紫菜重金属-砷的减除及控制技术文献综述

 2023-09-13 09:16:13

文献综述

1、课题研究的现状及发展趋势

目前该课题主要研究的内容是紫菜中砷的含量的测定及减除工艺的研究。当前学者们研究该课题时通常先研究前处理方法对样品进行初步的处理研究,如消化等;然后通过超声波、物理浸泡等方法进行砷的减除;最后通过原子荧光法等方法测定砷的含量。即前处理→减除操作→测定砷的含量。

前处理方面:马国军等通过实验证明不同的前处理方法对样品结果有很大影响:微波消解不适于海产品总砷的前处理,干法灰化不适用紫菜类植物性海产品的前处理,硝酸—高氯酸—硫酸体系的湿法消解、微波一湿法消解 (加高氯酸、硫酸)可以作为一般海产品的前处理 ,且两种前处理 的回收率均 大于 90%【1】。宋洪强等研究认为湿法消解耗费时间长,酸用量大,但操作稳定且可处理大批量样品;微波消解时间短,用酸量小,无污染,适合砷存在形态相对结构简单的样品;干灰化法时间短,适用于挥发温度高或油脂含量高的少量样品【2】

减除操作上:舒本胜等研究表明:浸泡和水煮都能减少海带和紫菜中总砷和四种砷化合物含量。油炸和高温烘烤影响砷形态和含量的变化:油炸样品中总砷含量减少,DMA、MMA和无机砷含量变化表现出不一致性;除250℃外,其他温度烘烤的样品总砷含量均增加,二甲基砷酸(DMA)、一甲基砷酸(MMA)、无机砷含量随温度的升高而增加,到250℃时最多增加近3倍,对食用安全性有一定影响;在150℃油炸15min和200℃烘烤的样品中有新的砷化合物成,其结构和毒性尚难确定【3】。Satoshi Ichikawa研究表明,用水洗脱食用藻类梭形藻中总砷的28.2~58.8%,用蒸煮法溶解羊栖菜残余物中砷的49.3~60.5%。因此,羊栖菜中88.7-91.5%的砷可通过烹饪过程去除【4】。丁仲仲等超声波辅助柠檬酸能有效的脱除坛紫菜中的重金属,并且通过响应曲面实验得到的脱除重金属的工艺条件分别为:超声功率313W、柠檬酸浓度0.10mol/L、超声时间21min,该条件下不同重金属的脱除率为61.42%,重金属残留量均在国标限量内【5】。江浩等研究超声波处理的处理时间、处理温度、连续或间隔处理的方式为三个因素,研究表明总砷脱除的最佳条件为:处理时间为20min,处理温度为45℃,处理方式为间隔处理;无机砷脱除的最佳条件为:处理时间为10min,处理温度为35℃,处理方式为间隔处理。总砷、无机砷对应脱除效率分别为 90.8%,68.8%【6】。钱宇红研究在超声波条件下,用盐酸浸提紫菜中的无机砷,再用原子荧光法对其进行测定,此方法对紫菜中无机砷提取效 果好,操作方便、快捷,与国标GB/T5009.11—2003无机砷的测定结果无显著差异,准确度和精密度均符合国家标准要求【7】

测定砷的含量:

臧汝瑛总结表明测砷的方法包括质谱法、光谱法、色谱法、点分析法及原子荧光法等,其中我国海产品无机砷检测方法中最主要的方法是原子荧光法,其检测效果非常的准确有效【8】。戴文津研究总结经过前处理后,测定砷的含量主要用氢化物发生(HG)、选择性衍生法等方法与原子吸收光谱(AAS)、原子荧光光谱(AFS)、原子发射光谱(AES)、电感耦合等离子发射光谱检测器(ICP-OES),电感耦合等离子体质谱 (ICP-MS),电喷射串联质谱(ES-MS-MS)等检测器连用进行定量分析【9】。吴成业利用高效液相色谱—原子荧光光度法联用技术(HPLC -AFS)对紫菜中砷的形态进行分析, 通过验证,方法的准确性高,回收率符合检测的要求,适用于紫菜中无机砷的测定【10】。王亚以高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱法(HPLC-(UV)-HG-AFS)测定紫菜中的5种砷形态。紫菜样品都检测出了DMA (0.196~0.668mg/kg),但没有检测出As(III),As(V),MMA和AsB,紫菜砷的形态主要是砷糖【11】。谢程亮的实验结果认为使用氢化物原子荧光光度法(HG—AFS)测定的紫菜样品的提取液中含有的砷糖降解物二甲基砷 (DMA)经原子荧光光度计检测时会产生与无机砷相同的信号, 此信号会严重干扰测定结果【12】。凌云等人的实验结果表明:用5ml硝酸进行微波消解后再加1ml高氯酸、2至3ml硫酸进行湿法分段消解使样品溶液成无色的样品前处理方法,具有消解效率高、操作过程可控、反应终点判断准 确、试剂消耗少、环境污染少、检测数据准确稳定等优点【13】。许秀兰利用ICP-MS法测定紫菜中的重金属,方法简单快速,干扰少,检出限低、准确度好,精密度高,动态线性范围宽,是一种测定紫菜中重金属的有效分析方法【14】。杜理华利用ICP-OES方法回收率高,具有操作简便、测定快速、准确性和精密度高的特点,检测过程用酸量少,无环境污染【15】。娄永江等人的实验说明微波消解一等离子电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP—AES)能够实现对坛紫菜重金属元素的快速精确检测。另外,他们监测了近5年来坛紫菜的金属污染情况 ,结果发现呈显著上升趋势【16】。本课题研究中则主要采用GB/T 5009.11-2014食品中总砷及无机砷的测定规定中的银盐法测定。主要先通过硝酸-高氯酸-硫酸法的消化方法,再通过银盐法测定。

研究趋势:

从近年来发表的有关紫菜及海藻等水产品中砷等重金属含量的测定与减除方法的文献,可以看出有采用一定前处理或预处理方法的趋势。主要是测定仪器搭配一定量的前处理方法对砷的准确测定有促进作用。同时研究者们有着愈来愈热衷于采用先进的仪器设备来进行砷的测定工作的趋势,主要是准确度高、时间快、可以批量操作、节约酸等试剂、少污染等优点。同时研究者们大多关注于如何准确测定砷的含量的方面,对于砷的减除的研究相对较少,因此,关于砷的减除的方向可能成为新的研究趋势与研究热点。

2、研究的意义和价值

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