饲料卫生检验
第一章 绪 论
第一节 饲料卫生检验的研究对象、任务、方法和内容
一、饲料卫生检验的定义
饲料卫生检验是检查饲料中是否存在损害畜禽健康与生产性能的有毒有害物质,阐明其种类、来源、性质、含量、作用和危害,并研究其预防措施的一门学科。
二、饲料卫生检验的重要性(即为什么要学习饲料卫生检验?)
首先,饲料中有有毒有害物质给对动物带来多种危害和不良影响。饲料是发展畜牧业的物质基础,饲料中的各种营养物质是维持动物正常生命活动和最佳生产性能所必需的。但是,饲料在生长(饲用植物)与生产、加工、贮存、运输等过程中都可能出现某些有毒有害物质,这些有毒有害物质会对动物产生多种危害和不良影响,轻者降低饲料的营养价值,影响动物的生长和生产性能,严重的可引起动物急性中毒或慢性中毒,甚至导致动物死亡。
其次,饲料中部分有毒有害物质可以通过食物链(food chain),对人体健康产生有害影响。动物长期饲喂某些含有毒有害物质的饲料,其机体可能残留有毒有害物质,人吃了这些有残留的畜禽产品(如肉、蛋、乳),就会有危险。
第三,新的饲料资源的开发利用,涉及到饲料卫生检验。我国饲料资源丰富,种类繁多。过去,有一些出产量大、营养物质丰富的饲料资源,由于含有毒有害物质,不敢用作饲料,白白浪费。随着现代畜牧业生产和饲料工业的迅速发展,需要不断开发利用新的饲料资源,这当中都涉及到“毒”的问题,即饲料安全性问题。
由于上述原因,因此,饲料卫生检验作为一门独立的学科日益显得更加重要。
三、饲料卫生检验的研究对象
饲料卫生检验的研究对象主要是饲料中可能出现的各种有毒有害物质。这些有毒有害物质归纳起来,大致可分为以下四类:
1、饲料中的天然有毒有害物质
这类有毒有害物质大多数是植物在生长过程中,由糖、脂肪、氨基酸等基本有机物代谢产生的,属于次生代谢产物。例如某些青绿饲料中含有的氰甙、草酸盐和某些生物碱;棉籽中含有的棉酚;豆类果实中含有的蛋白酶抑制剂、植物红细胞凝集,素等。
2、饲料的正常组成成分或无毒成分在某些情况下发生分解或转化而形成的有毒有害物质
例如叶菜类饲料调制或贮存不当时,其中所含的硝酸盐被还原而产生的亚硝酸盐;马铃薯贮存不当,变绿发芽时,产生的茄碱,等等。
3、各种饲料污染物
主要是指化学性污染物和生物性污染物。
⑴ 化学性污染物:农用化学品(农药、化肥等)、工业三废、有毒工业化学品。
⑵ 生物性污染物:霉菌及霉菌毒素、细菌与细菌毒素、饲料害虫等。
4、不符合卫生要求或使用不当的饲料添加剂
上述四类有毒有害物质由于成分、性质、数量和作用的不同,他们对畜禽机体的危害也各不相同。有的能引起急性或慢性中毒,甚至致畸、致癌;有的能抑制动物生长,影响生产性能和繁殖能力;也有的可降低饲料中某些营养物质的消化吸收和代谢利用率。
由于饲料中的有毒有害物质所引起的危害具有长期性和群发性的,因而对畜牧业的发展可造成严重的不良影响。
四、饲料卫生检验的任务
饲料卫生检验的任务是阐明饲料中可能出现的有毒有害物质的种类、来源、含量、水平、性质、对动物机体的毒性及其作用机理,并在此基础上研究其相应的预防措施,以提高饲料的卫生质量,确保饲用安全,预防饲料源性疾病和其他危害的发生。
五、饲料卫生检验的研究内容
饲料卫生检验的研究内容,主要包括以下几个方面:
1、饲料中可能存在的有毒有害物质的种类、来源、对动物机体的危害及其机理,以及有关预防措施。
2、主要的饲料污染物(包括霉菌毒素、农药、有毒金属及其他有毒化学物质)的来源、污染饲料的途径、对动物机体的危害及其机理,以及预防污染和危害的措施。
3、制订饲料卫生标准及卫生质量鉴定的步骤和方法。
4、对新开发的饲料资源、研制的饲料新产品、新的加工工艺和去毒措施进行卫生质量鉴定和安全性评价。
六、饲料卫生检验的研究方法
饲料卫生检验的研究方法主要有三种:
1、化学检验
利用化学方法对饲料中可能存在的有毒有害物质通过提取、分离,研究其化学结构、物化性质以及含量水平等。
2、动物毒性试验
动物毒性试验主要是通过给动物饲喂怀疑含有毒有害物质的饲料或其提取物,观察其可能出现的各种形态方面和功能方面的异常变化。
毒性试验根据试验时间长短和主要观察指标的不同,可分为急性毒性试验、亚急性毒性试验、慢性毒性试验和特殊毒性试验(致突变试验、致癌试验、和致畸试验)。
饲料卫生检验所用的动物毒性试验方法与一般毒理学试验方法基本相同,但由于饲料中有毒有害物质的含量通常相对较低,而且可能被动物长期食用,故其毒性试验必须进行慢性毒性试验,且一般采用经口摄入的途径。
此外,也可进行一些特殊试验,如利用昆虫、微生物、细胞培养或组织培养等方法。
3、畜群健康调查
畜群健康调查是在已采食含有毒有害物质饲料的畜群中,采用流行病学方法,调查畜群的一般健康状况、发病率、死亡率以及可能与被检有毒物质有关的其它特殊疾病或体征。
畜群健康调查的目的:⑴ 直接了解含有毒有害物质的饲料对畜禽的危害;⑵ 对动物毒性试验的结果加以验证。
饲料卫生检验的研究方法除了以上三种基本方法外,在必要时还应对畜群的生产性能和生长发育情况进行统计分析,以便全面了解饲料中的有毒有害物质所造成的危害和不良影响。
第二节 饲料卫生标准(Standard of feed hygiene)
一、饲料卫生标准制订的意义和内容
1、饲料卫生标准的概念和制订意义
⑴ 概念 饲料卫生标准是指用法规的形式限定饲料中各种有毒有害物质的最大允许量。
⑵ 制订意义 是为了保证饲料的饲用安全,维护畜禽和人类的健康。
饲料卫生标准是由国家有关行政部门组织制订,并批准颁布,全国都必须执行的强制性饲料卫生法规。饲料卫生标准不仅是饲料卫生质量监督和管理的依据,也是畜禽合理饲养的依据。
饲料卫生标准是饲料法规体系的组成部分。目前,世界上一些经济发达的国家,先后制订了比较完备的饲料卫生标准。我国于1991年组织制订并颁布了16项有毒有害物质在部分饲料原料、猪鸡配合、混合饲料中允许量标准。
2、饲料卫生标准的内容
饲料质量标准,实际上包括营养成分指标、加工工艺指标和卫生指标三大部分。饲料卫生标准对饲料卫生质量的要求就体现在各项卫生指标上。
饲料卫生指标又称饲料卫生质量指标,其一般包括以下三类指标:
1、感官指标 感官指标是指人们感觉器官所能辨认的饲料性质。主要是指饲料的色、香、味及组织构型等。饲料的某种污染或轻微变质通常可反应在它的感官指标上。如饲料霉菌污染常常会出现颜色改变、产生异味、结块等现象。因此,每种饲料均有感官指标规定,通常要求饲料色泽一致、无异臭、无异味、无结块和无霉变。
2、毒理学指标:毒理学指标是指根据毒理学原理和检测结果规定的饲料中有毒有害物质的限量标准。
3、生物学指标:毒理学指标是指各种生物性污染物,其中主要是霉菌和细菌的个数。
判定饲料是否发霉变质不能仅凭感官鉴定,还应对污染饲料的霉菌和细菌有明确的定量规定,如霉菌总数、细菌总数、大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌的数量等。这些指标可反映了饲料的清洁程度、饲料变质可能性的大小、饲料被污染的程度和肠道致病菌存在的可能性。
二、饲料卫生标准制订的原则
1、饲料卫生标准制订的原则:符合卫生标准的饲料首先必须对动物无毒害作用。其次,其动物产品(如肉、乳、蛋等)应对人无毒害作用。第三,还必须根据当前饲料有毒有害物质含量的实际水平来确定饲料中有毒有害物质的允许量标准。
2、制订有毒有害物质允许量标准的依据
制订有毒有害物质允许量标准,必须先收集以下三方面资料,然后加以综合分析。
⑴ 有毒有害物质的理化特性 包括其化学结构、分子量、密度、熔点、沸点、饱和蒸汽压、在饲料中存在的状态和含量。如为饲料污染物,还必须了解污染物的污染途径、污染量、污染物的稳定性及降解产物、杂质的性质及其含量等。
⑵ 毒理学实验资料 这是制订有毒有害物质允许量的基本依据。毒理学实验资料主要包括:
① 急性经口LD50。
② 亚急性或慢性毒性实验所得出的慢性阈剂量或无作用剂量。
③ 毒物动力学资料,即毒物吸收、分布、代谢和排泄规律。
④ 有时还应取得局部毒性、刺激作用和致敏作用的资料。
此外,对农药等污染物应进行快速筛选试验,观察有无致癌和诱变作用的可能。必要时进行长期致癌试验。对某些影响生殖功能的毒物,应进行动物致畸和繁殖试验。
⑶ 对畜禽进行实验、观察的资料
由于毒物的作用存在种属间差异,以实验动物外推到家畜或以一种家畜外推到另一种家畜,往往会带来较大的误差。因此,还要对饲料卫生检验所涉及的家畜进一步进行某些毒性试验,并进行饲料中毒性事故调查、饲料——家畜健康(包括生产性能)的流行病学调查。
通过对上述实验与调查的资料加以综合分析和评价,由有关单位提出制订卫生标准的科学依据,即卫生基准(health criteria),再结合考虑经济和技术的可行性,经国家主管部门批准并正式颁布后,成为法定的卫生标准(health standard)。
饲料卫生标准制订后不是一成不变的,随着科学技术和经济的不断发展,应不断地加以修订和补充。
第三节 饲料卫生质量鉴定
一、饲料卫生质量鉴定的目的
查明饲料中是否存在损害家畜健康与生产性能的有毒有害物质,并阐明其种类、来源、性质、作用和含量水平。
二、饲料卫生质量鉴定的步骤和方法
㈠ 待鉴定饲料基本情况的调查
通过对饲料基本情况的调查,可以确定整个鉴定工作的目标,提供鉴定线索,有时甚至根据调查结果,可直接作出鉴定结论。
调查的内容因鉴定目的不同而异。⑴ 在饲料中毒调查时,应查明中毒症状、潜伏期以及饲料加工、贮藏、运输和销售过程的详细情况;⑵ 在评定新产品、新工艺时,应对该饲料的加工工艺过程和原料进行详细检查;⑶ 对饲料的污染进行调查时,应查清污染物的名称、污染物与饲料的接触程度。
调查应深入现场,搜集第一手资料,尽量避免间接口述,要求掌握确实的情况,不得笼统含混。
㈡ 鉴定方案和检验项目的确定
饲料卫生质量坚定工作的繁间程度差异很大,有的需要系统进行,如开发饲料新资源必须包括安全性评价的全套鉴定项目。但一般情况下,只要对一部分有针对性项目进行鉴定。同时,也可根据需要进行标准以外的其它项目的检验。总之,在实际工作中应根据鉴定的目的确定鉴定方案,明确检验项目。不能笼统地提出“检查有无毒性”或“分析是否可以饲用”。
㈢ 采样
饲料卫生检验通常是从大量的待测饲料中抽取极少部分进行分析,并根据分析结果作出待测饲料的检验结果。样品采集的正确与否,直接影响检验结果的准确性,所以有人曾说“采样比分析更为重要”。
采集的样品首先必须具有代表性,即该样品能反映待检饲料的真实情况。
如何使采样具有代表性?采样过程通常分两步进行,首先从饲料的不同区域、不同部位选取一定数量的样品作为平均试样;其次,由于平均试样数量往往比较大,因而需要经过粉碎、过筛、混匀、缩分,最后变成少量有代表性的试样进行实验室分析。
不同性质、不同包装的饲料选取平均试样的部位和取样点有所不同。
散装或大容器盛装的饲料,采用分层定点取样,取样点5~15处,每处250g以上作为平均试样。
一般容器包装的饲料,随机抽取5~15个容器。
液体饲料,从深度不同的5处取样,每处1L以上,混匀后取500ml,或将液体饲料充分混匀后直接取样500ml。
同时,为了使结果准确无误,采集的样品应有一定的数量,每个样品要等分三份,以供检验、复核和留样。
此外,采样过程中应注意责任制度和法律手续的健全。采样时,应有二人以上在场,共同封签,付给厂方(或货方)正式采样收据。对于可能涉及法律问题的事件,应会同司法部门共同采样。
采样还应作好必要的记录和登记,包括样品的名称、采集日期、采集地点、生产厂家、批号、数量以及采集人等。
采样后尽量避免变质和污染。因此,必须严密包装,妥善保存,及时运送,尽快检验。如不能及时检验则要用适当方法加以保存。为使样品在包装运输和保存过程中保持原有的性质和状态,要求做到以下几点:
⑴ 防止污染:所有采样工具、包装容器都必须清洁,不得含被分析的物质,包装应密闭,以稳定水分并避免污染。
⑵ 防止腐败变质:对易腐败变质的饲料,采样后即应低温保存运送。
⑶ 对怀疑有挥发性毒物的~样品,应采取措施防止挥发损失,如氰化物、磷化物、硫化物可加碱固定后保存运送。
㈣ 检验步骤和方法的选择
一般情况下,检验步骤是感官检查、有毒有害物质的定性和定量检验、简易动物毒性试验。必要时进行微生物检验。检验方法应以规定的统一检验方法为准。
1、感官检查 通过感官器官对饲料的颜色、香、味、形状等进行检查。检查时应注意照明对颜色、温度对气味、感官疲劳对检查结果等的影响。
2、有毒有害物质的定性和定量试验 对含有未知有毒有害物质的饲料进行卫生质量鉴定时,先进行预试验。通过预试验,得出毒物的线索后再进行化学确证试验。在此基础上,再根据需要和可能,进行必要的含量测定。
3、简易动物毒性试验 在饲料卫生质量鉴定工作中,有时为了在较短时间内对某种可疑饲料的毒性做出初步判断,可采用简易动物毒性试验。其特点:对动物的品种、数量要求不高,试验时间较短,观测指标简单,即试验方法与条件均考虑到短期紧迫性的鉴定要求。此种试验可在鉴定开始时进行,借以确定可疑物质有无急性毒性及毒性大小,并对毒物的类别和性质加以粗略估计,提供检验线索。也可在鉴定过程的后一阶段进行,以弥补理化检验中可能遗漏的某些有毒有害物质。
㈤ 饲料卫生质量鉴定的结论和饲料处理
经过上述步骤逐步检查,可作出饲料卫生质量坚定的最后结论,即饲料中是否存在有毒有害物质,有毒有害物质的种类、来源、性质、含量、作用和危害程度等情况,该饲料是否可“饲用”,或可饲用的具体技术要求。
对饲料的处理基本上可分为三种情况:
1、属于正常饲料 即符合该饲料的卫生标准,可以饲用。
2、需经一定方法处理或在一定条件下方可饲用 例如,菜籽饼和棉籽饼在畜禽饲粱中必须限定在一定比列范围内,或需脱毒后才能作猪饲料。有些饲料中某种有毒有害物质含量已达到或超过最高允许限量,如掺入大量正常无毒的饲料,将有毒有害物质稀释,使其浓度降低到允许含量以下,亦可饲用。但必须考虑此种有毒有害物质是否有蓄积性,是否会产生慢性中毒,对畜产品品质影响如何等有关问题。
有些饲料的个别指标不符合卫生质量标准要求,但是,如果这些指标只表明饲料具有变质的条件,并非直接有害,例如饲料的含水量过高或pH值超过标准,则可作出能“饲用”、“限期销售”或其它结论。
3、对畜禽机体有明显危害的饲料,应禁止饲用 如严重腐烂的或感染黑斑病的甘薯或严重发霉的稻草等。
第二章 样品的前处理
第一节 样品前处理的目的
饲料卫生检验所要检测的有毒有害物质通常都是微量存在于样品中,而一般的阿姨能够品由于成分复杂、干扰因素多,不适于多数的检验项目。因此,在进行正式分析前必须对样品进行前处理。
前处理的目的是将样品中的有毒有害物质提取出来,进行纯化和浓缩,除去干扰物质,使样品符合分析要求。
第二节 样品的提取
由于被测物质的性质、所使用的分析方法不同,其提取的方法也不同。常用的提取方法有溶剂提取法、灰化法和蒸馏法三种。
一、溶剂提取法
溶剂提取法是利用有机溶剂将样品中的有机毒物如农药、真菌毒素等提取出来加以纯化、浓缩供检测用的一种分离技术。
为了使毒物尽可能完全地被提取出来,而其它成分则尽可能少地进入提取液中,以便于纯化、浓缩,必须正确地选择合适的提取溶剂和提取方法。
㈠ 提取溶剂的选择
提取溶剂的选择主要根据相似者相溶原理,即根据被测物质的记性大小来选择相应的提取溶剂。常用溶剂的极性顺序为:氨水>水>乙酸>甲醇>乙醇>丙醇>丙酮>乙酸乙酯>氯仿>二氯甲烷>乙醚》苯>甲苯>四氯化碳>环己烷>正己烷。
其次,应考虑提取溶剂的沸点。一般认为提取溶剂以沸点为40~80℃者为宜。过高,则不易浓缩,在浓缩过程中易引起某些被测物质的破坏;过低则容易挥发,不便于定容。
此外,还需考虑溶剂的稳定性(即溶剂不能与样品发生反应)、价格、毒性以及分析所用的仪器(使用电子捕获检测仪时不能用含氯溶剂)等。
㈡ 提取方法的选择
提取方法主要有振荡提取法、组织捣碎提取法和索氏提取法三种。
1、振荡提取法
这是一种最为常用的有机毒物提取法。将样品粉碎,过筛后放入磨口具塞的三角烧瓶中,加入适宜的溶剂,置于电动振荡器中振荡提取半小时至1小时,然后用过滤的方法将残渣与提取液分开,残渣再用有机溶剂洗涤数次,合并到提取液中。
2、组织捣碎提取法
本法主要用于新鲜蔬菜、牧草等含水量较多的样品。将样品切碎后放入组织捣碎机,加入适宜的溶剂,快速捣碎3~5分钟,然后过滤,残渣用溶剂洗涤数次,合并到提取液中。此法提取效率高,但杂质的溶出也较多,在捣碎过程中所产生的乳化现象,可用离心法除去。
3、索氏提取法
是一种应用索氏提取器进行连续回流提取的方法。索氏提取器又称脂肪提取器,有烧瓶、抽提筒和冷凝管三部分组成。将样品用滤纸包好,放在抽提筒内,溶剂放在烧瓶内,抽提时,加热下端烧瓶内的溶剂,溶剂不断蒸发,进入冷凝器中,被冷凝成液体进入抽提管中对样品进行抽提,当溶剂达到一定高度后,就借助虹吸管流到烧瓶中,溶剂不断地蒸发、冷凝、抽提、回流,直到样品中的被测物质全部地被抽提出来。此法常用于谷类的提取。优点是溶剂的使用量少,提取完全,回收率高,但较费时,一般每个样品要抽提12小时以上。
㈡ 灰化法
本法是一种适用于分析样品中有毒矿物质的预处理方法。样品中的矿物质如Hg、F、Pb等在饲料中与有机物结合形成稳定、牢固的难以解离的物质,故不能用一般的化学反应进行检测。在分析样品中的有毒矿物质时,需将样品灰化,破坏有机物质,使结合状态的金属或非金属转变成无机物的形式,以便进行检测。根据分析项目不同,破坏样品中有机物质的方法主要有灰化法和湿消化法两类。
干灰化法(Dry ashing)
简称灰化法或灼烧法,是一种常用的有机物质破坏法,适用于除汞、砷以外的各种金属类金属元素。
⑴ 干灰化的方法 根据灰化过程中是否加其它试剂,本法又分二种。
① 直接灰化法:将样品放在坩埚中,在高温灼烧下,使样品脱水、焦化,在空气中氧的作用下,使样品中的有机物氧化分解成二氧化碳、水和其它气体而挥发,剩下无机物(盐类或氧化物),用适当溶剂溶解定容,供测定用。
② 加助灰化剂灰化法:常用的助灰化剂有氧化镁、硝酸镁、氢氧化钠、氢氧化钙等。加入助灰化剂,可使样品呈疏松状态,加速灰化过程,并使灰化完全。此外,助灰化剂还可和被测物质结合成难挥发的盐类,防止灰化过程中被测物质的损失,如氧化镁或硝酸镁能使砷变成难挥发的焦砷酸镁(Mg2As2O7),氢氧化钙则转变成难挥发的CaF2等。
⑵ 干式灰化法的优缺点
优点:
① 其它试剂少,减少了操作过程污染的可能性,因而空白值较低;
② 样品分解彻底,操作简便,仪器设备简单,一次可以处理大量的样品。
缺点:
① 干灰费时,一般500~550℃需4 hr,600℃需1hr~2hr;
② 长时间的高温加热易使一些被测物质挥发;
③ 瓷坩埚能吸附金属,可造成结果偏低。
⑶ 干灰化法操作的注意事项
① 灰化前应进行样品的预炭化,预炭化系指将坩埚内的样品先放在文火上加热,直至样品变黑,然后转入控温茂福炉内550℃灰化,预炭化的目的在于防止样品因急剧灼烧引起的残灰飞散。
② 瓷坩埚对金属有吸附作用,特别是新的瓷坩埚,因此在使用时应选用用过的坩埚。
③ 如果样品在灰化后仍不变白,可在冷却后沿坩埚边缘加入少量蒸馏水湿润,再使其充分干燥后继续灰化。加水的目的是有助于灰分溶解,解除低熔点灰分对炭粒的包裹。
2、湿灰化法(Wet digestions)
简称消化法,也是常用的样品无机化方法之一。系利用氧化性强酸,结合加热将有机物质破坏使待测的无机物分解释放出来并形成难挥发的无机化合物供测定用。它适用于易挥发散失的矿物质,除汞外,大多数金属均有良好效果。
(1)常用的氧化性强酸
在消化过程中常用的氧化性强酸有浓硝酸、浓硫酸和高氯酸三种。
① 浓硝酸 通常使用的浓硝酸,其浓度为65~68%(ml/ml),有较强的氧化性,浓HNO3在温热条件下分解成O2、NO2和H2O,NO2进一步分解成O2及NO。
2HNO3 2NO2+O2+H2O
2NO+O2
沸点较低,硝酸易挥发,因而需要经常放冷补充,消化完成后消化液中常含有较多氮氧化物,必要时需加热或加水加热除去。
② 高氯酸 冷的高氯酸无氧化能力,但热的高氯酸却是一种极强的氧化剂,氧化能力强于硝酸和硫酸。这是由于高氯酸在加热条件下能产生氧和氯的缘故。
4HClO4 7O2+2Cl2+H2O
应予注意的是,HClO4在高温下直接接触还原性较强的物质如酒精、脂肪、糖类、甘油等有发生爆炸的可能,故一般不单独使用,并且勿使消化液烧干,以免发生危险。
③ 硫酸 热的浓硫酸具有一定的氧化作用。受热分解时,放出氧、二氧化硫和水。
H2SO4 O2+SO2+H2O
硫酸较硝酸、高氯酸弱得多,但硫酸沸点高,不易挥发。
(2)常用的消化方法
在实际工作中,除了单独使用浓硫酸的消化法外,经常采取两或两种以上氧化性强酸配合使用,利用各种酸的特点,取长补短,以达到安全快速、完全破坏有机物的目的。下面介绍常用的两种湿消化方法。
① 硝酸-硫酸湿消化法
将5g样品置于100ml的凯氏烧瓶中,随之加入与浓硝酸等体积的蒸馏水,缓缓加热至沸腾,继续加热至容积减半。冷却后逐渐加入10ml硫酸,再加热,待内容物变黑,既加入少量浓硝酸,为防止过度炭化,加热必须适度,整个消化过程必须存在少量的硝酸,加热至发烟而不再变黑,最后至溶液无色,冷却、用蒸馏水稀释至一定体积备用。
② 硝酸-高氯酸湿消化法
将含有不超过2g干物质的样品至于200ml的凯氏烧瓶中,加入25ml硝酸(相对密度为1.42)缓慢蒸煮沸30min,冷却、加15ml高氯酸(60%w/w)。缓慢煮沸至无色或近乎无色,继续沸腾1hr(注意防止瓶中内容物蒸干)。冷却,用蒸馏水稀释至适当体积备用。
⑵ 湿消化法的特点
① 优点:所用时间短,温度较低,因而挥发损失较少,同时应用玻璃仪器(凯氏烧瓶),吸附损失也较少。
② 缺点:使用试剂较多,易造成高的试剂空白值,操作较复杂,危险性大,不便于大量样品的处理。为此,美国分析化学家协会(AOAC)推荐一种湿消化法和干灰化法相结合的消化方法,其过程如下:
1g样品置于上釉的高形陶瓷坩埚内,500℃灰化2hr,冷却,用10滴蒸馏水湿润,然后小心加入3~4ml硝酸(1:1),100~200℃下蒸发除去多余的硝酸,将坩埚转至马福炉内,500℃灰化1hr,冷却、用100ml盐酸(1:1)溶解并定量转至50ml的容量瓶中定容。
⑶ 湿消化法的注意事项
① 消化所用试剂要纯,同时必须做空白试验,以扣除消化试剂对测定数据的影响。
② 样品中加入硫酸、硝酸后应先用文火加热,以防反应过于剧烈而产生大量泡沫,待反应平稳后方可加大火力,但整个消化过程的温度仍应严格控制,以防溶液溅出或消化不完全。
③ 消化过程中一定要保证瓶中有少量的液体,以防发生危险。在补充氧化剂时要先停止加热,并稍微放冷后,然后沿瓶壁缓缓加入,以防反应过于剧烈而造成喷溅。
㈢ 蒸馏法
蒸馏法是处理含挥发性毒物的样品的常用方法,兼有提取和纯化的双重作用。常用蒸馏法有通气蒸馏法和水蒸气蒸馏法。通气蒸馏法是使样品中的挥发性成分在一定条件下(加热或反应成气体)挥发,随通入的洁净气体(如二氧化碳、氧气或空气等)蒸馏出来,被吸收液固定下来(基本装置见粮油食品卫生检测P19)。水蒸气蒸馏法是用水蒸气代替洁净气体将有毒成分蒸馏出来,并被冷凝管冷凝进入接受器(基本装置见P21)。
蒸馏时由于有毒成分变成气体被蒸馏出来,因而需注意整个蒸馏装置的密封性,以防有毒气体逸漏,造成毒害。另外,水蒸气发生器要装一定安全管,以防蒸汽压力过高造成蒸馏装置炸裂。
三、提取液的纯化
样品经提取,被测成分进入提取液中,但提取液成分仍很复杂,常含有多种杂质,有时会干扰正常的测定。因此,必须将样品提取液经过适当处理,除去其中的杂质。这个处理过程称为纯化(Clean up)。根据样品的性质,可采用不同的纯化方法。常用的纯化方法有:
液液分配法(又称萃取法)
是利用物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同,将被测的有机污染物从抽提液转移到另一种溶剂中(即萃取剂)而与干扰物质分离,达到纯化目的的一种方法。此法操作简便、快速、回收率高,因而被广泛应用。
为了获得较好的分离效果,萃取剂的选择至关重要。萃取剂需要具备以下条件:
① 与抽提液互不相溶;
② 对被测的有机毒物(农药、真菌毒素等)有较大的溶解性;
③ 对色素、脂肪、蜡质等杂质有较小的溶解性。
一般来说,农药、真菌毒素等的极性较色素、脂肪等杂质为大,即前者在强极性溶剂中溶解度大,而后者在弱极性溶剂中溶解度大。因而通常萃取是用极性较大的氯仿、甲醇等溶剂来萃取石油醚等极性较小的抽提液,这样,极性物质被转移到萃取液中,而杂质仍在抽提液中。
用强极性的溶剂萃取虽然能达到纯化的目的,但强极性溶剂往往沸点较高,不易浓缩,因而需要进行反萃取。反萃取就是将萃取剂中的被测物质再转移到易浓缩的低沸点的弱极性有机溶剂中。反萃取的操作方法是向萃取液中加入一定量水相溶液与极性溶剂互溶,使被测物质的溶解度降低,再用低沸点弱极性溶剂进行反萃取。在水相溶液中加入少量盐类可大大提高反萃取的效率,这种现象称为盐析作用。
2、柱层析法
系利用抽提液中被测物质与干扰物质在固体吸附剂表面的吸附力不同,亦即它们在吸附剂与洗脱剂之间的分布情况不同而达到分离的目的。为了获得较好的分离效果,必须选择适当的吸附剂和洗脱剂。
常用的吸附剂有活性炭、硅胶、氧化铝等。一般而言,活性炭对色素的吸附力较强,而硅胶、氧化铝则对油脂等有较强的吸附力。吸附剂的选择,主要根据其特性,同时考虑被测物质和杂质的性质。在实际应用时,为了使色谱柱对各种杂质都有较好的吸附作用,集中吸附剂常以一定比例混合使用。吸附剂的吸附活性与其含水量有关,水分含量越高,活性越低,吸附力越弱,因此,可通过活化或减活处理调整吸附剂的活性。
洗脱剂一般为各种有机溶剂或几种有机溶剂按一定比例配成的混合溶剂,主要根据被测物质和杂质的性质选择。
2、磺化法
是利用色素、油脂等杂质能与浓硫酸反应生成强极性而易溶于水的物质,从而与不和硫酸反应的被测物质分离的一种纯化方法。
色素、脂肪中的补报和键、羟基都可与硫酸发生磺化反应。
本法操作简便,纯化效果好,回收率高,但只限于性质极为稳定的有机氯农药提取液的纯化。
操作方法:将抽提液置于分液漏斗中,加入十分之一量的硫酸,振摇,静置风层,弃去下层酸液,必要时重复一次,然后加入适量·%硫酸纳以洗去残留硫酸和其它极性杂质。
三、样品液的浓缩
经提取和纯化后的样品液,由于体积较大,其中被测成分的浓度往往较低,不适宜直接分析。所以,一般均需要浓缩。浓缩的方法主要有减压蒸馏浓缩法和直接水浴浓缩法两种。
1、减压蒸馏浓缩法 适用于遇热不稳定以及易挥发的化合物,如有机磷农药等。
2、直接水浴浓缩法 适用于被测成分遇热稳定和非挥发性化合物。