喬 晴,李 辰,何兵兵
(河南出入境檢驗(yàn)檢疫局,河南鄭州450003)
全自動(dòng)石墨消解-ICP-AES法同時(shí)測(cè)定葡萄酒中鉛、銅、鐵、錳的研究
喬晴,李辰,何兵兵
(河南出入境檢驗(yàn)檢疫局,河南鄭州450003)
對(duì)用全自動(dòng)石墨消解-ICP-AES法同時(shí)測(cè)定葡萄酒中鉛、銅、鐵、錳的方法進(jìn)行研究。選擇硝酸作為測(cè)定介質(zhì),并對(duì)測(cè)定介質(zhì)的濃度、石墨消解溫度、濃縮體積和ICP-AES條件等方面進(jìn)行方法優(yōu)化。利用建立的方法測(cè)定,葡萄酒中鉛、銅、鐵、錳的檢出限分別為0.01 mg/L、0.002 mg/L、0.05 mg/L、0.002 mg/L,RSD在0.55%~1.03%,回收率在87%~110%。該方法可以實(shí)現(xiàn)儀器自動(dòng)操作,污染低,操作簡(jiǎn)便、快速,基體干擾小,靈敏度高,結(jié)果準(zhǔn)確,適合大批量樣品的同時(shí)測(cè)定。
鉛; 銅; 鐵; 錳; 葡萄酒; 全自動(dòng)石墨消解-ICP-AES法
葡萄酒是新鮮葡萄或葡萄汁經(jīng)過(guò)發(fā)酵獲得的飲料。葡萄酒營(yíng)養(yǎng)豐富,適當(dāng)飲用有利于健康,是一種具有較高商業(yè)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值的消費(fèi)飲料。但當(dāng)葡萄酒中金屬元素含量超過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí),就會(huì)影響葡萄酒的感官風(fēng)味,比如錳會(huì)影響葡萄酒的發(fā)酵過(guò)程;銅會(huì)影響酒體的穩(wěn)定性,加快葡萄酒氧化,使酒體產(chǎn)生渾濁和沉淀,影響酒的色澤和口感;鐵能形成絮狀物。另外,葡萄種植過(guò)程中使用含鉛的農(nóng)藥以及釀造設(shè)備表面保護(hù)不當(dāng),會(huì)造成葡萄酒中的鉛含量超標(biāo),飲用后對(duì)人體造成危害。因此,葡萄酒中重金屬元素的測(cè)定,對(duì)于葡萄酒的制造和毒理學(xué)方面的研究具有重要意義。
國(guó)家針對(duì)葡萄酒規(guī)定了衛(wèi)生限量:鉛≤0.2 mg/kg;銅≤1 mg/L;鐵≤8 mg/L,葡萄酒通用檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)只涵蓋了鐵、銅,未涉及鉛和錳的檢測(cè),國(guó)家食品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鉛的檢測(cè)方法,但是缺少前處理的方式。目前,ICP-AES分析法靈敏度高、精密度好,適合用于多元素的同時(shí)測(cè)定。
本實(shí)驗(yàn)擬在研究全自動(dòng)石墨消解儀及ICP-AES檢測(cè)條件的基礎(chǔ)上,建立一套同時(shí)測(cè)定葡萄酒中鉛、鐵、銅和錳的實(shí)用、高效、靈敏、準(zhǔn)確的分析方法。
1.1材料、試劑及儀器
酒樣:市售某品牌。
試劑:硝酸(HNO3),UP級(jí);混合標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1000mg/L)(Pb、Fe、Cu、Mn),使用有證標(biāo)準(zhǔn)貯備液,或按GB/T 602方法配制。
儀器設(shè)備:電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICPAES),美國(guó)賽默飛世爾iCAP 6300 MFC DUO;全自動(dòng)石墨消解儀,萊伯泰科AutoDigiBlock S60。
1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
混合標(biāo)準(zhǔn)使用液:吸取適量單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液或多元素混合標(biāo)準(zhǔn)貯備液,用20%硝酸溶液逐級(jí)稀釋配成混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,各元素質(zhì)量濃度范圍參見(jiàn)表1。
表1 4種元素的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度
1.3樣品前處理
準(zhǔn)確吸取5 mL試樣于玻璃消解管中,將消解管置于石墨消解儀上,加熱蒸發(fā)乙醇濃縮至1~2 mL,加5 mL硝酸,繼續(xù)在石墨消解儀上以120℃消解,消化液呈透明,略帶黃色,冷卻,將消化液轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中,并用少量水多次洗滌消解管,合并洗滌液于容量瓶中,定容至刻度,混勻備用。同時(shí)以5 mL純水代替試樣做試劑空白試驗(yàn)。
1.4儀器參考條件
RF功率1.15 kW;輔助氣流量1.0 L/min;霧化器氣體流量0.60 L/min;垂直觀測(cè)高度12.0 mm。
2.1前處理方法的確定與優(yōu)化
2.1.1前處理方法的確定
文獻(xiàn)報(bào)道葡萄酒的前處理方法主要有微波消解法、直接稀釋法、微波灰化等方法[1]。葡萄酒中含有大量的乙醇,基體干擾測(cè)定的準(zhǔn)確性,并且乙醇引入矩管后導(dǎo)致矩焰不穩(wěn)定,因此需要先恒溫濃縮樣品,再進(jìn)行消解。葡萄酒基體復(fù)雜,含有大量有機(jī)物,直接稀釋法消解不完全。微波消解法,通量較低。微波灰化法的灰化溫度太高和灰化速率太快,會(huì)使元素?fù)p失并造成準(zhǔn)確度下降[2]。與上述前處理方法相比,全自動(dòng)石墨消解儀可以一次完成恒溫濃縮、加酸消解的過(guò)程,操作簡(jiǎn)單、快速、通量高。
2.1.2前處理方法的優(yōu)化
基于參考文獻(xiàn)[3-4]的報(bào)道,本文選擇硝酸作為測(cè)定介質(zhì),并對(duì)測(cè)定介質(zhì)的濃度、石墨消解溫度和濃縮體積等方面進(jìn)行方法優(yōu)化。
對(duì)測(cè)定介質(zhì)的濃度在5%~50%范圍優(yōu)化,隨著酸度降低,回收率降低,消解不完全,酸度增加,譜線強(qiáng)度顯著降低,因此本法最終選擇20%硝酸作為測(cè)定介質(zhì)的濃度。對(duì)石墨消解溫度進(jìn)行優(yōu)化,溫度過(guò)低,反應(yīng)不徹底,需要回流消解,反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溫度過(guò)高,反應(yīng)劇烈,會(huì)有暴沸溢出的可能性,經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)觀察,最終選取120℃作為最佳濃縮和消解溫度。然后對(duì)葡萄酒恒溫濃縮至0.5~3 mL之間進(jìn)行測(cè)定,濃度變化不大。
2.2譜線選擇
待測(cè)元素受等離子體光源的激發(fā)會(huì)發(fā)射大量譜線,每個(gè)元素分別選取2~3條儀器推薦的、與其他譜線容易分辨開(kāi)的、無(wú)干擾的譜線,通過(guò)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白溶液,對(duì)比后選擇譜峰干擾小、強(qiáng)度大、峰型正常、位置無(wú)誤的譜線作為分析線。推薦使用分析譜線參見(jiàn)表2。
表2 元素推薦使用分析譜線
2.3方法驗(yàn)證
利用全自動(dòng)石墨消解-ICP-AES法同時(shí)測(cè)定葡萄酒中的鉛、鐵、銅、錳,檢出限、精密度及回收率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3,以取樣量5 mL,定容至25 mL計(jì)。
表3 檢出限、精密度及回收率?。╩g/L)
2.4樣品分析
應(yīng)用以上建立的整套全自動(dòng)石墨消解-ICP-AES方法對(duì)20個(gè)不同品牌的國(guó)內(nèi)外紅白葡萄酒進(jìn)行分析,加標(biāo)回收率均在90%~105%之間。結(jié)果表明,所有樣品的鉛、錳、鐵含量都符合要求,有兩個(gè)樣品的銅含量超標(biāo)。
隨著科技的發(fā)展,樣品的前處理和檢測(cè)方面呈現(xiàn)出微量化、自動(dòng)化、無(wú)毒化、快速化的趨勢(shì)[5]。利用全自動(dòng)石墨消解儀進(jìn)行前處理,可以實(shí)現(xiàn)儀器自動(dòng)操作,污染低,效率高,用ICP-AES進(jìn)行分析,基體干擾小,靈敏度高,結(jié)果準(zhǔn)確,是一套理想的快速測(cè)定葡萄酒中鉛、鐵、銅、錳的方法。
[1]金英,李麗,劉開(kāi)永.石墨爐原子吸收光譜直接進(jìn)樣法測(cè)定紅葡萄酒中鉛[J].食品科學(xué),2009,30(18):233-236.
[2]夏擁軍,張慧,吳福平.ICP-AES法同時(shí)測(cè)定葡萄酒中的鐵、錳、鉛和銅[J].食品科技,2007(8):231.
[3]燕娜,趙生國(guó),高蕓蕓.動(dòng)態(tài)反應(yīng)池-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定酒中的鎘、汞、鉛和鉻[J].食品科學(xué),2013,34(12):301.
[4]王瑩,辛士剛.ICP-AES法測(cè)定葡萄酒中的微量元素[J].中國(guó)公共衛(wèi)生,2005,21(2):242-243.
[5]周麗.葡萄酒中重金屬鉛的分析方法研究進(jìn)展[C]//食品安全的理論與實(shí)踐——安徽食品安全博士科技論壇論文集.安徽食品安全博士科技論壇,2005:340.
Simultaneous Determination of Pb,Cu,F(xiàn)e and Mn in Grape Wine by Automatic Graphite Digestion-ICP-AES
QIAO Qing,LI Chen and HE Bingbing
(He'nan Entry-Exit Inspection&Quarantine Bureau,Zhengzhou,He'nan 450003,China)
The determination of Pb,Cu,F(xiàn)e and Mn in grape wine by automatic graphite digestion-ICP-AES was studied.Nitric acid was used as the measurement medium,and the concentration of the medium,graphite digestion temperature,concentrated volume and ICP-AES conditions were optimized.The detection limits of Pb,Cu,F(xiàn)e and Mn were 0.01 mg/L,0.002 mg/L,0.05 mg/L,0.002 mg/L respectively.RSD was within the range of 0.55%~1.03%and recovery rates were within 87%~110%.Such method had the advantages including automatic operation,low pollution,rapid determination,low matrix interference,and high sensitivity,and it was suitable for simultaneous measurement of large amount of wine samples.
Pb;Cu;Fe;Mn;grape wine;automatic graphite digestion-ICP-AES
TS262.6;TS261.4;TS261.7
A
1001-9286(2016)08-0119-02
10.13746/j.njkj.2016032
2016-01-29
喬晴(1983-),女,河南鄭州人,工程師,食品工程碩士學(xué)位,E-mail:89478260@qq.com。
優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間:2016-03-24;地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160324.1158.002.html。