石墨消解-ICP-MS法測(cè)定方便面調(diào)味料中10種金屬元素

李文廷，趙麗，李潔，申穎，農(nóng)蕊瑜，徐丹先，欒杰*

(1.昆明市疾病預(yù)防控制中心，昆明 650228；2.云南省疾病預(yù)防控制中心，昆明 650022)

方便面因具有便于保存、烹飪方便等特點(diǎn)成為人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ?jiàn)的快餐食品之一。調(diào)味料為方便面食用的關(guān)鍵部分，里面含有食鹽、油脂以及花椒、辣椒等香辛料成分[1-2]。曾經(jīng)有媒體報(bào)道部分方便面調(diào)味料有重金屬檢出且超標(biāo)的問(wèn)題，在調(diào)味料的成分中以及方便面的生產(chǎn)、包裝等環(huán)節(jié)均可能是重金屬的來(lái)源，成為人們對(duì)食用安全性的關(guān)注點(diǎn)，對(duì)食用者有潛在的健康威脅[3-6]。

將方便面的研究相關(guān)文獻(xiàn)已有較多報(bào)道，但主要針對(duì)于丙烯酰胺、食用添加劑及脂肪含量的研究，對(duì)于方便面調(diào)味料中金屬元素的研究報(bào)道相對(duì)較少，金屬元素的分析主要采用原子吸收分光光譜儀(AAS)、原子熒光光譜儀(AFS)及電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)等進(jìn)行檢測(cè)分析[7-10]，樣品所采用的前處理方法大多為微波消解[11-14]，在此基礎(chǔ)研究上，本文通過(guò)方法優(yōu)化，提高了方法的快捷性和準(zhǔn)確度，利用石墨濕法消解進(jìn)行樣品前處理，采用靈敏度高、定性定量更準(zhǔn)確的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進(jìn)行檢測(cè)分析，建立石墨消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法，快速準(zhǔn)確地測(cè)定方便面調(diào)味料中10種金屬元素，保障人民群眾對(duì)方便面的食用安全性。

1 材料與方法

1.1 材料

方便面為云南省16個(gè)地州市當(dāng)?shù)丶膊☆A(yù)防控制中心采集于超市，分別取調(diào)料醬包和調(diào)料粉包進(jìn)行金屬元素的檢測(cè)分析。

1.2 儀器及試劑

Nexion 350X電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 美國(guó)PerkinElmer公司；ED36石墨消解儀 北京萊伯泰科儀器有限公司；XS205DU型分析天平 瑞士Mettler Toledo公司。

中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院金屬混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL)，地球物理地球化學(xué)勘查研究所生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10051 GSB-29豬肝，GBW10043 GSB-21遼寧大米)，四川西隴化工股份有限公司優(yōu)級(jí)純硝酸；國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司分析純硼氫化鉀和氫氧化鉀。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配備

準(zhǔn)確量取金屬混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，用2%硝酸溶液逐級(jí)稀釋至濃度為1 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)中間液，臨用時(shí)接著用2%硝酸溶液配制對(duì)應(yīng)濃度依次為0，5，10，20，30，50，100 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列，待儀器平衡穩(wěn)定后進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 樣品處理

精確稱(chēng)取1.0 g(精確至0.001 g)置于50 mL塑料離心管中，加入10 mL濃硝酸，放入消解條件為2000 W、120 ℃的石墨爐消解儀消解至待測(cè)液透亮無(wú)肉眼可見(jiàn)物，加純水定容至50 mL供測(cè)定。同時(shí)做兩份空白對(duì)照。

1.3.3 儀器條件

ICP-MS儀器工作條件見(jiàn)表1。

表1 ICP-MS工作條件Table 1 The operating conditions of ICP-MS

2 結(jié)果與分析

2.1 檢測(cè)儀器的選擇

AFS及AAS作為經(jīng)典的金屬元素檢測(cè)儀器，但由于檢測(cè)通道有限，對(duì)多種金屬元素的檢測(cè)具有很大制約，ICP雖然能夠進(jìn)行多種金屬元素的分析，但其靈敏度及準(zhǔn)確度相對(duì)于ICP-MS在較大差異。ICP-MS具有較低的檢出限，通過(guò)內(nèi)標(biāo)元素的定量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，因此本文采取ICP-MS進(jìn)行方便面調(diào)味料金屬元素的測(cè)定。

2.2 樣品前處理優(yōu)化

石墨消解法直接采取將1.0 g樣品放入50 mL塑料離心管內(nèi)，加入5.0 mL硝酸，擰緊蓋子后再旋松以使氣體能排出，放置于120 ℃石墨消解儀進(jìn)行處理，經(jīng)4 h消解后樣品溶液即可達(dá)到清亮澄清的狀態(tài)，加水定容備測(cè)。相比較于微波消解、濕法消解及干灰化消解等常用方法，該方法具有酸使用量低，消解時(shí)間短，樣品無(wú)損失以及消解過(guò)程中無(wú)需人員在場(chǎng)等特點(diǎn)，對(duì)于批量樣品的處理，能顯著提高實(shí)驗(yàn)效率。

2.3 線(xiàn)性關(guān)系和靈敏度

將配制好的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液與內(nèi)標(biāo)液同時(shí)進(jìn)行測(cè)量分析，為避免金屬元素在測(cè)定過(guò)程中存在的干擾情況，10種金屬元素(質(zhì)量數(shù))及對(duì)應(yīng)內(nèi)標(biāo)元素情況分別為：Al選擇內(nèi)標(biāo)為L(zhǎng)i；Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As均選擇Ge；Cd選擇In；Hg、Pb均選擇Bi。10種元素在0～100 μg/L濃度范圍內(nèi)均有良好的線(xiàn)性關(guān)系。測(cè)定10次試劑空白溶液的濃度，根據(jù)測(cè)定結(jié)果計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，并采用3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差和10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差分別計(jì)算檢出限和定量限。標(biāo)準(zhǔn)系列線(xiàn)性關(guān)系及方法檢出限見(jiàn)表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)系列線(xiàn)性關(guān)系及方法檢出限Table 2 The linear relationship of standard series and method detection limits

2.4 加標(biāo)實(shí)驗(yàn)

隨機(jī)選取一件樣品進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確稱(chēng)取18份樣品分為3組，分別進(jìn)行濃度為2，40，90 μg/L的加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)見(jiàn)表3。

由表3可知，回收率范圍為96.7%～101.1%，精密度范圍為1.16%～2.96%，實(shí)驗(yàn)表明10種金屬元素均具有較高的回收率及較好的精密度。

2.5 質(zhì)量控制

分別稱(chēng)取兩種質(zhì)控樣1.0 g(精確至0.001 g)，按照樣品條件進(jìn)行前處理。質(zhì)控樣測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4，均符合標(biāo)準(zhǔn)證書(shū)要求。

2.6 樣品檢測(cè)

將2%的硝酸配制成濃度為30.0 μg/L的混合內(nèi)標(biāo)元素溶液，通過(guò)三通進(jìn)樣管一起隨處理好的樣品溶液進(jìn)入儀器進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)所采集的35份方便面粉包及醬包樣品進(jìn)行監(jiān)測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。樣品的檢測(cè)結(jié)果顯示，樣品中Hg均未檢出，Cd僅有一件檢出且含量較低，相比較醬包的檢出率略高于粉包，Al的含量在粉包中大于醬包，其余金屬未有明顯區(qū)別，調(diào)味醬和粉包中金屬含量大小均為Al>Fe>Mn>Zn>Cr>Cu>Pb>As>Cd、Hg。根據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》的規(guī)定[15]，樣品中金屬含量均未超過(guò)規(guī)定限值。

表5 實(shí)際樣品檢測(cè)結(jié)果Table 5 The test results of actual samples

續(xù) 表

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)采集于云南各州市的35個(gè)方便面樣品中10種金屬的測(cè)定研究，均未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，樣品中的金屬可能來(lái)自食品的生產(chǎn)、加工及包裝等過(guò)程中，每一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能產(chǎn)生一定的影響。經(jīng)過(guò)檢測(cè)儀器的選擇及樣品前處理?xiàng)l件的優(yōu)化，選擇最佳檢測(cè)條件，建立了ICP-MS檢測(cè)方法，該方法操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，并且靈敏度及準(zhǔn)確度高，適合方便面調(diào)味料中多種金屬元素的快速檢測(cè)。