LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ

Transkript

1 LABORATOŘ ANALÝZY POTRAVIN A PŘÍRODNÍCH PRODUKTŮ Stanovení minerálních látek (metody: atomová absorpční spektrometrie, spektrofotometrie, titrace) Garant úlohy: prof. Dr. Ing. Richard Koplík

2 Požadované znalosti příprava roztoků, přepočet koncentrací způsoby rozkladu biologických vzorků před stanovením minerálních látek titrační stechiometrie, výpočet odměrného stanovení podstata argentometrického stanovení chloridů spektrofotometrie definice absorbance, Lambetův-Beerův zákon princip plamenové atomové absorpční spektrometrie Studenti si mohou příslušnou teorii prostudovat přečtením podrobné verze návodů nebo prohlédnutím prezentace přednášky o analýze minerálních látek v předmětu Analýza potravin a přírodních produktů (obojí lze vyhledat na adrese Náplň úlohy A. Stanovení chloridu sodného v pečivu (argentometrická titrace a plamenová AAS) B. Stanovení kyseliny fosforečné (resp. fosforu) v nealkoholickém nápoji (spektrofotometrie) C. Stanovení zinku (případně zinku nebo mědi nebo manganu, hořčíku nebo vápníku a sodíku) v doplňku stravy (plamenová AAS) O konkrétní náplni práce pro určitou skupinu studentů rozhoduje učitel, který volí program z možností A + B nebo B + C. Obsah str. Část A... 3 Část B... 7 Část C

3 ČÁST A STANOVENÍ CHLORIDU SODNÉHO V PEČIVU Princip Ze vzorku se připraví vodný výluh. Část výluhu se uchová pro stanovení sodíku plamenovou AAS. Ze zbývající části výluhu se odstraní bílkoviny spolusrážením pomocí CARREZOVÝCH činidel. Po deproteinaci se ve filtrátu stanoví chloridové ionty argentometrickou titrací podle MOHRA. Činidla a roztoky odměrný roztok 0,05 M AgNO 3 známého titru odměrný roztok přesně 0,05M NaCl 0,5 M roztok NaHCO 3 5%-ní roztok K 2 CrO 4 CARREZOVO činidlo I: 53 g K 4 Fe(CN) 6.3H 2 O se rozpustí v destilované vodě a doplní na 500 ml CARREZOVO činidlo II: 110 g Zn(CH 3 COO) 2.2H 2 O se rozpustí ve vodě, okyselí se 3 ml koncentrované kyseliny octové a doplní destilovanou vodou na 500 ml roztok CsCl (1,27 g CsCl se odváží do plastové lahvičky se šroubovacím uzávěrem a přidá se demineralizovaná voda do 100 g; po uzavření lahvičky se směs promíchává, dokud se látka úplně nerozpustí, roztok obsahuje 1 % Cs) Pomůcky a přístroje kónické (Erlenmeyerovy) baňky 250 ml, se zátkami nálevky kotouče filtračního papíru č. 389 titrační baňky 250 ml pipety 10 ml, 20 ml a 25 ml kádinka pro plnění byrety odměrným roztokem AgNO 3 kádinka pod byretu byreta 10 ml váhy atomový absorpční spektrofotometr Přípravné práce Příprava a standardizace odměrného roztoku cca 0,05 M AgNO 3 8,5 g AgNO 3 čistoty p.a. se rozpustí v destilované vodě, roztok se převede do 1000 ml odměrné baňky, baňka se doplní destilovanou vodou po značku a se její obsah promíchá. Roztok se uchovává v láhvi z tmavého skla. 3

4 Pro stanovení přesné koncentrace AgNO 3 se odměrným roztokem titruje definované množství primárního standardu NaCl: do titrační baňky se odpipetuje 5,00 ml přesně 0,05M NaCl + cca 80 ml dest. vody + 1 ml 5% roztoku K 2 CrO 4. Směs se titruje odměrným roztokem AgNO 3 do vzniku trvalého světle oranžového zbarvení. Titrace se provede třikrát: průměrná spotřeba V Ag. Výpočet: c AgNO3 = 0,05. 5 / V Ag [mol/l] Pracovní postup Příprava primárního extraktu Do kónické baňky odvážit přesně asi 2 g vzorku nakrájeného předem na kostky ml dest. vody, protřepávat 3 min, převést směs do kádinky, scedit (French press), kapalný podíl zfiltrovat přes filtr 389 do 250 ml odměrné baňky, původní kónickou baňku vypláchnout třikrát 40 ml dest. vody, výplachovou vodu nechat protéci přes filtr, doplnit odměrnou baňku po značku (250 ml) dest. vodou, promíchat, pipetou odebrat přesně 25 ml primárního extraktu a přenést do suché čisté plastové lahvičky se šroubovacím uzávěrem (podíl určený pro stanovení Na). Deproteinace primárního extraktu Do 250 ml odměrné baňky obsahující 225 ml prim. extraktu přidat 2 ml CARREZOVA činidla I + 2 ml CARREZOVA činidla II, promíchat krouživým pohybem baňky, po 10 minutách suspenzi doplnit znovu po značku (250 ml) dest. vodou, promíchat, zfiltrovat (filtr 389) do suché kónické baňky. (Filtrát se použije jako vzorek pro titrační argentometrické stanovení chloridových iontů.) Titrační stanovení chloridů Do titrační baňky odpipetovat 75 ml (= 3 25 ml) filtrátu + 1 ml 0,5M roztoku NaHCO 3 (ph 7-9, případně zkontrolovat indikátorovým papírkem) + 1 ml 5% roztoku K 2 CrO 4 titrovat 0,05M roztokem AgNO 3 známé koncentrace do trvalého oranžově-žlutého zbarvení, titraci provést třikrát, průměrná spotřeba V(AgNO 3 ). Stanovení sodíku Primární extrakt se před analýzou metodou AAS pětkrát až dvacetkrát ředí, přičemž se přidává deionizační činidlo CsCl (výsledná koncentrace Cs 2 mg/ml) a kyselina chlorovodíková (výsledná koncentrace 0,1M). 4

5 Zředěné vzorky se připravují do 10 ml odměrných baněk podle schématu v tabulce: Zřeďovací poměr 5 Zřeďovací poměr 10 Zřeďovací poměr 20 Roztok vzorku 2 ml 1 ml 0,5 ml Roztok CsCl (1 % Cs) 2 ml 2 ml 2 ml 1M roztok HCl 1 ml 1 ml 1 ml Dest. voda do 10 ml do 10 ml do 10 ml Před stanovením sodíku plamenovou AAS se otevře metoda pro měření sodíku (čímž se přístroj nastaví na příslušné optické parametry viz tabulka dále), do pracovní polohy se nastaví sodíko-draslíková lampa a seřídí se na maximální energii. Hořák se otočí do kolmého směru. Otevře se soubor pro ukládání dat a soubor definující sekvenci měření (kalibrace, vzorky). Postup práce s AAS zapálení plamene start měření nastavení nulové absorbance při nasávání kalibračního blanku kalibrace postupným měřením při nasávání kalibračních roztoků (5, 10 a 20 μg/ml Na) propláchnutí zmlžovače dest. vodou analýza při nasávání jednotlivých vzorků, případně slepých vzorků propláchnutí zmlžovače asi 30s nasáváním dest. vody zhasnutí plamene zaznamenání výsledků (absorbance a koncentrace Na v μg/ml) Instrumentální podmínky AAS při stanovení Na Žhavicí proud lampy 10 ma Vlnová délka 589,0 nm Šířka spektrálního intervalu 0,5 nm Korekce pozadí ne Vyhodnocení signálu integrace Integrační doba 3 s Počet replik 3 Časová konstanta 0,2 s Druh kalibrace Concentration least square (nelineární metoda nejmenších čtverců) Koncentrace kalibračních roztoků 5,0; 10,0; 20,0 g/ml Výška pozorování 10 mm Průtok vzduchu 10 l/min Průtok acetylenu 1,6-1,9 l/min 5

6 Výpočet výsledku a jeho zhodnocení Celkové látkové množství chloridových iontů ve vzorku se vypočte takto: n(cl - ) = (V 1 /V 2 ). (V 3 /V 4 ). c(agno 3 ). V(AgNO 3 ) mmol V 1 je objem primárního extraktu (=250 ml) V 2 je zbytkový objem primárního extraktu po oddělení dávky pro stanovení sodíku (=225 ml) V 3 je objem zředěného deproteinovaného extraktu (=V 1 = 250 ml) V 4 je alikvotní objem deproteinovaného extraktu pipetovaný k titraci (=75 ml). V(AgNO 3 ) je průměrná spotřeba odměrného roztoku ml a c(agno 3 ) je jeho koncentrace mol/l. Hmotnost chloridů ve vzorku je m(cl - ) = n(cl - ). M(Cl) mg M(Cl) je molární hmotnost chloru (= 35,453 g/mol). Látkový obsah chloridových iontů ve vzorku je x(cl - ) = n(cl - ) / m v mmol/g m v je navážka vzorku pečiva v gramech. Látkový obsah sodíku je x(na) = f z. (Na). V 1 / (M(Na). m v ) mmol/g f z je zřeďovací poměr při ředění primárního extraktu před stanovením sodíku (obvykle f z = 10) (Na) je hmotnostní koncentrace sodíku ve zředěném primárním extraktu stanovená metodou AAS mg/l V 1 je objem primárního extraktu dosazený v litrech (=0,25 l) M(Na) je molární hmotnost sodíku (=22,9898 g/mol) a m v je navážka vzorku pečiva v gramech. Zaokrouhlené hodnoty látkových obsahů chloridových iontů a sodíku se porovnají. Menší z obou hodnot je totožná s látkovým obsahem chloridu sodného. Z látkového obsahu chloridu sodného x(nacl) se pak vypočte procentní obsah chloridu sodného: p(nacl) = x(nacl). M(NaCl) /10 % M(NaCl) je molární hmotnost chloridu sodného (=58,443 g/mol). Výsledek zaokrouhlete na tři platné číslice a zhodnoťte ho ve vztahu k ustanovení Nařízení ES 1924/2006, které připouští označit potravinu za potravinu s nízkým obsahem sodíku/soli v případě, je-li obsah sodíku maximálně 0,12 % (resp. obsah soli maximálně 0,305 %). Dále rozhodněte, zda analyzovaný výrobek musí mít na obalu vyznačen obsah soli. Vyhláška 113/2005 Sb. tuto povinnost předepisuje u výrobků s obsahem soli nad 2,5 % s výjimkou dehydrovaných výrobků, ochucovadel, omáček a dresinků. 6

7 ČÁST B STANOVENÍ KYSELINY FOSFOREČNÉ (RESP. FOSFORU) V NEALKOHOLICKÉM NÁPOJI Princip Kyselina fosforečná poskytuje reakcí s molybdenanovými ionty v silně kyselém prostředí kyselinu molybdátofosforečnou H 3 [P(Mo 3 O 10 ) 4 ], jejíž redukcí vzniká barevná látka tzv. molybdenová modř (směs heteropolykyselin fosforu a pětimocného a šestimocného molybdenu). Absorbance roztoku molybdenové modři je úměrná koncentraci fosforu. Použitelnost Dále uvedený velmi jednoduchý postup analýzy lze použít pouze pro stanovení fosforu (fosforečnanu, kyseliny fosforečné) ve vodě nebo v nápojích, ve kterých je kyselina fosforečná použita jako okyselující látka (obvykle nápoje kolového typu). Pokud má být tato metoda použita pro stanovení fosforu ve vzorcích s organickou matricí (potraviny, biologické materiály), musí být vzorek nejprve zmineralizován (např. záhřevem se směsí HNO 3 +H 2 SO 4 +H 2 O 2 nebo HNO 3 +H 2 SO 4 +HClO 4 ). Mineralizace obvykle trvá několik desítek hodin. Pomůcky a přístroje 6 odměrná baňka 50 ml (z toho 4 ks pro přípravu kalibračních roztoků) pipeta 1-5 ml + špičky odměrný válec 25 ml nebo 50 ml spektrofotometr a rektangulární skleněné kyvety 1 cm Chemikálie, činidla a roztoky kyselina sírová 96 %, p.a. dihydrogenfosforečnan amonný, p.a. molybdenan amonný, tetrahydrát, p.a. síran železnato-amonný, hexahydrát (Mohrova sůl), p.a. zásobní roztok fosforečnanu c = 100 mmol/l (0,5752 g NH 4 H 2 PO 4 se rozpustí v kádince asi ve 20 ml vody, roztok se kvantitativně převede do 50 ml odměrné baňky, okyselí se 1 ml konc. H 2 SO 4 a doplní se vodou po značku). pracovní roztok fosforečnanu c = 1 mmol/l (do 100 ml odměrné baňky se odpipetuje 1,00 ml zásobního roztoku o koncentraci 100 mmol/l a doplní se vodou po značku). 5,4 M (tj. 30 % v/v) roztok kyseliny sírové (do 600 ml kádinky s 250 ml vody se za stálého míchání přidá po malých dávkách celkem 150 ml konc. H 2 SO 4, směs se průběžně ochlazuje ve vodní lázni, po vychladnutí se roztok převede do 500 ml odměrné baňky a opatrně se doplní vodou po značku a po dalším vychladnutí se doplní po značku). 7

8 7 % roztok molybdenanu amonného (do plastové láhve se odváží 35 g (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24.4H 2 O a 465 ml vody, směs se zamíchá a nechá se rozpouštět přes noc; rozpouštění lze urychlit sonikací). 14 % roztok síranu železnato-amonného (do plastové láhve se odváží 35 g (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2.6H 2 O a 215 ml vody; směs se okyselí přídavkem 1 ml konc. H 2 SO 4, výsledný roztok má světle zelenomodrou barvu; činidlo je stálé asi 1 týden). Pracovní postup Příprava kalibrační řady Připraví se kalibrační roztoky molybdenové modři odpovídající koncentracím fosforu 0; 20; 40 a 80 μmol/l. Do řady čtyř 50ml odměrných baněk se postupně (na pořadí záleží) dávkují roztoky a voda podle tabulky. Po přídavku každého činidla se obsah každé baňky opatrně promíchá krouživým pohybem baňky. Označení baňky ml 1mM roztoku NH 4 H 2 PO 4 (pipetou) 0 1,0 2,0 4,0 ml destilované vody (válcem) cca 25 cca 24 cca 23 cca 21 ml 5,4M roztoku H 2 SO 4 (pipetou) 5,0 5,0 5,0 5,0 ml roztoku molybdenanu amonného (pipetou) 5,0 5,0 5,0 5,0 ml roztoku síranu železnato-amonného (pipetou) 5,0 5,0 5,0 5,0 destilovaná voda doplnit po značku (50 ml) Odměrné baňky se uzavřou a obsah se promíchá. Příprava vzorku a slepého vzorku Vzorek: limonáda kolového typu (Coca-Cola, Pepsi apod.) do plastové lahvičky se odlije asi 50 ml nápoje a opatrným třepáním se vypudí oxid uhličitý, do dvou 50 ml odměrných baněk pro vzorek a slepý vzorek se odváží po 0,4 g vzorku a dále se dávkuje destilovaná voda (válcem) a roztoky činidel (pipetou) podle tabulky: Vzorek Slepý vzorek (blank) ml destilované vody ml 5,4M roztoku H 2 SO ml roztoku molybdenanu 5 0 ml roztoku síranu železnato-amonného 5 0 dest. voda doplnit po značku (50 ml) po přídavku každého činidla se směs opatrně promíchá krouživým pohybem baňky; po doplnění dest. vodou po značku se obsahy baněk promíchají. 8

9 Spektrofotometrické měření Měří se absorbance při 700 nm v 1 cm kyvetách, v počítači se otevře metoda fosfát_700, nastaví se nulová absorbance při průchodu paprsku kyvetou s dest. vodou postupně se měří absorbance kalibračních roztoků 0; 20; 40 a 80 μmol/l; software přístroje sestrojí kalibrační přímku a vypočte regresní rovnici kalibrace ve tvaru A = a + b. c. Studenti si zapíší naměřená kalibrační data a rovnici přímky. Změří se vzorek a slepý vzorek software přístroje určí z naměřených absorbancí vzorků jejich koncentrace vyjádřené v μmol/l, studenti si zaznamenají naměřené absorbance. Protože absorbance slepého vzorku (blanku), která je způsobená vlastním zbarvením zředěné limonády, bývá menší než absorbance nulového roztoku, software přiřadí změřené absorbanci zápornou koncentraci (nesmysl). Je tedy třeba určit korigovanou koncentraci z rozdílu absorbancí A vzorek -A blank vydělením rozdílu směrnicí kalibrační přímky. Výpočet a vyhodnocení výsledku Obsah analytu se vyjádří buď jako hmotnostní zlomek kyseliny fosforečné (H 3 PO 4 ), fosforečnanu (PO 4 3- ), nebo fosforu (P) v mg/kg a vypočítá se pro každý vzorek ze vztahu w = 0,05. c kor. M / m v [mg/kg] c kor je korigovaná koncentrace fosforečnanových iontů ve vzorku určená z rozdílu absorbancí (vzorek- slepý pokus vlastního zbarvení) mol/l M je molární hmotnost příslušného analytu (M(H 3 PO 4 ) = 97,995, M(PO 4 3- ) = 94,971 a M(P) = 30,974 g/mol) m v je navážka vzorku g. Výsledek se zaokrouhlí na tři platné číslice. Výsledek se porovná s přípustným množstvím. Nejvyšší přípustné množství kyseliny fosforečné (přídatná látka E 338) v ochucených nealkoholických nápojích stanovené Vyhláškou Ministerstva zdravotnictví č. 4/2008 je 700 mg/kg (vyjádřeno jako P 2 O 5 ). Obsah kyseliny fosforečné se přepočte na obsah oxidu fosforečného násobením faktorem 0,7242 (=molární hmotnost P 2 O 5 / dvojnásobek molární hmotnosti H 3 PO 4 ). 9

10 ČÁST C STANOVENÍ ZINKU (PŘÍPADNĚ MĚDI NEBO MANGANU, HOŘČÍKU, VÁPNÍKU A SODÍKU) V DOPLŇCÍCH STRAVY Princip stanovení Po převedení vzorku (tablety nebo kapsle doplňku stravy) do roztoku mikrovlnnou tlakovou mineralizací kyselinou dusičnou se v patřičně zředěných roztocích stanoví jednotlivé prvky atomovou absorpční spektrometrií v plameni acetylén-vzduch. Pro stanovení sodíku se k měřeným vzorkům přidává deionizační činidlo (CsCl). Pro stanovení hořčíku a vápníku se přidává uvolňovací a deionizační činidlo (LaCl 3 + CsCl). Pomůcky a přístroje teflonové rozkladné nádobky s víčky tlakový mikrovlnný mineralizátor Ertec magnum 50ml, 25ml a 10ml odměrné baňky pipety atomový absorpční spektrofotometr Avanta P Chemikálie, standardy, roztoky a činidla kyselina dusičná, 65 %, stupeň čistoty p.a. nebo Suprapur chlorid cesný, p.a. základní roztoky jednotlivých prvků (Na, K, Mg, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn) o koncentraci 1000 mg/l ve zředěné (0,5M) kyselině dusičné (Merck) směsný roztok Na+K 500 mg/l směsný roztok Mg+Ca 100 mg/l směsný roztok Mn+Fe+Cu+Zn 100 mg/l roztok CsCl (1 % Cs) Schinkelův roztok (roztok LaCl mg/ml La + CsCl 10 mg/ml) (dodavatel Merck) 1M roztok HNO 3 Pracovní postupy Příprava vzorku k analýze Doplňky stravy ve formě kapslí: 1 kapsle o hmotnosti max. 0,6 g se rozloží mikrovlnnou mineralizací: kapsle v rozkladné nádobce + 3 ml HNO 3 (podrobnosti viz dále) Doplňky stravy ve formě šumivých tablet: tableta se zváží, hmotnost se zaznamená, tableta se uvnitř plastového sáčku rozlomí na čtyři až šest kusů a část tablety (asi jedna pětina) se odváží do prázdné a suché rozkladné nádobky + několik ml H 2 O ze střičky, vyčkat 5-10 min (únik CO 2 ) + 3 ml HNO 3. 10

11 Následuje mikrovlnný rozklad (PRÁCE V DIGESTOŘI): rozkladná nádobka se vzorkem a kyselinou se uzavře víčkem mineralizační jednotka se zapne nádobka se vloží do ocelového pouzdra rozkladné jednotky, na víčko se umístí titanová membrána a pouzdro se uzavře nasazením horní ocelové části ( hlavy ), otočením bajonetového uzávěru a utahováním horní matice pomocí klíče až do okamžiku, kdy se ozve zvukový signál zkontroluje se rozkladný program (viz tabulka). Program mikrovlnného tlakového rozkladu Krok Doba Výkon Tlakový limit horní/ spodní Teplotní limit horní/spodní 1 2 min 50 % (175 W) 2,0 / 1,7 MPa* 150 / 145 C 2 2 min 60 % (210 W) 3,0 / 2,7 MPa 200 / 195 C 3 2 min 70 % (245 W) 4,0 / 3,7 MPa 250 / 245 C 4 4 min 80 % (280 W) 4,5 / 4,2 MPa 250 / 245 C Chlazení 10 min * přístroj udává tlak v barech (1 bar = 0,1 MPa) Otevře se přívod chladící vody a zkontroluje se její výtok přes vodní vývěvu do odpadu, start po skončení programu (10 min rozkladu + 10 min chlazení) se pouzdro tlakové nádobky opatrně otevře, odstraní se titanová membrána, na několik sekund se nadzdvihne teflonové víčko nádobky a nádobka se odloží do stojanu, přívod chladící vody se uzavře, obsah nádobky se kvantitativně převede do 50 ml odměrné baňky (použitím nálevky) a roztok se doplní dest. vodou po značku; obsah baňky se promíchá. Stanovení zinku (případně manganu nebo mědi) Pro stanovení zinku se roztok připravený mikrovlnným rozkladem vzorku ředí padesátkrát při analýze zlomků šumivé tablety (1,0 ml roztoku + 1 ml konc. HNO 3 do 50ml odměrné baňky, doplnit dest. vodou po značku) nebo čtyřistakrát při analýze celé kapsle (0,25 ml roztoku + 2 ml HNO 3 do 100ml odměrné baňky, doplnit dest. vodou po značku). Pro stanovení mědi nebo manganu se roztok připravený mikrovlnným rozkladem vzorku ředí pětkrát (2,0 ml roztoku + 1 ml 1M HNO 3 do 10 ml odměrné baňky, doplnit dest. vodou po značku). Slepý vzorek rozkladu se analyzuje v neředěném stavu. Před stanovením zinku (mědi, manganu) plamenovou AAS se otevře metoda pro měření příslušného prvku (čímž se přístroj nastaví na příslušné optické parametry viz tabulka dále), do pracovní polohy se nastaví příslušná lampa (zinková, měděná, manganová) a seřídí se na maximální energii. Hořák se otočí do polohy rovnoběžné s optickou osou a zkontroluje se dráha paprsku nad štěrbinou hořáku. Vytvoří se nový soubor pro ukládání dat a otevře se soubor definující sekvenci měření (kalibrace, vzorky). 11

12 Příprava kalibračních roztoků pro stanovení Zn (Mn, Cu) Kalibrační roztoky se připravují do 100 ml odměrných baněk podle schématu v tabulce. Označení baňky 0 0,2 0,5 1,0 2,0 ml směsného roztoku Mn, Fe, Cu, Zn 100 mg/l 0 0,2 0,5 1,0 2,0 (pipetou) ml konc. HNO 3 (dávkovačem) destilovaná voda doplnit po značku (100 ml) výsledná koncentrace (μg/ml) 0 0,2 0,5 1,0 2,0 Postup práce s AAS zapálení plamene start měření nastavení nulové absorbance při nasávání kalibračního blanku kalibrace postupným měřením při nasávání kalibračních roztoků (0,2; 0,5 a 1,0 μg/ml při stanovení Zn, 0,2; 0,5; 1,0 a 2,0 μg/ml při stanovení Cu a Mn) propláchnutí zmlžovače dest. vodou analýza při nasávání jednotlivých vzorků, případně slepých vzorků propláchnutí zmlžovače asi 30s nasáváním dest. vody zhasnutí plamene zaznamenání výsledků (absorbance a koncentrace analytu v μg/ml) Doporučené instrumentální podmínky AAS při stanovení Zn, Cu a Mn Zn Cu Mn Žhavicí proud lampy 3 ma 3 nebo 4 ma 5 ma Vlnová délka 213,9 nm 324,7 nm 279,5 nm Šířka spektrálního intervalu 0,5 nm 0,5 nm 0,2 nm Korekce pozadí ano ano ano Vyhodnocení signálu integrace integrace integrace Integrační doba 3 s 3 s 3 s Počet replik Časová konstanta 0,2 s 0,2 s 0,2 s Druh kalibrace Concentration least square (nelineární metoda nejmenších čtverců) Výška pozorování 3-4 mm 3-5 mm 9 mm Průtok vzduchu 10 l/min 10 l/min 10 l/min Průtok acetylenu 1,0-1,2 l/min 1,0-1,2 l/min 1,9 l/min 12

13 Stanovení hořčíku a vápníku Tyto prvky stanovujeme pouze v doplňcích stravy ve formě šumivých tablet. Roztok připravený mikrovlnným rozkladem vzorku se ředí celkem dvěstěpadesátkrát; tohoto zředění je dosaženo dvoustupňově první stupeň ředění (padesátkrát) viz výše (postup při stanovení Zn) (1,0 ml roztoku + 1 ml konc. HNO 3 do 50ml odměrné baňky, doplnit dest. vodou po značku) druhý stupeň ředění (pětkrát) viz tabulka Slepý vzorek rozkladu se ředí dvakrát viz tabulka. Příprava roztoků pro stanovení Mg a Ca Roztoky se připravují do 10 ml odměrných baněk podle schématu v tabulce. Vzorek Slepý vzorek (blank) ml 50krát zředěného roztoku vzorku 2 0 ml slepého vzorku 0 5 ml Schinkelova roztoku (LaCl 3 + CsCl) 0,5 0,5 ml 1M HNO dest. voda doplnit po značku (10 ml) Příprava kalibračních roztoků pro stanovení Mg a Ca Kalibrační roztoky se připravují do 50 ml a 100 ml odměrných baněk podle schématu v tabulce. Označení baňky Objem baňky (ml) ml Schinkelova roztoku 5 2,5 2,5 2,5 2,5 ml směsného roztoku Mg+Ca 100 mg/l (pipetou) 0 0,5 1,0 2,5 5,0 ml konc. HNO 3 (dávkovačem) 3 1,5 1,5 1,5 1,5 destilovaná voda doplnit po značku výsledná koncentrace (μg/ml) 0 1,0 2,0 5,0 10,0 Příprava AAS k měření Před stanovením hořčíku a vápníku plamenovou AAS se otevře metoda pro měření příslušného prvku (čímž se přístroj nastaví na příslušné optické parametry viz tabulka dále), do pracovní polohy se nastaví hořčíko-vápníková lampa a seřídí se na maximální energii. Pro stanovení vápníku se hořák otočí do polohy rovnoběžné s optickou osou a zkontroluje se dráha paprsku nad štěrbinou hořáku. Pro stanovení hořčíku se hořák otočí do kolmého směru. Vytvoří se nový soubor pro ukládání dat a otevře se soubor definující sekvenci měření (kalibrace, vzorky). 13

14 Postup práce s AAS zapálení plamene start měření nastavení nulové absorbance při nasávání kalibračního blanku kalibrace postupným měřením při nasávání kalibračních roztoků (1,0; 2,0 a 5,0 μg/ml při stanovení Ca, 1,0; 2,0; 5,0 a 10,0 μg/ml při stanovení Mg) propláchnutí zmlžovače dest. vodou analýza při nasávání jednotlivých vzorků, případně slepých vzorků propláchnutí zmlžovače asi 30s nasáváním dest. vody zhasnutí plamene zaznamenání výsledků (absorbance a koncentrace analytu v μg/ml) Doporučené instrumentální podmínky AAS při stanovení Mg a Ca Mg Ca Žhavicí proud lampy 5 ma 5 ma Vlnová délka 285,2 nm 422,7 nm Šířka spektrálního intervalu 0,5 nm 0,5 nm Korekce pozadí ano ne Vyhodnocení signálu integrace integrace Integrační doba 3 s 3 s Počet replik 3 3 Časová konstanta 0,2 s 0,2 s Druh kalibrace Concentration least square (nelineární metoda nejmenších čtverců) Výška pozorování 10 mm 4-10 mm Průtok vzduchu 10,5 l/min 10 l/min Průtok acetylenu 1,7-1,8 l/min 1,9-2,0 l/min 14

15 Stanovení sodíku Sodík stanovujeme pouze v doplňcích stravy ve formě šumivých tablet (obsah NaHCO 3 ). Roztok připravený mikrovlnným rozkladem vzorku se ředí stokrát viz tabulka Slepý vzorek rozkladu se ředí dvakrát viz tabulka. Příprava roztoků pro stanovení Na Roztoky se připravují do 10 ml odměrných baněk podle schématu v tabulce. Vzorek Slepý vzorek (blank) ml roztoku vzorku 0,1 0 ml slepého vzorku 0 5 ml roztoku CsCl 2 2 ml 1M HNO dest. voda doplnit po značku (10 ml) Příprava kalibračních roztoků pro stanovení Na Kalibrační roztoky se připravují do 50 ml a 100 ml odměrných baněk podle schématu v tabulce. Označení baňky Objem baňky (ml) ml roztoku CsCl ml směsného roztoku Na+K 500 mg/l (pipetou) 0 0,5 1,0 2,0 ml konc. HNO 3 (dávkovačem) 3 1,5 1,5 1,5 destilovaná voda doplnit po značku výsledná koncentrace (μg/ml) 0 5,0 10,0 20,0 Příprava AAS k měření Před stanovením sodíku se otevře metoda pro měření sodíku (čímž se přístroj nastaví na příslušné optické parametry viz tabulka dále), do pracovní polohy se nastaví sodíkodraslíková lampa a seřídí se na maximální energii. Hořák se otočí do kolmého směru. Otevře se soubor pro ukládání dat a soubor definující sekvenci měření (kalibrace, vzorky). Postup práce s AAS zapálení plamene start měření nastavení nulové absorbance při nasávání kalibračního blanku kalibrace postupným měřením při nasávání kalibračních roztoků propláchnutí zmlžovače dest. vodou analýza při nasávání jednotlivých vzorků, případně slepých vzorků propláchnutí zmlžovače asi 30s nasáváním dest. vody zhasnutí plamene zaznamenání výsledků (absorbance a koncentrace analytu v μg/ml) 15

16 Instrumentální podmínky AAS při stanovení Na Žhavicí proud lampy 10 ma Vlnová délka 589,0 nm Šířka spektrálního intervalu 0,5 nm Korekce pozadí ne Vyhodnocení signálu integrace Integrační doba 3 s Počet replik 3 Časová konstanta 0,2 s Druh kalibrace Concentration least square Výška pozorování 10 mm Průtok vzduchu 10 l/min Průtok acetylenu 1,7-1,9 l/min Výpočet a vyhodnocení výsledku Při analýze celé kapsle se obsah zinku vyjadřuje jako hmotnost zinku v jedné kapsli m Zn = V. (f. ρ ρ b ) [mg] V je objem odměrné baňky, do níž byl převeden mineralizát vzorku, vyjádřený v litrech (=0,05) ρ je stanovená hmotnostní koncentrace zinku ve zředěném roztoku vzorku [μg/ml] f je zřeďovací poměr při ředění roztoku vzorku (při stanovení Zn je f z = 400) ρ b je stanovená hmotnostní koncentrace zinku ve slepém vzorku (blank rozkladu) [μg/ml] Výsledek analýzy se porovná s deklarovanou hmotností zinku uvedenou na obalu výrobku. Při analýze šumivé tablety se nejprve pro každý stanovený prvek M (symbolizuje Zn, Cu, Mn, Mg, Ca nebo Na) vypočítá hmotnostní zlomek v mg/kg podle vzorce w M = V. (f 1. ρ M f 2. ρ Mb )/m v [mg/kg] V je objem odměrné baňky, do níž byl převeden mineralizát vzorku, vyjádřený v ml (=50) ρ M a ρ Mb jsou změřené hmotnostní koncentrace příslušného prvku ve zředěném vzorku a v (případně zředěném) slepém vzorku vyjádřené v μg/ml f 1 a f 2 jsou zřeďovací poměry při ředění vzorku a při ředění slepého vzorku (pro Zn f 1 =50 a f 2 =1, pro Cu a Mn f 1 = 5 a f 2 =1, pro Mg a Ca f 1 =250 a f 2 =2 a pro Na f 1 = 100 a f 2 = 2) m v je navážka vzorku, tj. hmotnost zlomku tablety [g]. Pak se vypočítá hmotnost prvku v jedné tabletě: m M = w M. m T.10-3 [mg] m T je hmotnost tablety [g]. Výsledky pro jednotlivé prvky se porovnají s deklarovanými hmotnostmi na obalu výrobku. Obsahy sledovaných mikronutrientů (Zn, případně Cu, Mn, Mg, Ca) v tabletě se porovnají s obsahem sodíku, který spotřebitel požije současně s dávkou mikronutrientu. 16