен 4,005 0 0,0 мг Затрата времени на 1определение 3-х ч и более ичин Необходимнавески,28 20,0 Затрата раствор органическтелей, мл 500 мл и более ия с вне,5 мк роцентадми яением определ моделя ав 92-94 8 адмия,08-0,1 позволяющий определить кадмий при загрязнении на уровне 0,05 мг/ф, вместо 0,17 мг/кг по известному способу; значительно сокращаются затраты времени на производство анали 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 концентрации15 кадмия в пищевых продуктах путем минерализации проб смесью кислот, выделения кадмия экстракцией, последующей реэкстракции его в раствор слабой соляной кислоты, определения 20 количеств кадмия в пробе экстракционно-фотометрическим методом и расчета его концентрации, нейтрализация перед экстракцией минерализата щелочью до рН ) 14 в присутствии комплексообразователей, добавление раствора диэтилдитиокарбомината натрия, удаление щелочи после экстракции пропри анализе минерлизата с внесением0,5 мкг кадмия мыванием водой н реэкстрагированиекадмия в 1 н, растворе соляной кислоты снижает предел обнаружения, ускоряет процесс и экономит химическиереактивы,Формула изобретения Способ определения концентрации кадмия в пищевых продуктах путем мннерализации пробы смесью кислот, вы" деления кадмия экстракцией, после- . дующей реэкстракции его в раствор слабой соляной кислоты, определения количеств кадмия в пробе экстракци" онно-фотометрическим методом и расчета его концентрации, о т л и ч а ю - щ и й с я 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.1278705 Показатель Способ определения концентрации кадмия гаемый по приме ам извести е Стоимость реактивона 000 пробоопредлений, руб,8060 215-9 увеличения показателя свмешающих определению элем ана с наличием в разных ентов: цинка, мед 0,5 мкг, так как этпособности,+ по известному еличина.в 10 ра етоду нельзя определи меньше его разрешающе Составитель А.ГорбачеТехред И,Попович Редактор А.Шандор(орректор И, Эрдейи каз 6826/40 78енн Тираж ИИПИ Государс по делам иэо 3035, Москва, ретен Ж,ушская наб д иэводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектнанеобходимостьвидах продуктов 10Продолжение таблицы,Подписио комитета СССРй и открытий