"ГОСТ EN 14084-2014. Межгосударственный стандарт. Продукты пищевые. Определение следовых элементов. Определение содержания свинца, кадмия, цинка, меди и железа с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии после микроволнового разложения"
(введен в действие Приказом Росстандарта от 02.02.2024 N 179-ст)

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

1 ПОДГОТОВЛЕН Республиканским государственным предприятием "Казахстанский институт стандартизации и сертификации" и Техническим комитетом по стандартизации N 60 "Экологически чистая продукция"

2 ВНЕСЕН Комитетом технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстана

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 20 октября 2014 г. 71-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 2 февраля 2024 г. N 179-ст межгосударственный стандарт ГОСТ EN 14084-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2024 г.

5 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту EN 14084:2003 "Продукты пищевые. Определение следовых элементов. Определение содержания свинца, кадмия, цинка, меди и железа с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии после микроволнового разложения" ("Foodstuffs - Determination of trace elements - Determination of lead, cadmium, zinc, copper and iron by atomic absorption spectrometry (AAS) after microwave digestion", IDT).

Европейский стандарт EN 14084:2003 разработан техническим комитетом 275 "Анализ пищевых продуктов. Горизонтальные методы", секретариатом которого считается DIN.

В разделе "Нормативные ссылки" и тексте стандарта ссылки международные стандарты актуализированы.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий стандарт может использоваться параллельно с другими стандартами по определению содержания следовых элементов в пищевых продуктах.

Использование настоящего стандарта предполагает разработку на основе положений стандарта методик измерений для конкретного целевого применения, их валидацию и/или аттестацию в соответствии с порядком, определенным в стране, в которой находится лаборатория, применяющая методику.

Данный метод применим к различным типам пищевых продуктов, кроме масел, жиров и других продуктов с крайне высоким содержанием жира. Он был успешно проверен в ходе межлабораторного испытания, в котором участвовали 16 лабораторий. Пищевые продукты включают в себя различные диетические продукты, хлебные злаки, рыбу, говядину, молоко и грибы.

Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) - метод элементного анализа, основанный на измерении селективного поглощения оптического излучения определенной длины волны нейтральными атомами определяемого элемента. АСС - один из самых точных и производительных физико-химических методов анализа жидких проб различного происхождения.

Образцы подвергаются разложению в микроволновой печи, образцы помещают в закрытые сосуды со смесью азотной кислоты и перекиси водорода. Получившийся в итоге раствор разводится водой и при помощи процедур атомно-абсорбционной спектрометрии, проводимых в графитовой или пламенной нагревательной печи, определяется содержание в нем металла.

Настоящий стандарт будет способствовать:

- определению содержания металлов в пищевых продуктах и установлению их концентрации, так как металлы необходимы для нормального протекания физиологических процессов в организме человека. Однако при повышенных концентрациях они токсичны;

- определению с достаточно высокой чувствительностью и точностью одного элемента в присутствии большого числа других, быстрота и простота анализа. Атомно-абсорбционный метод позволяет определить до 70 элементов.

Настоящий стандарт содержит информацию о наиболее простом методе определения содержания следовых элементов в пищевых продуктах, о преимуществах, недостатках данного метода и правилах его использования.

Настоящий стандарт устанавливает метод определения содержания свинца, кадмия, цинка, меди и железа в пищевых продуктах с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) после микроволнового разложения.

Данный метод применим к различным пищевым продуктам, кроме масел, жиров и других продуктов с высоким содержанием жира.

Метод был успешно проверен в ходе межлабораторного испытания, в котором участвовали 16 лабораторий [1]. Метод ААС после микроволнового разложения применяется к таким пищевым продуктам, как крупа, рыба, говядина, молоко, грибы, а также диетическим продуктам.

Некоторые пищевые продукты являются объектом рассмотрения других стандартов, поэтому не включены в область применения настоящего стандарта. Поиск таких стандартов является задачей лаборанта-аналитика.

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

EN 13804:2002 Foodstuffs. Determination of trace elements. Performance criteria, general considerations and sample preparation (Продукты пищевые. Определение следовых элементов. Критерии эффективности, общие требования и подготовка проб)

Разложение пробы проводят в закрытых сосудах в микроволновой печи в смеси азотной кислоты и перекиси водорода. Полученный раствор разводят водой и содержание металлов определяют методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии или методом атомно-абсорбционной спектрометрии с использованием графитовой печи.

Внимание - Настоящий стандарт может применяться в работе с опасными материалами и типами оборудования. Тем не менее, в нем не рассматриваются проблемы безопасности, связанные с его применением. Ответственность за установку соответствующих ограничений и норм безопасности несет исключительно пользователь настоящего стандарта.

Концентрация определяемых элементов в используемых реактивах и в воде должна быть достаточно низкой, чтобы не повлиять на результаты анализа.

4.2 Азотная кислота, не менее 65% (массовая доля), при плотности приблизительно .

4.2.1 Азотная кислота, :

Разводят 7 см³ концентрированной азотной кислоты (4.2) дистиллированной водой до 1000 см³.

4.2.2 Азотная кислота, :

Разводят 200 см³ концентрированной азотной кислоты (4.2) дистиллированной водой до 1000 см³.

4.3 Перекись водорода, 30% (массовая доля).

Примечание - Стандартные растворы для свинца, кадмия, цинка, меди и железа приготавливаются из металлов или их солей металлов. Рекомендуется использовать готовые аттестованные стандартные растворы, если таковые доступны для приобретения. Нижеуказанные способы приготовления стандартных растворов приведены в качестве примера.

4.4.1 Стандартный раствор для свинца, 1000 мг/дм³:

Растворить 1 г свинца в 7 см³ азотной кислоты (4.2) в мерной колбе вместимостью 1000 см³. Объем полученного раствора доводят водой до нужного объема.

4.4.2 Стандартный раствор для кадмия, 1000 мг/дм³:

Растворить 1 г кадмия в 20 см³ смеси, состоящей из 10 см³ воды и 10 см³ азотной кислоты (4.2), в мерной колбе вместимостью 1000 см³. Объем полученного раствора доводят водой до нужного объема.

4.4.3 Стандартный раствор для цинка, 1000 мг/дм³:

Растворить 1 г цинка в 14 см³ воды и 7 см³ азотной кислоты (4.2) в мерной колбе вместимостью 1000 см³. Объем полученного раствора доводят водой до нужного объема.

4.4.4 Стандартный раствор для меди, 1000 мг/дм³:

Растворить 1 г меди в 7 см³ азотной кислоты (4.2) в мерной колбе вместимостью 1000 см³. Объем полученного раствора доводят водой до нужного объема.

4.4.5 Стандартный раствор для железа, 1000 мг/дм³:

Растворить 1 г железа в 14 см³ воды и 7 см³ азотной кислоты (4.2) в мерной колбе на 1000 см³. Объем полученного раствора доводят водой до нужного объема.

Стандартные растворы 4.4.1 - 4.4.5 разбавляют азотной кислотой (п. 4.2.1) таким образом, чтобы концентрации определяемых элементов находились в линейном диапазоне.

Стеклянная и пластмассовая лабораторная посуда должна быть тщательно очищена и вымыта в соответствии с требованием EN 13804.

5.2 Атомный абсорбционный спектрометр с коррекцией фона, снабженный автосамплером (или автоматическим дозатором) для графитовой печи, горелкой для пламенного анализа и соответствующей системой подачи газа.

5.3 Лампы для анализа конкретных элементов, например лампы с полым катодом для анализа всех элементов.

5.4 Графитовые трубки (кюветы) с пиролитическим покрытием и платформами для свинца и кадмия.

5.5 Микроволновая печь, разработанная специально для использования в лабораторных условиях (рекомендуется проверить на поставляемую мощность в соответствии с требованием, описанным в EN 13804), и сосуды для микроволнового разложения со стандартной вместимостью 100 см³, выдерживающие давление, как минимум, в 1,4 МПа.

5.6 Пластмассовые бутылки с герметичными крышками, 100 см³.

Гомогенизируют образец в соответствии с рекомендациями, данными в стандарте EN 13804. По мере надобности высушивают образец таким способом, который не повлияет на содержащийся в нем элемент, например посредством сублимационной сушки.

Взвешивают в сосуде для разложения (5.5) количество пробы, эквивалентное массе сухого вещества от 0,2 до 0,5 г. Так, например, максимальная навеска пробы, содержащая 50% воды, составляет 1 г (= 0,5 г сухой массы), а рабочая часть материала, содержащего 95% воды, может составлять 2 г (< 0,5 г сухой массы). Для каждой партии проводят холостой опыт с реактивами.

Добавить в сосуд для микроволнового разложения 5 см³ азотной кислоты (4.2) и 2 см³ перекиси водорода (4.3) или же определить их объем в соответствии с рекомендациями изготовителя используемой микроволновой печи. Закрыть сосуд, поместить его в держатель в микроволновой печи и закрыть дверцу. Установить программу печи (ее мощность и время обработки) в соответствии с рекомендациями изготовителя для анализируемой пробы.

Обычно в программу входит стадия, при которой печь несколько минут работает на низкой мощности, после чего следует еще одна (или более) стадия работы при более высоких параметрах мощности. Мощность между отдельными стадиями рекомендуется увеличивать постепенно, чтобы избежать внезапных скачков давления внутри сосудов. Пример такой программы показан в таблице 1.

--------------------------------

<1> CEM MDS 2000 - торговая марка продукта, поставляемого CEN; абонентский ящик: 200, Мэтьюс, Северная Каролина, 28106-200, США. Данная информация представлена исключительно для удобства пользователей настоящего Европейского стандарта и не указывает на одобрение CEN названного продукта.

Если используемая печь содержит контроль давления только в одном сосуде, находящемся под давлением, то следует контролировать сосуд с предположительно самым высоким давлением. Таким сосудом обычно является сосуд с массой сухого вещества с самым большим введенным количеством пробы.

При разложении неизвестных образцов нужно соблюдать осторожность, так как слишком большие объемы образца могут вызвать повреждение защитного покрытия сосуда. Например, образцы с высоким содержанием углерода (особенно сахар, жир и/или этанол) могут вызвать внезапные скачки давления во время процесса озоления. Во всех случаях вводимое количество пробы должно строго соответствовать рекомендациям изготовителей.

Извлекают сосуды из микроволновой печи и прежде чем открывать, необходимо дать сосудам полностью остыть. После открытия ополаскивают водой крышку и стенки сосуда, собирая промывную воду в сосуд. В пластиковой бутылке (5.6) доводят содержимое водой до определенного объема, не менее 25 см³. Обрабатывают холостую пробу таким же образом.

6.4.1 Общие положения

Выбор используемого метода - пламенной ААС или ААС с использованием графитовой печи - зависит от концентрации анализируемого металла. Для определения содержания свинца и кадмия в пищевых продуктах в большинстве случаев требуется ААС с использованием графитовой печи. Цинк, медь и железо нужно проанализировать посредством пламенной ААС.

Примеры длин волн, газосмесительных/температурных программ и других инструментальных параметров, приемлемых для каждого конкретного металла, можно найти в инструкциях к данным инструментам. Всегда используют коррекцию фона, если нет доказательств того, что ее применение не требуется.

При использовании метода стандартных добавок измерения осуществляются в линейном диапазоне. Кривая стандартных добавок должна состоять, по крайней мере, из трех точек, из которых, как минимум, две представляют стандартные добавки. Максимальная концентрация стандарта должна быть в 3 - 5 раз больше концентрации в растворе образца. Концентрация стандарта с более низкой концентрацией должна составлять 50% от концентрации в стандарте с максимальной концентрацией.

6.4.2 Пламенная ААС

Разбавить раствор образца азотной кислотой (4.2.1). Разбавить стандартные растворы азотной кислотой (4.2.2). Остальные растворы необходимо разбавлять азотной кислотой (4.2.1). Высокая концентрация кислоты в растворе с образцом после разложения негативно влияет как на результат, так и на сам инструмент, поэтому важно, чтобы раствор был разбавлен как можно сильнее, и чтобы у раствора образца и стандартного раствора была одинаковая концентрация кислоты. После этого содержание цинка и меди, как правило, можно определить по стандартной калибровочной кривой.

На определение содержания железа могут сильно повлиять искажения, вызываемые матрицей, поэтому нужно использовать либо метод стандартных добавок, либо стандартную кривую, соответствующую матрице. В случае сильных искажений альтернативным решением может стать использование окислительного пламени закиси азота. Таблица 2 содержит примеры инструментальных параметров для пламенной ААС.

6.4.3 ААС с использованием графитовой печи

Данная техника в основном используется для определения содержания свинца и кадмия. Использовать трубки с пиролитическим покрытием и платформами. Поскольку микроволновое разложение в результате приводит к довольно большим разведениям пробы, можно использовать графитовую печь при определении, например, меди.

Настроить автоматический пробоотборник так, чтобы в графитовую печь доставлялся конкретный объем образца. Благодаря этому фоновая абсорбция не превысит 0,5 единиц абсорбции (что является высотой пика). Увеличить абсорбцию при очень низких концентрациях вещества можно путем многократного ввода данного вещества. В таблице 3 представлены примеры инструментальных параметров, применимых для инструмента Perkin Elmer/HGA 600 <1>.

--------------------------------

<1> "Perkin Elmer/HGA 600" - торговая марка продукта, поставляемого компанией "Perkin Elmer", 761 Main Avenue, Норуолк, Коннектикут, 06859-0226, США. Данная информация представлена исключительно для удобства пользователей настоящего Европейского стандарта и не указывает на одобрение CEN названного продукта.

Оценивают новые матрицы при помощи кривых зольности/атомизации, чтобы оптимизировать параметры ААС с использованием графитовой печи.

Примечание - Частные лаборатории могут использовать модификаторные матрицы. Для ознакомления с их функциями при определении свинца и кадмия см. 4.7 EN 14083:2003.

Всегда использовать метод стандартных добавок, если нет доказательств того, что его применение не требуется.

Упрощенная версия метода стандартных добавок подразумевает использование стандартной кривой, соответствующей матрице и применимой к образцам с такой же матрицей и весом. Раствор образца и стандартный раствор смешиваются друг с другом и используются для построения кривой для стандартных добавок. Затем данная кривая параллельно переносится к исходной точке и используется как стандартная кривая для образцов, которые впоследствии растворяются в аналогичных пропорциях. Таким образом, стандарт, соответствующий матрице, и раствор с образцом будут иметь одну и ту же матричную концентрацию. Такая функция часто присутствует в программном обеспечении современного оборудования ААС.

При использовании метода атомно-абсорбционной спектрометрии в графитовой печи аналитический сигнал измеряют по площади пика абсорбции, а в случае применения метода пламенной атомной абсорбции используют регистрацию непрерывного сигнала. Измерение концентрации элемента производят по установленной градуировочной зависимости.

Рассчитывают содержание элемента по следующей формуле

где w - массовая доля определяемого элемента в образце, мг/кг;

a - концентрация определяемого элемента в испытуемом растворе, мг/дм³;

b - средняя концентрация определяемого элемента в холостых растворах, мг/дм³;

V - объем испытуемого раствора, см³;

m - навеска образца, г.

В случае, когда значение (a - b) оказывается меньше предела обнаружения в испытуемом растворе (см. 7.2), то значение (a - b) заменяют значением предела обнаружения в испытуемом растворе для расчета предела обнаружения в образце.

При разбавлении пробы учитывают фактор разведения.

В случае необходимости проводят пересчет результата на исходный продукт с учетом содержания сухих веществ в образце. Результат указывают с подходящим количеством значащих цифр вещества.

Необходимо оценить пределы обнаружения и предел измерения для каждого элемента в соответствии с EN 13804, принимая во внимание стандартное отклонение, выявленное при долгосрочной оценке.

Данный метод был протестирован только на сухих материалах, но при определенных условиях его можно использовать и для образцов, содержащих воду (см. 6.2). Подробности результатов межлабораторного исследования обобщены в приложении А. Значения, полученные в межлабораторных испытаниях, не могут применяться для других, не указанных интервалов концентраций и матриц.

Абсолютная разность между двумя независимыми результатами испытаний, полученными при помощи одного и того же испытательного метода, на одном и том же испытательном материале, в одной лаборатории, одним лаборантом, использующим одно и то же оборудование, в пределах короткого промежутка времени, не должно превышать предел повторяемости r, указанный в таблице 4, более чем в 5% случаев.

Абсолютная разность между двумя независимыми результатами испытаний, полученных при помощи одного и того же испытательного метода, на одном и том же испытательном материале, в разных лабораториях, различными лаборантами, использующими разное оборудование, не должно превышать предел воспроизводимости R, указанный таблице 3, более чем в 5% случаев.

В отчете по испытаниям должны содержаться следующие данные:

a) информация, необходимая для идентификации пробы;

b) используемый метод испытания со ссылкой на настоящий стандарт;

c) полученные результаты и единицы измерений, в которых они выражены;

d) даты отбора пробы и процедуры выборочного контроля;

e) дата завершения анализа;

f) были ли выполнены требования по пределу повторяемости;

g) все подробности о процессе исследований, не указанные в настоящем стандарте или рассмотренные в качестве дополнительных, а также подробности о любых инцидентах, произошедших в ходе осуществления метода и способных повлиять на результат(ы) испытаний.

Точность метода была установлена NMKL [1], [6] и подтверждена межлабораторным исследованием, оцененным в соответствии с "Руководящими принципами для совместных исследовательских процедур" AOAC [4]. Результаты приведены в таблице А.1.