食品中钙元素的测定

钙(Calcium)是人体中含量最丰富的矿物元素，其作用除了作为机体骨骼和牙齿的组成成分外，还参与多种生理活动，缺钙会引起软骨病，我国推荐每日膳食中钙的供给量为800～1000mg。许多食品中含有钙，尤以乳及乳制品含钙丰富，且易被吸收。食品中钙的测定有火焰原子吸收光谱法、滴定法等。

1.火焰原子吸收光谱法

1)原理

样品经湿法消化后，导入原子吸收分光光度计中，经火焰原子化后，吸收422.7nm的共振线，其吸收量与含量成正比，与标准系列比较定量。

2)试剂

要求使用去离子水，优级纯试剂。

①混合酸消化液: 硝酸+高氯酸(4+1)。

②0.5mol/L硝酸溶液: 量取32m L硝酸，加去离子水并稀释至1000m L。

③20g/L氧化镧溶液: 称取23.45g氧化镧(纯度大于99.99%)，先用少量水湿润再加75m L盐酸于1000m L容量瓶中，加去离子水稀释至刻度。

④钙标准储备溶液: 准确称取1.2486g碳酸钙(纯度大于99.99%)，加50m L去离子水，加盐酸溶解，移入1000m L容量瓶中，加20g/L氧化镧溶液稀释至刻度。贮存于聚乙烯瓶内，4℃保存。此溶液每毫升相当于500μg钙。

3)仪器

原子吸收分光光度计(带钙空心阴极灯); 电热板; 所用玻璃仪器使用前必须用硫酸-重铬酸钾洗液浸泡数小时，再用洗衣粉充分洗刷，后分别用水和去离子水冲洗干净后晾干或烘干。

4)操作步骤

(1)试样制备

鲜样(如蔬菜、水果、鲜鱼、鲜肉等)先用自来水冲洗干净后，再用去离子水充分洗净。干粉类试样(如面粉、奶粉等)取样后立即装容器密封保存，防止空气中的灰尘和水分污染。

(2)样品消化

精确称取均匀干试样0.5～1.5g(湿样2.0～4.0g，饮料等液体试样5.0～10.0g)于250 m L高型烧杯中，加混合酸消化液20～30m L，上盖表面皿。置于电热板或沙浴上加热消化。如未消化好而酸液过少时，再补加几毫升混合酸消化液，继续加热消化，直至无色透明为止。加几毫升水，加热以除去多余的硝酸。待烧杯中液体接近2～3m L时，取下冷却。用20g/L氧化镧溶液洗并转移于10m L刻度试管中，并定容至刻度。

取与消化试样相同量的混合酸消化液，按上述操作做试剂空白试验测定。

(3)测定

操作参数，波长422.7nm，空气-乙炔火焰。将消化好的试样液、试剂空白液和钙元素的标准浓度系列(0.5μg/m L，1.0μg/m L，1.5μg/m L，2.0μg/m L，3.0μg/m L)分别进行测定。

5)分析结果的表述

式中: X——试样中元素的含量，单位为毫克每百克(mg/100g);

C1——测定用试样液中元素的浓度，单位为微克每毫升(μg/m L);

C2——试剂空白液中元素的浓度，单位为微克每毫升(μg/m L);

f——稀释倍数;

V——定容体积，单位为毫升(m L);

m——试样质量，单位为克(g)。

计算结果保留到小数点后两位。在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%。

2.EDTA滴定法

1)原理

钙与钙红指示剂络合形成酒红色，当乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)加入时，与钙形成更稳定的络合物，钙红指示剂变成游离态，p H12～14时呈蓝色。

2)试剂

①1.25mol/L氢氧化钾溶液: 精确称取70.13g氢氧化钾，用水稀释至1000m L。

②10g/L氰化钠溶液: 称取1.0g氰化钠，用水稀释至100m L。

③0.05mol/L柠檬酸钠溶液: 称取14.7g柠檬酸钠(Na3C6H5O7·2H2O)，用水稀释至1000m L。

④混合酸消化液: 硝酸+高氯酸=4+1。

⑤EDTA溶液: 准确称取4.5g EDTA(乙二胺四乙酸二钠)，用水稀释至1000m L，贮存于聚乙烯瓶中，4℃保存。使用时稀释10倍即可。

⑥钙标准溶液: 准确称取0.1248g碳酸钙(纯度大于99.99%，105～110℃烘干2h)，加20m L水及3m L0.5mol/L盐酸溶解，移入500m L容量瓶中，加水稀释至刻度，贮存于聚乙烯瓶中，4℃保存。此溶液每毫升相当于100μg钙。

⑦钙红指示剂: 称取0.1g钙红指示剂(C21O7N2SH14)，用水稀释至1000m L，溶解后即可使用。贮存于冰箱中可保持一个半月以上。

3)仪器

所有玻璃仪器均以硫酸-重铬酸钾洗液浸泡数小时，再用洗衣粉洗刷，后用水反复冲洗，最后用去离子水冲洗晾干或烘干，方可使用。

高型烧杯: 500m L; 微量滴定管: 1m L或2m L; 碱式滴定管: 50m L; 刻度吸管: 0.5～1 m L; 电热板: 1000～3000W。

4)测定步骤

(1)样品处理

同原子吸收分光光度法。

(2)标定EDTA浓度

吸取0.50m L钙标准溶液，以EDTA滴定，标定其EDTA的浓度，根据滴定结果计算出每毫升EDTA相当于钙的毫克数，即滴定度(T)。

(3)试样及空白滴定

分别吸取0.10～0.50m L(根据钙的含量而定)试样消化液及空白于试管中，加1滴氰化钠溶液和0.1m L柠檬酸钠溶液，用滴定管加1.5m L1.25mol/L氢氧化钾溶液，加3滴钙红指示剂，立即以稀释10倍EDTA溶液滴定，至指示剂由紫红色变蓝为止。

(4)分析结果的表述

式中: X——试样中钙含量，mg/100g;

T——EDTA滴定度，mg/m L;

V——滴定试样时所用EDTA量，m L;

V0——滴定空白时所用EDTA量，m L;

f——试样稀释倍数;

m——试样质量，g。

计算结果保留到小数点后两位。在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%。

3.说明

①上述两种测定钙的方法选自GB/T5009.92—2003，适用于各种食品中钙的测定。火焰原子吸收分光光度法检出限为0.1μg，线性范围为0.5～2.5μg; 滴定法线性范围为5～50μg。

②火焰原子吸收分光光度法中，配制钙标准溶液时以氧化镧溶液作为稀释剂的理由是消除磷酸等能与钙生成沉淀物质的干扰，因为氧化镧在水中生成氢氧化镧，继而生成磷酸镧沉淀。

③EDTA络合滴定实验中，加入氰化钠溶液的目的是消除锌、铜、铁、铝、镍、铅等金属离子的干扰，而柠檬酸钠的目的是防止钙与磷酸生成磷酸钙沉淀。

④EDTA络合滴定实验中，p H应控制在12～14，否则游离的钙红指示剂不呈蓝色。