牛乳中钙等种微量元素的测定Word格式.docx

1、黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（二）专业班级指导教师指导教师成绩指导教师签字：黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（三）阅评阅教师成绩评阅教师签字：黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）任务书毕业论文（设计）的立题依据主要内容和要求进度安排学生签字：年 月 日本表一式三份，学生本人、指导教师、学部各一份。摘 要钙是构成人体骨骼和牙齿的主要成分，并能维持骨骼密度。微量元素在人体内的含量虽少，但它在维持生理机能、预防疾病等方面具有非常重要的作用。人体内微量元素来源主要是食物、水和空气。人体内各种无机元素的缺乏或过多，都会导致人体生理机能的失调和紊乱，甚至导致各种疾病。牛奶和乳制品是微量

2、元素含量比较丰富的食品。本文采用火焰原子吸收光谱法对市售的各种纯牛奶、高钙奶、酸奶和含乳饮料共计22种奶样品的钙、铁、锌、铜和锰元素的含量分别进行了检测和比较分析。检测结果分析表明：火焰原子吸收光谱法能准确测定乳品中钙、铁、锌、铜、锰的含量，该测定方法简单易行，方便快捷。乳和乳制品中含有多种无机营养元素，经检测高钙奶的钙含量最高可达到普通纯牛奶的钙含量的1.5倍，可作为非常好的钙供给来源。而市售含锌营养强化乳的含锌量也是各乳品中含锌量最高的，为人体提供一定量的锌。关键词：乳制品；钙；微量元素；火焰原子吸收光谱法 Calcium milk in the determination of five

3、 kinds of trace elementsAbstractCalcium is the main component of human bones and teeth, which can maintain bone density. Although trace element content in the human body is less, but it plays an important role in the maintenance of physiological function, disease prevention, etc. The main sources of

4、 trace elements in the human body are food, water and air. The lack or excess of various inorganic elements in the human body will cause an imbalance and disorder in human physiology, and even lead to various diseases. Milk and dairy products are rich in inorganic elements. In this paper, the calciu

5、m, iron, zinc, copper and manganese content in a total of 22 samples of pure milk, high calcium milk, yogurt and milk drinks which are commercially available, respectively, were tested, compared and analyzed by using the flame Atomic Absorption Spectrometry.The analysis shows that the flame Atomic A

6、bsorption Spectrometry can accurately determine the content of calcium, iron, zinc, copper, manganese of the dairy products and the method is simple, convenient and quick. Milk and dairy products contain 1.5 times as much a variety of inorganic nutrients as the general pure milk .It can be a very go

7、od source of calcium supply. The zinc fortified milk dairies in the zinc market also contain the highest amount of zinc for the body to provide a certain amount of zinc.Keywords：Dairy products; calcium; trace elements; Flame Atomic Absorption Spectrometry目录摘要Abstract第1章 绪 论 11.1 乳和乳制品 11.1.1 乳的定义 11

8、.1.2 乳的营养价值和分类 11.1.3 乳和乳制品的发展 21.2 液态奶定义和分类 21.2.1 液态奶的定义 21.2.2 液态奶分类 31.3 钙和微量元素概述 41.3.1 钙的功能和性质 41.3.2 其他微量元素 51.4 原子吸收光谱法原理和应用 71.4.1 原子吸收光谱法检测原理 71.4.2 原子吸收光谱法在食品检测中的应用 91.5 研究目的和意义 10第2章 材料与方法 112.1 实验材料 112.1.1 实验样品 112.1.2 实验试剂 122.2 仪器与设备 122.3 试验方法 132.3.1 试样测定 13第3章 结果分析 163.1 各种乳制品检测结果

9、 163.1.1 绘制标准曲线：钙的标准曲线为例 163.1.2 纯牛奶中钙和其他微量元素含量分析 163.1.3 高钙奶中钙和其他微量元素含量分析 173.1.4 酸牛奶中钙和其他微量元素含量 173.1.5 营养强化乳中钙和其他微量元素含量 183.1.6 乳饮料中钙和其他微量元素含量 183.2 结果讨论 193.2.1各种液态乳中微量元素的比较分析 193.2.2提出的发展建议 21结 论 23参考文献 24致 谢 25第1章 绪 论1.1 乳和乳制品1.1.1 乳的定义乳：哺乳动物分娩后乳腺分泌的一种白色或微黄色的不透明液体。它含有幼畜生长发育所需的全部营养成分，是哺乳动物出生后最适

10、于消化吸收的全价食物1。乳制品：以乳为主要原料经加热、干燥、冷冻、发酵等工艺，加工制成的固体或液体食品2。1.1.2 乳的营养价值和分类1.1.2.1 乳的成分和营养价值乳类的水分含量为86%90%，因此它的营养素含量与其他食物比较相对较低。蛋白质：乳中的蛋白质含量比较恒定，约在3.0%左右，含氮物的5%为非蛋白氮。传统上将牛乳蛋白质划分为酪蛋白和乳清蛋白两类。酪蛋白约占牛乳蛋白质的80%，乳清蛋白约占总蛋白质的20%。牛乳蛋白质为优质蛋白质，生物价为85，容易被人体消化吸收。脂类：牛乳含脂肪2.8%4.0%。乳中磷脂含量约为2050mg/100ml，胆固醇含量约为13mg/100ml。乳脂肪

11、主要以脂肪球的形式存在，其直径在110m之间。脂肪球表面有一层脂蛋白膜，可防止脂肪球发生凝聚，也阻碍了脂酶对乳脂肪的水解。这层蛋白膜来自分泌细胞的细胞质和细胞质膜，主要成分为磷脂和糖蛋白。碳水化合物：乳类碳水化合物含量为3.4%7.4%，碳水化合物的主要形式为乳糖。乳糖可促进钙等矿物质的吸收。矿物质：乳中的矿物质主要包括钠、钾、钙、镁、氯、磷、硫、铜、铁等大部分与有机酸结合形成盐类，少部分与蛋白质结合或吸附在脂肪球膜上。特别是钙含量丰富，质量好。并且乳中的钙具有较高的生物利用率，为膳食中最好的天然钙来源。维生素：乳中含有几乎所有种类的维生素，包括维生素A、维生素D、维生素E、维生素K、各种B族

12、维生素和微量的维生素C。只是这些维生素的含量差异较大。总的来说，牛奶是B族维生素的良好来源，特别是维生素B2。牛奶中还包括其他成分如酶类、有机酸和其他生理活性物质。1.1.2.2 乳制品的分类：液态乳类：主要包括有杀菌乳GB5408.1；灭菌乳GB5408.2；酸牛乳GB2746、配方乳等。乳粉类：主要包括有全脂乳粉、脱脂乳粉、全脂加糖乳粉和调味乳粉GB5410；婴幼儿乳粉GB10765、GB10766、GB10767；其他配方乳粉。炼乳类：主要包括有全脂无糖炼乳（淡炼乳）；全脂加糖炼乳GB5417；调味炼乳；配方炼乳等。乳脂肪类：主要包括有稀奶油GB5414；奶油GB5415；无水奶油等。干

13、酪类：主要包括有原干酪；再制干酪等。乳冰淇淋类：主要包括有乳冰淇淋；乳冰等。其他乳制品类。主要包括有干酪素GB5424；乳糖GB5422；乳清粉浓缩乳清蛋白等。1.1.3 乳和乳制品的发展中国乳业起步晚，起点低，但发展迅速。据统计1979前我国乳品生产量很小，从1989开始到2003年，牛乳的产量逐年增加，尤其是从2000年开始大幅度增加，到了2003年产量近1750万吨，比1989增加4倍左右3，中国乳制品产量和总产值在最近10年内增长了10倍以上，已逐渐吸引了世界的眼光，但同时，中国人均奶消费量与发达国家相比，甚至与世界平均水平相比，差距都还十分悬殊。令人鼓舞的是，近两年政府出台了一系列有

14、利于乳业持续快速发展的政策，中国乳业正面临增长方式的转变，以市场化、法制化、规范化的不破坏资源生态的生产方式，从源头抓起，从整个乳业产业连抓起，以现代的营销观念，迎接新一轮高品质发展周期的到来。随着中国乳业的迅速发展，产品结构发生很大的变化，已成为技术装备先进、产品品种较为齐全、初具规模的现代化食品制造业，随着中国人民生活水平的逐渐提高，乳制品消费市场会不断扩大并趋于成熟，中国将成为世界上乳制品消费最大潜在市场。1.2 液态奶定义和分类1.2.1 液态奶的定义液态奶：是由健康奶牛所产的鲜乳汁，经有效的加热杀菌处理后，分装出售的饮用牛乳。1.2.2 液态奶分类1.2.2.1 按成品组成成分可分为

15、：全脂牛乳：含乳脂肪在3%以上。强化牛乳：添加多种维生素、矿物质等的牛乳，如添加维生素A、B1、B2、B6、钙等以供特殊需要。低脂牛乳：含乳脂肪在1.0%2.0%的牛乳。脱脂牛乳：含乳脂肪在0.5%以下的牛乳。花色牛乳：在牛乳中加入咖啡、可可、果汁等而组成的牛乳。1.2.2.2 按杀菌方式不同可分为：花色低温长时间杀菌牛乳：也称保持式杀法消毒牛乳。牛乳在6265下保持30分钟，再经冷却、包装后的产品。高温短时间杀菌牛乳：也称巴氏高温杀菌牛乳。牛乳在7275下，保持1516分钟：或在8085下保持1015分钟加热杀菌。超高温灭菌乳：将牛乳加热至130150，保持0.54秒杀菌或灭菌。UHT蒸汽直

16、接喷射超高温灭菌牛乳：条件大致与超高温灭菌乳相同，牛乳与高温蒸汽直接接触，在喷射过程中瞬间即达到灭菌的效果，经无菌包装后即为灭菌乳。瓶装（罐装）灭菌牛乳：牛乳经瓶装（罐）密封后，于密闭容器中加压灭菌。1.2.2.3 按营养成分或特性分为：纯牛乳：以生鲜牛乳为原料不添加任何其他食品原料，产品保持了牛乳所固有的营养成分。再制乳：以乳粉奶油等为原料，加水还原而制成的与鲜奶组成、特性相似的乳产品。调味乳：以生鲜牛乳主要原料，同时添加其他的食物成分如巧克力、咖啡、谷物成分等制成的产品，产品的风味与纯牛乳有较大不同，这类产品一般含有80%以上的牛乳。营养强化乳：在生鲜牛乳的基础上，添加其他的营养成分如维生

17、素、矿物质、DHA等对人体健康有益的营养物质而制成的液态乳制品。含乳饮料：在牛乳中添加水和其他调味成分而制成的含乳量30%80%的产品4。我国含乳饮料产品分为两类，一类是配制型含乳饮料，即以鲜乳或乳制品为原料，加水、糖浆、酸味剂等调制而成。这一类含乳饮料产品主要有两种，一种称为乳饮料，蛋白质含量不低于1.0；另一种称为乳酸饮料，蛋白质含量不低于0.7。另一类是发酵型含乳饮料，即以鲜乳或乳制品为原料，经乳酸菌培养发酵制得乳液，再加入水、糖液等调制而成。这一类含乳饮料产品也主要有两种，一种称为乳酸菌乳饮料，蛋白质含量不低于1.0；另一种称为乳酸菌饮料，蛋白质含量不低于0.7。1.3 钙和微量元素概

18、述1.3.1 钙的功能和性质1.3.1.1 钙的性质和生理功能钙有两个大方面的作用：第一是构成人体骨架的重要成分；第二它还有其他重要生理功能。体内钙的存在就分这两个方面而分布。这两个方面保持着动态平衡的关系。钙为人体含量较多的元素之一，钙在人体的总量在1000g1200g之间，约为体重的1.5%2.%，其中99%的钙存在于骨骼、牙齿等硬组织中（990g1190g）主要以羟基磷酸钙形式与胶原等形成骨骼。骨骼不仅是人体的重要支柱，而且还是具有生理活性的组织，在人的代谢和维持人体内环境的稳定方面有一定作用。在骨骼中，钙的沉积和溶解一直不断进行着，成人每日约有700mg的钙在骨骼中进出，随着年龄的增加

19、钙的沉积则逐渐缓慢，到了老年，骨骼中钙的溶解多于沉积，使骨质缓慢减少。幼儿的骨骼差不多梅12年更新一次，到了老年更新一次需要1012年。男性在18岁以后，男性更早一些，骨的长度开始稳定，但密度仍不断增加，奶岁以后，开始有骨质疏松的现象出现，其速度则因人而异，但女性一般快于男性，体力活动有减慢这种速度的作用。骨骼以外的钙虽然仅占1%，但它在体内起着重要的作用，主要存在于细胞外液和软组织，是细胞膜的主要成分。它的生理功能具体还包括：维持肌肉和神经的活动 钙是调节细胞功能的信使，它传递信息或神经冲动，调节神经与肌肉的兴奋性（兴奋、抑制过程），保证心脏正常搏动。调节与促进酶活性 许多细胞代谢酶的活性，

20、都需要钙离子来激活。酶是生物催化剂，体内的生化代谢活动，所需要的酶必需具有活性，才能发挥催化作用，酶需要激活才具有活性，而许多细胞代谢酶都需要钙离子来激活，然后酶才能发挥各自的催化作用。维持血液的酸碱平衡，血液正常情况下PH7.27.4间血液必须为弱碱，要由钙离子等维持不变。钙还维持细胞膜的完整性和通透性。钙还参与凝血过程，它能促进血液凝固。1.3.1.2 乳制品中钙的吸收乳制品中的乳糖可提高改的吸收，这并不是乳糖自身的作用，而是肠道区域微生物代谢，乳糖产生乳酸的缘故，因此乳制品亦可提高钙的吸收率。由于肠道区域的PH降低，提高了钙盐的溶解性，并使钙的吸收率提高；乳与钙可形成复合钙并提高钙的溶解

21、性；乳糖和其他代谢产生的酸可促进胃肠蠕动，促进钙的运输。因此乳糖赋予了钙的最佳吸收条件并提高钙的吸收5。1.3.2 其他微量元素1.3.2.1 铁和其生理功能铁是人体必需微量元素之一，在体内有重要的生理功能，铁的必需性早在古代就被人所共知。正常人体随年龄、性别、营养状况和健康状况等的不同，体内含铁量有很大的差异，总量约有35g，是体内含量最多的微量元素。其中70%以血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶类（如细胞色素氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等）、辅助因子和运输铁中，称之为功能性铁，其余的30%的铁作为体内贮存铁，主要以铁蛋白和含铁血黄素形式存在于肝、脾和骨髓中。铁在人体的分布以肝、脾含量最高，其次

22、为肾、心骨骼肌和脑。和其他微量元素相比，它对人的生命和健康具有更直接更敏感的影响。铁在地球上广泛的存在，缺铁性贫血是世界上死亡率最高的疾病之一，缺铁除导致贫血外，还使运动能力低下、体温调节不全、智能障碍、免疫力下降等。因此，它对高级形式的生命是必需的，也是人体重要的营养素之一。铁参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素和许多酶的合成，在氧的运输和呼吸链电子传递、氧化还原等许多代谢中起重要作用，铁与机体能量代谢密切相关，也与机体防御反应有关。缺铁会降低依赖铁酶的活性，降低血红蛋白等，甚至导致缺铁性贫血。1.3.2.2 锌和其生理功能锌是细胞内最为丰富的微量元素，已有充足的证据证明锌是微生物、植物、动物所

23、必需。成人体内含锌量为22.5g，锌可分布在人体所有的组织器官，以肝、肾、肌肉、视网膜、前列腺内的含量为高。血液中75%85%的锌分布在血红细胞中，3%5%在在细胞中，其余在血浆中。锌缺乏将引起这些种属的生长发育不良和功能系统紊乱。锌的生理功能一般分为三个部分：催化、机构和调节功能。近年来研究证明，这些功能是相互支持和交叉的，而且新的证据不断出现支持每一个功能。催化功能：人在严重缺锌情况下，容易导致和加重酒精性肝病。这主要是因为锌金属硫蛋白乙醇脱氢酶的作用减低有关。结构功能：人体内成千上万种酶中，有相当一部分酶的合成与起作用需要有锌的参与，如果严重缺乏锌元素，则会阻碍这些酶的作用，从而导致身体

24、相关功能运转出现问题，引起各种疾病，如缺锌时，红细胞膜容易破裂导致溶血等。调节功能：锌对激素的调节和影响有重要生物意义。1934年，Scott首先发现结晶胰岛素中含有相当数量的锌，并证实锌在胰岛素释放中起调节作用。锌参与前列腺素的主动分泌过程，同时在生理条件下前列腺素合成的抑制剂也依赖锌的调节功能。随着近年来锌的生物化学和分子生物学研究的发展表明，严重的锌缺乏，将引起生长迟缓、免疫功能缺损、腹泻、智力低下生育能力受损等严重疾病。1.3.2.3 铜和其生理功能铜是动物必需微量元素之一，它是氧化剂又是抗氧化剂。人体含铜量约100150mg，其中50%70%在肌肉和骨骼，20%在肝脏，5%10%在血

25、液。以肝、肾、心、头发和脑中最高，脾、肺、肌肉、骨次之，腺体如脑垂体、甲状腺和胸腺含量最低。铜在机体内的生化功能主要是催化作用，许多含铜金属酶作为氧化酶，参与体内氧化还原过程，尤其是将氧分子还原为水，许多含铜金属酶已在人体中被证实，有着重要的铜生理功能。构成含铜酶与铜结合蛋白的成分；维持正常造血功能，铜参与铁的代谢和红细胞生成；促进结缔组织形成；维护中枢神经系统的健康，铜在中枢神经系统中的一些遗传性和偶发性神经紊乱的发病中有着重要作用；促进正常黑色素形成和维护毛发正常结构；保护机体细胞免受超氧阴离子的损伤；铜对脂质和糖代谢有一定影响，缺铜动物可使血中胆固醇水平升高，但过量铜又能引起脂质代谢紊乱

26、，铜对血糖的调节也有重要作用，缺铜后葡萄糖耐量降低，对某些用常规疗法无效的糖尿病患者，给以小剂量铜离子治疗，常可使病情明显改善，血糖降低；铜对免疫功能、激素分泌等也有影响，缺铜虽对免疫功能指标有影响，但补充铜并不能使之逆转。1.3.2.4 锰和其生理功能人体内锰的总量约为200400mol，肝、胰、骨骼中的锰含量较高，约2050nmol/g，血清中锰含量为20 nmol/L，视网膜等色素性结构中锰浓度也较高，骨骼中虽含量不高，蛋因组织量大，其锰含量占体内总锰量的25%。锰的生理功能还包括以下几个方面：酶的组成成分或激活剂：锰是精氨酸酶、丙酮酸羧化酶和锰-超氧化物歧化酶的组成成分，也是羧化酶、脱

27、羧酶、激酶、转化酶等多种酶的激活剂，参与脂类、碳水化合物的代谢，且为蛋白质、DNA、RNA合成所必需。维持骨骼的正常发育：结缔组织基质粘多糖的合成需要锰的参与，锰缺乏可使聚合酶和糖苷转移酶活性降低，影响粘多糖合成，导致生长停滞、骨骼畸形。促进糖和脂肪代谢和抗氧化功能：在锰缺乏动物实验中，可发现其胰脏发育不良，葡萄耐量反应异常；血液中高密度脂蛋白减少，肝脏脂肪增加；锰-超氧化物歧化酶活力下降，肝微粒体中脂质过氧化物增高和细胞膜脂质过氧化增强。锰的生理功能还有保护细胞中线粒体完整；保持正常的脑功能；可改善肌体的造血功能；此外，锰与生殖功能有关，缺锰可使生殖功能紊乱，精子减少，性欲减退。锰缺乏可引起

28、神经障碍，发生抽搐、共济失调等症状6。1.4 原子吸收光谱法原理和应用1.4.1 原子吸收光谱法检测原理1.4.1.1 氢化物发生-原子荧光光谱氢化物发生-原子荧光光谱分析是利用某些化学反应，将样品溶液中的待分析元素还原为挥发性共价氢化物，然后借助载气流将其导入原子化系统，待测原子的氩氢焰蒸汽受到具有特征波长的光源照射后，其中一些自由原子被激发跃迁到较高能级，然后去活化回到较低能级（基态），而发射出特征光谱，即荧光信号，被日盲光电倍增管接受，经放大，由数据系统得出待测元素定量。1.4.1.2 原子吸收光谱法原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectroscopy）又称为原子

29、吸收分光光度法，通常简称原子吸收法（AAS）其基本原理为：从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，在原子化器中待测元素的基态原子蒸汽对其产生吸收，未被吸收的部分透射过去。通过测定吸收特定波长的广度大小，来求出待测元素的含量。该法具有灵敏度高、精确度高、选择性好、干扰少、速度快，易于实现自动化；可测元素多、范围广；结构简单、成本低等特点，也正因为如此，该法的发展也相当迅速。它能测定数十种金属元素，在微量元素的分析工作中发挥了很大作用。图 1-1 原子吸收分光光度计原理示意图原子吸收光谱法可分为火焰原子化和无火焰原子化两类。火焰原子法操作简单，快速稳定性好，精密度高。火焰原子法是利用火焰固有的温度，气氛等特性，使待测元素原子化。无火焰原子化法是利用石墨管产生的高温使样品熔融产生待测元素的基态原子。火焰原子化法：是利用化学火焰固有的温度、气氛等特性，使待测元素原子化。该法所用的原子化装置为火焰原子化器。其优点是操作简便、快速、稳定性好和精密度高，是目前应用较广的原子化法缺点使原子化效率低，灵敏度比无焰原子化法低，需试样量较多（不能小于0.51.0ml），原子化过程中常伴有化学反应，干扰待测元素的原子化。无火焰原子化法：是利用电热、阴极溅射、等离子体、激光或冷原子发生器等方法使待测元素转变成基态原子。他的特点是原子化效率高，可达90%以上。试样用量少，液体为