微波消解原子吸收法測定米粉中鐵含量

那紅萍 董和亮

（黑龍江農(nóng)墾乳品檢測中心 哈爾濱 150008）

據(jù)國家最新調(diào)查研究表明：缺鐵性貧血在我國兒童的比率非常高，1歲以下嬰兒患病率為 22%~31%；1~3歲幼兒為 14%~29%；3~6歲學(xué)齡前兒童為 7%~26%。即使在發(fā)達(dá)的歐美國家兒童的患病率也達(dá)到5%左右，是一種常被家長疏忽了的常見病。然而缺鐵性貧血對兒童的生長發(fā)育影響很大，長期貧血的孩子個子矮、體力差，智力和情緒也會受影響，因此專家提醒家長們要充分給予關(guān)注。 中國寶寶在4個月以后極易發(fā)生缺鐵性貧血，影響寶寶的智力發(fā)育以及性格的形成， 嬰兒每天需要鐵約為0.5~1.5mg，一般人乳含鐵約為1.5mg/L，牛奶為0.5mg/L；而人乳中的鐵有50%可被吸收。顯然不通過其他途徑補充鐵劑，所以要適當(dāng)?shù)脑谄渌澄镏薪o予鐵的補充，加喂含鐵豐富而易于吸收的食物，如食用米粉、配方奶粉等。兒童Fe的參考值為：25μg/g，成人約20μg/g。

現(xiàn)今食品中鐵含量的檢測主要用干法灰化（GB 5413.21-1997）和濕法消化（GB5009.90-2003）兩種國標(biāo)方法對樣品進(jìn)行前處理，消解后采用原子吸收法進(jìn)行檢測。干法灰化簡單快速，但易造成鐵的揮發(fā)，使結(jié)果偏低。濕法消化雖然結(jié)果比較準(zhǔn)確但有一定的危險并且浪費時間，如有不慎就有爆炸的危險。微波消解技術(shù)是近些年來出現(xiàn)的一種較新的樣品前處理技術(shù)[1]，該技術(shù)具有溶樣能力強、速度快、無損失、污染少等優(yōu)點。國內(nèi)采用該技術(shù)進(jìn)行樣品消解的報道日益增多，但尚未見到用于食品鐵測定的樣品消解報道。為此，采用微波消解技術(shù)溶樣，并用原子吸收法對樣品進(jìn)行測定，該方法在2~3h內(nèi)即可自動完成樣品的消解，得到結(jié)果另人滿意，同樣可應(yīng)用于奶粉和豆粉的測定，其結(jié)果另人滿意。

1 實驗部分

1.1 儀器

美國PE 700原子吸收分光光度計; 馬弗爐（德國 THERMOLEN FROUN）; 國產(chǎn)高壓密閉微波消解系統(tǒng)(沈陽鐵西區(qū)森華理化儀器研究所)；上海富馬恒溫干燥箱；鐵元素?zé)簦ū本┦谐柼鞂m電器廠）；電子天平。

1.2 試劑及溶液

硝酸、高氯酸、硫酸 、鹽酸(均為A.R.級)；所用水為去離子水； H2O2(30%)。

標(biāo)準(zhǔn)溶液：Fe單元素國家標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為1000μg/mL，購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心。用2%優(yōu)級鹽酸介質(zhì)逐級稀釋配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，系列質(zhì)量濃度為2.5，5，10，15μg/mL。工作曲線相關(guān)系數(shù)均大于0.9999。

1.3 測定方法及步驟

1.3.1 微波消化 稱樣 0.5~1g(精確至 0.0001g)于聚四氟乙烯消解罐中，加入4mL濃硝酸，按表1溫度程序升溫進(jìn)行微波消解，微波溶樣酸的選擇，為了完全破壞有機(jī)基體，往往需在強酸中加入其他氧化劑如過氧化氫，一般消化液用HNO3+H2O2（1+2）進(jìn)行消解，密封120℃加熱2h后，硝酸濃度過高會使結(jié)果偏低，所以本文采用消解液置于電熱板上水浴低溫加熱趕除過量的HNO3濃縮微沸0.5h[2]至剩余1mL后，轉(zhuǎn)移定容25mL，搖勻待測。隨同試樣做空白實驗。

1.3.2 干法灰化[3]；稱5g樣品于坩堝中，在小火上加熱除去黑煙，再移入馬弗爐中灰化3~4h，冷卻，加入1+4的硝酸2~3滴，溶解，加熱至樣品變?yōu)榘咨}體無黑色顆粒，加入1+4鹽酸4mL溶解，定容50mL。隨同試樣做空白實驗。

1.3.3 濕法消化[4]；稱樣品0.5g于三角瓶中，加入幾粒玻璃珠防止暴沸溶液濺出，加入30~40mL的混合酸（硝酸+高氯酸=1+4），注意，安全期間高氯酸的量不能超過整個酸體系的20%），在三角瓶上方蓋上坩堝蓋，在電熱板上中火加熱，直至溶液變?yōu)闊o色透明溶液，約2~3mL時待微涼加入幾毫升的去離子水，再加熱趕酸，然后轉(zhuǎn)移定容25mL。隨同試樣做空白實驗。

1.4 AAS測試工作條件

原子吸收儀器設(shè)定條件如表2，

2 結(jié)果與討論

2.1 干法灰化

干法灰化米粉需要時間比較長，而且消化不完全，經(jīng)過長時間高溫度的馬弗爐灼燒還是會存有黑色難溶顆粒，需要用酸反復(fù)溶解和灰化，直到全部溶解，長時間高溫的反復(fù)灰化對待測元素會造成一定的揮發(fā)損失[2]。致使干法灰化測定的米粉，回收率相對比較低。

2.2 濕法消化

濕法消化需要大量的酸，而且危險性比較大，在加熱過程中，高氯酸的濃度一定不能大于1＋4[4]，如果超過此標(biāo)準(zhǔn)有爆炸的危險。而且加熱過程要注意觀察千萬不能蒸干。否則被測元素有損失，還有爆炸的危險。由于處理過程引入大量的酸液增加了干擾物質(zhì)，使回收率略微偏高。

2.3 微波消化

此消化方法具有危險性小，用酸量少，誤差小，及干擾因素少等優(yōu)點。重要的是消化后，在轉(zhuǎn)移前為了避免酸度對結(jié)果的影響，必須除去多余的酸。本文采用消解液置于電熱板上水浴低溫趕除過量的HNO3至剩1mL后，轉(zhuǎn)移定容至25mL容量瓶。定容后溶液酸度與標(biāo)液酸度基本一致，定量取樣與標(biāo)準(zhǔn)系列一起測定，不影響測定結(jié)果。

2.4 方法檢出限

按確定的樣品測定方法進(jìn)行全程試劑空白測定7次(見表3)，以其測定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍計算檢出限為0.06mg/l.依據(jù)稱樣量和樣品最終定容體積計算樣品的檢出限可達(dá)到1mg/kg, 測試范圍3～100μg/g，相對偏差±5%，可滿足目前一些國際標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.5 回收試驗和精密度

對同一樣品用三種不同的方法進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，鐵元素標(biāo)準(zhǔn)加入量均為1μg/mL。計算回收率；同時每種方法對樣品進(jìn)行7次平行測定，計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果（見表4）。

3 影響因素分析

3.1 分析消化液中HClO4, HNO3, H2O2用量對消解效果的影響

一般根據(jù)奶粉中的消解難易程度而配給不同比例的HNO3和HCLO4，考慮到消化罐傳感溫度的需要，消解液一般不得低于5ml，如果樣品難于消解可適當(dāng)?shù)奶砑親2O2和HCLO4。根據(jù)實驗經(jīng)驗一般難消解的小料（配方粉的添加劑、強化劑等）可添加0.5ml~0.2ml H2O2便可完全消解。適當(dāng)添加少量的HCLO4可起到同樣的作用。

3.2 微波消解溫度和時間的確定

微波程序通常包括快速升溫和恒溫兩個階段，而最為重要的兩個參數(shù)既恒溫溫度和時間。一般溫度越高消化越徹底，但出于對恒溫箱和消解罐的使用壽命考慮，溫度不能太高。時間不能太長，通過實驗確定如表5所示，確定恒溫溫度最好為140℃，加熱2h。

[1]郭滿棟，馬淑娟，王曉華等. 理化檢驗（化學(xué)分冊），2002，38（3）：158

[2]嬰幼兒配方食品和乳粉通用檢驗方法 GB5413.21-1997

[3]食品衛(wèi)生檢驗方法 理化部分（—）GB5009.90-2003

[4]劉宗華，黃理納. 分析實驗室，2004 24（2）：66～68