奶粉中钙含量测定方法的比较
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作者: 丁素君 尹 丽
[摘要] 目的:准确测定奶粉中钙的含量。方法:通过比较高锰酸钾滴定法和EDTA滴定法的准确度和精密度,选取更精确方法。结果:2种方法相对偏差RD<1.0%,同一样品用不同方法比较测定,测定结果基本相符,差异无统计学意义。检测高锰酸钾法准确度的6次平行实验,用基准CaCO3进行回收试验,其回收率R为97.55%～100.20%,说明该法的准确度较高。相对标准偏差RSD为0.36%,说明该法的精密度较好。结论:用高锰酸钾滴定法测定乳品中的钙含量,简单、准确、干扰小,适合中小型实验室。
[关键词] 奶粉;高锰酸钾滴定法;钙含量
[中图分类号] R151.3[文献标识码]C [文章编号]1674-4721(2010)04(a)-170-02
钙是生命体的必需元素,是构成人体骨骼和牙齿的主要成分,并且在神经脉冲的传递、血液的凝固、激素的分泌和贮存、肌肉的收缩、正常心率的调节等生理过程中起着重要的作用。但人体自身不能合成矿物质,完全依赖从外界摄取,充足的钙摄取对于人体非常重要。因此,钙是保健食品、钙剂制品及乳品中常规营养分析必须检测的质量指标。
食品中钙含量的测定通常采用火焰原子吸收光谱法或EDTA滴定法[1-3]。火焰原子吸收光谱法测定速度快,干扰小,但因仪器昂贵、需要专门的操作技术,基层实验室难以普及。EDTA滴定法操作简单,但存在干扰因素较多、滴定终点不明显、滴定中使用的高浓度剧毒物(100 g/L的氰化钾溶液)污染环境等问题。本文采用高锰酸钾滴定法测定奶粉中的钙含量,经过实验发现检测结果的准确度和精密度均有提高,得到满意的效果。
高锰酸钾法测定钙含量属于氧化还原滴定法。原理是将样品中的钙元素转化为钙离子,加入过量草酸铵得到难溶草酸盐沉淀,再将草酸盐沉淀溶于酸中,最后用高锰酸钾标准溶液来滴定草酸即可间接测定钙含量。
1 资料与方法
1.1 仪器与试剂
电子天平、马弗炉、瓷坩埚、酸式滴定管、中速定量滤纸。
盐酸(1∶3水溶液)、硫酸(1∶3水溶液)、氨水(1∶1水溶液)、氨水(1∶50水溶液)、甲基红指示剂(1 g/L)、高锰酸钾标准溶液(0.05 mol/L)、EDTA溶液(200 g/L)、HAc-NH4Ac缓冲溶液(pH=3.5～4.5)、草酸铵水溶液(42 g/L)。
1.2 样品
市售某品牌奶粉(500 g/袋)。
1.3 测定方法
1.3.1 样品处理准确称取试样约2 g于坩埚中,在电炉上小火炭化,再移入马弗炉中550℃下灼烧3 h。在完全灰化的样品中加入10 ml盐酸溶液和5滴浓硝酸,小心煮沸。将此溶液转入100 ml容量瓶,用热蒸馏水洗涤坩埚3次,洗液移入容量瓶中,冷却至室温,定容,摇匀,得到试样分解液。
1.3.2 测定准确移取试样分解液10 ml于烧杯中,加蒸馏水100 ml,加2 ml EDTA溶液,摇匀后滴加甲基红指示剂2滴,滴加盐酸溶液使溶液恰变为红色。缓慢加入草酸铵溶液10 ml,在搅拌下缓慢滴加氨水(1∶1水溶液)至溶液由红色恰变为黄色。加入10 ml HAc-NH4Ac缓冲溶液使pH值稳定在3.5～4.5。盖上表面皿,煮沸6～8 min,在80℃左右保温30 min使沉淀陈化。冷却后用滤纸过滤,用氨水(1∶50水溶液)溶液洗沉淀6次,至无草酸根离子。沉淀和滤纸转入原烧杯,加硫酸溶液10 ml,蒸馏水50 ml,加热至75～85℃,用0.05 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定,溶液呈粉红色且半分钟不褪色为终点。同时进行空白溶液的测定。
1.4 计算
公式中,V:0.05 mol/L高锰酸钾标准溶液滴定用体积(ml);V。:测定空白溶液时,0.05 mol/L高锰酸钾标准溶液滴定用体积(ml);C:高锰酸钾标准溶液浓度(mol/L);m:试样质量(g);V':滴定时移试样分解液体积(ml)。
2 结果
奶粉样品分别用EDTA滴定法和本法同时测定6次,其分析结果见表1。从表1可以看出,2种方法的相对偏差RD <1.0%,说明同一样品用不同方法比较测定,其测定结果基本相符,差异无统计学意义。为了检测高锰酸钾法的准确度,做6次平行实验,用基准CaCO3进行回收试验,其回收率R为97.55%～100.20%,说明该法的准确度较高。相对标准偏差RSD为0.36%,说明该法的精密度较好。
3 讨论
3.1 高锰酸钾标准溶液的标定
高锰酸钾标准溶液的准确浓度对于测定结果至关重要,即使标定过的高锰酸钾标准溶液在放置一段较长时间后,也会受到光、热等影响致使浓度发生变化。本试验中采用在使用高锰酸钾标准溶液前才用草酸钠标定的方法,避免了高锰酸钾浓度的不准确带来的误差。
3.2 样品前处理方法
样品的前处理方法可以采用干法灰化处理或湿法消化处理,考虑到后者由于大量使用氧化剂,因而引入污染,使空白增高[4],本实验采用干法灰化处理。
3.3 沉淀钙时的酸度控制
资料标明,pH为4时,CaC2O4的溶解损失可以忽略[5]。本法采用pH=3.5～4.5的HAc-NH4Ac 缓冲溶液控制其酸度,使试样分解液中的钙离子尽可能多地转化为CaC2O4沉淀。
3.4 干扰离子的消除
镁、钡、铅、镉、铜、锌等金属离子都能与草酸根生成沉淀从而干扰钙的测定。本法采用先加入EDTA和干扰离子生成稳定络合物的方法,即可用草酸根选择性地沉淀钙。
3.5 草酸钙沉淀的洗涤
高锰酸钾滴定法测定钙的过程中,如果过量的草酸铵不洗干净,结果很容易出现假高值。本法在用稀氨水洗涤草酸钙时采用了少量多次的方法,以确保草酸铵洗净。洗涤草酸钙沉淀时,注意沿边缘向下洗,使沉淀集中于中心,避免损失。
3.6 空白溶液的测定
应同时进行空白溶液的测定,以消除水中钙可能引起的偏大。
4 结论
EDTA滴定法和高锰酸钾法均可作为奶粉中钙含量的测定方法。KMnO4法测得结果的平均值大于EDTA法,而相对标准偏差小于EDTA法,表明高锰酸钾法测定结果的准确度和精确度稍高。因此该法在中小型实验室值得推广。
[参考文献]
[1] 杨惠芬.食品卫生理化检验标准手册[M].北京:中国标准出版社,1997:25.
[2]王喜明,刘玉欣,常凤启,等.滴定法测定保健食品中的钙[J].中国卫生检验杂志,2006, 16( 6) :754- 755.
[3]中国国家标准化管理委员会.食品中钙的测定[S].北京:中国标准出版社,2003:35.
[4]王红霞,张稳婵.食品中钙含量测定的方法比较[J].运城学院学报,2009, 27( 5) :26-28.
[5]成都科技大学,浙江大学.分析化学实验[M].2 版.北京:高等教育出版社, 1994:110.
(收稿日期:2010-03-15)
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