一种快速检测谷物中重金属的方法与应用与流程

本发明属于食品安全检测技术领域，涉及谷物中镉、铅等重金属快速、高效的检测方法。

背景技术：

目前，检测谷物中重金属的检测方法有很多，如：原子吸收光谱法、原子荧光分光光度计、icp-oes、icp-ms，近年来，快速检测技术也在快速发展，其中有酶分析法、生物传感器分析，x-射线荧光法，免疫分析法，综合以上方法，快速检测的方法已经十分成熟，并且能在较短的时间内测定样品中重金属含量。然而，传统的样品前处理方法，如干法灰化法、湿法消解、微波消解法、高压消解法等，均需要较长的处理时间，大量的酸试剂，高温高压环境或者热定的仪器，成为谷物中重金属快速检测和现场检测的瓶颈。

传统上食品中无机元素前处理提取方法主要包括湿法消化法、干法灰化法和微波消法。

湿法消化法即在适量的食品中加入氧化性强酸，并同时加热消煮，使有机物质分解氧化成co2，水和各种气体。消解中常伴随大量酸雾和其它有毒废弃物,污染空气，危害实验操作人员身体健康，通常需要在通风橱中进行,消解一个样品一般需要4-5个小时，甚至过夜。有时采用高压焖罐消解，将样品和强酸放在高压焖罐中，放到烘箱中高温高压消解，一般从消解完全，到冷却过夜再到赶酸需要一天多时间，操作不当时会发生爆炸。

干法灰化法即将一定量的样品置于坩埚中加热，使其中的有机物脱水、分解、氧化、炭化，再罩高温电炉中灼烧，灰化，直至残留物为白色或浅灰色为止，所得的残渣即为无机成分，剩余的灰分用酸溶解,作为样品待测溶液。灰化温度一般在500-600℃，消解时间通常在4-8小时。含脂肪、糖类多的样品需要较长时间。有些含硫、氮的化合物产生相应的氧化物，排气污染空气。含氯烃的化合物不仅会污染空气，而且会腐蚀灰化炉。

微波消解法即在密闭容器里，采用微波加热原理，将样品和消解液(通常使用硝酸、盐酸、氢氟酸、双氧水等)混合在专用的微波消解罐，在高温高压条件下达到样品前处理目的。微波消解作为一种高效的样品前处理方法，能够很好的满足现代仪器分析对样品前处理过程的要求，具备加热速度快、加热均匀、试剂用量少、低空白、节能高效等优点。但需要采取主动安全措施，包括高精度的温度和压力控制系统，压力罐安全泄压系统、垂直定向防爆系统和配高强度防爆安全门等。微波消解仪也要放置在牢固平稳的试验台上，炉体顶部及左右不得有遮盖，留有空隙，保持通风良好。应避开加热源，以免热气和水蒸气进入微波炉内引起故障，还应远离自来水源，以免溅水发生漏电危险。不要靠近强磁性材料或带有磁性的电器，因为外来磁场会干扰炉内磁场均匀分布使加热效率下降，以及需要其他正常实验室温度及水电条件。

这些经典的方法虽然能准确提取样品中的重金属，但费时费力，步骤繁琐，要求较高。一个流程前处理下来少则4-5个小时，多则十几个小时，而仪器的检测时间如石墨炉原子吸收仪每个样品5min之内即可检测出结果。同时这些方法一般消耗强腐蚀性酸和氧化试剂较多，需要较高的温度，在增加待测样品损失和被污染的风险的同时也增加了操作人员的安全隐患，已经难以适应当前样品大批量高通量绿色环保快速检测的需求。

检测用时短、检测误差小谷物生产加工企业及相关单位的迫切需求，要满足市场需求，如何能快速的将重金属从谷物中提取出来进行检测，就成为实现快速检测或者现场检测的关键问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种快速检测谷物中重金属的方法与应用，该方法操作简单、稳定性好，准确度高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种快速检测谷物中重金属的方法，包括有以下步骤：

s1，将谷物样品放入研磨机中进行研磨，得到粉状样品；

s2，制备检测试剂，备用；

s3，将粉状样品和检测试剂放入搅拌集中进行混合，浸提重金属离子；

s4，将混合液转移至离心机中，得到过滤液体；

s5，对过滤液体进行检测。

优选的，所述s1中，研磨机研磨谷物后的规格为60-100目。

优选的，所述s2中，检测试剂制备由以下组分混合制得：盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸、柠檬酸钠、乙酸铵、醋酸钠。

优选的，所述s3中，粉状样品和检测试剂的体积和质量之比为1：1ml/g，搅拌机转速为100-200r/min，温度为5℃-40℃，时间为5-20min。

优选的，所述s4中，离心机2000-24000rpm，离心时间1-30min，过滤液体还可以采用静置、过滤的方法制得。

优选的，所述s5中，检测方法为基于丝网印刷电极的电化学检测仪器、设备。

优选的，所述重金属离子包括镉、铅、砷、锰、铜、锌、锶、汞、钴或镍。

一种快速检测谷物中重金属的方法的应用，该方法应用于食品安全快速检测，还可以应用于谷物重金属去除。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果：(1)本发明的提取方法主要采用稀酸溶液提取，避免接触大量浓酸可能给操作人员带来伤害；

(2)本发明的提取方法，针对谷物中重金属进行提取，提取过程不需高温、高压条件，不需要特定的仪器，便于操作；

(3)本发明的检测方法可同时提取多种重金属，并且提取过程在30分钟之内完成；

(4)本发明的检测方法采用接插式即用即抛型丝网印刷电极，性能稳定，省去传统电极打磨和保养的繁琐过程。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：

图1为本发明的检测方法的示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1：一种快速检测谷物中重金属的方法，包括有以下步骤：

s1，将大米样品放入研磨机中进行研磨，得到粉状样品；

s2，制备检测试剂，备用；

s3，将粉状样品和检测试剂放入搅拌集中进行混合，浸提重金属离子；

s4，将混合液转移至离心机中，得到过滤液体。

所述s1中，研磨机研磨谷物后的规格为70目。

所述s2中，检测试剂制备由以下组分混合制得：盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸、柠檬酸钠、乙酸铵、醋酸钠。

所述s3中，粉状样品和检测试剂的体积和质量之比为1：1ml/g，搅拌机转速为110r/min，温度为20℃，时间为15min。

所述s4中，离心机8000rpm，离心时间20min。

所述重金属离子包括镉、铅、砷、锰、铜、锌、锶、汞、钴或镍。

实施例2：一种快速检测谷物中重金属的方法，包括有以下步骤：

s1，将小麦样品放入研磨机中进行研磨，得到粉状样品；

s2，制备检测试剂，备用；

s3，将粉状样品和检测试剂放入搅拌集中进行混合，浸提重金属离子；

s4，将混合液静置，取上清液。

所述s1中，研磨机研磨谷物后的规格为100目。

所述s2中，检测试剂制备由以下组分混合制得：盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸、柠檬酸钠、乙酸铵、醋酸钠。

所述s3中，粉状样品和检测试剂的体积和质量之比为1：1ml/g，搅拌机转速为150r/min，温度为30℃，时间为18min。

所述s4中，静置40min。

所述重金属离子包括镉、铅、砷、锰、铜、锌、锶、汞、钴或镍。

实施例3：一种快速检测谷物中重金属的方法，包括有以下步骤：

s1，将玉米样品放入研磨机中进行研磨，得到粉状样品；

s2，制备检测试剂，备用；

s3，将粉状样品和检测试剂放入搅拌集中进行混合，浸提重金属离子；

s4，将混合液进行过滤，得到过滤液体。

所述s1中，研磨机研磨谷物后的规格为98目。

所述s2中，检测试剂制备由以下组分混合制得：盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸、柠檬酸钠、乙酸铵、醋酸钠。

所述s3中，粉状样品和检测试剂的体积和质量之比为1：1ml/g，搅拌机转速为1180r/min，温度为35℃，时间为18min。

所述s4中，过滤使用滤膜孔径在120μm以内的滤膜进行过滤。

所述重金属离子包括镉、铅、砷、锰、铜、锌、锶、汞、钴或镍。

实施例4：

对实施例1、实施例2和实施例3中制得的三个样品的过滤液以及上清液进行检测，采用便携式电化学检测仪、便携原子发射元素分析仪和便携式分光光度计三台仪器对三个样品的过滤液以及上清液分别检测6次，检测数据如下表：

由上标数据，得知检测数据的cv均在2％以内，结果很稳定。

实施例5：一种快速检测谷物中重金属的方法的应用，该方法应用于食品安全快速检测，还可以应用于谷物重金属去除：

高粱谷物重金属去除步骤为：

步骤一，将高粱样品放入研磨机中进行研磨，得到粉状样品；

步骤二，制备试剂，备用；

步骤三，将粉状样品和检测试剂放入搅拌集中进行混合，浸提重金属离子；

步骤四，将混合液转移至离心机中，离心机中得到重金属去除后的固体物质。

所述步骤一中，研磨机研磨谷物后的规格为100目。

所述步骤二中，检测试剂制备由以下组分混合制得：盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸、柠檬酸钠、乙酸铵、醋酸钠。

所述步骤三中，粉状样品和试剂的体积和质量之比为1：1ml/g，搅拌机转速为150r/min，温度为38℃，时间为19min。

所述步骤四中，离心机18000rpm，离心时间12min。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。