正交試驗(yàn)在石墨爐原子吸收法測(cè)定食用菌中鉛的應(yīng)用

簡(jiǎn)偉明，李 崇，2，李潔儀

（1.廣東粵微食用菌技術(shù)有限公司，廣東 廣州510663；2.廣東省微生物研究所，廣東 廣州510070）

1 引言

鉛是一種具有蓄積性、多親和性的有害物質(zhì)。對(duì)人體多種組織，如神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和腎臟造成損害，并影響人體的免疫系統(tǒng)，使機(jī)體抵抗力下降［1］。食用菌生長(zhǎng)對(duì)重金屬不敏感，會(huì)通過(guò)生物作用和吸附作用吸收，以酶和細(xì)胞壁活性基團(tuán)結(jié)合或改變重金屬特性變?yōu)椴蝗芪锍恋?。食用菌被人所食用后，其中重金屬進(jìn)入人體消化系統(tǒng)后不能被排出，在人體的某些器官內(nèi)蓄積造成慢性中毒，危害人體健康。因此應(yīng)嚴(yán)格控制食用菌重金屬含量指標(biāo)。

目前食品中鉛測(cè)定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法是石墨爐原子吸收光譜法、火焰原子吸收光譜法、比色法、氫化物原子熒光法和單掃描極譜法［2］。而石墨爐原子吸收光譜法具有靈敏度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，已成為重金屬鉛檢測(cè)的一種重要方法。由于該法中灰化溫度、原子化溫度、基體改進(jìn)劑的使用等因素相互影響，并影響最終檢測(cè)結(jié)果。本文通過(guò)四因素三水平的正交試驗(yàn)，只用了9次試驗(yàn)就完成了理論上81次試驗(yàn)才能完成測(cè)試，得到了較滿意的石墨爐原子吸收法測(cè)食用菌中鉛的實(shí)驗(yàn)條件。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

日本日立Z－2700石墨爐原子吸收分光光度計(jì)，C型熱解石墨管，鉛空心陰極燈，EH－20B電熱板，DGH－9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，高壓消解罐；優(yōu)級(jí)純硝酸和30%過(guò)氧化氫，分析純磷酸二氫銨、磷酸銨、抗壞血酸、硝酸鎂，鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供），試劑用水為去離子水；樣品由廣東粵微食用菌技術(shù)有限公司提供。

2.2 儀器工作條件

鉛波 長(zhǎng) 283.3nm，狹 縫 1.3nm，燈 電 流6.0mA，背景校正為塞曼效應(yīng)，進(jìn)樣體積20μL，測(cè)定方式為峰高法，石墨爐升溫程序見表1。

表1 石墨爐升溫程序

2.3 樣品消化

準(zhǔn)確稱取0.5g樣品置聚四氟乙烯瓶中，加入5mL HNO3和3mL H2O2，搖勻后加蓋密封，置于不銹鋼套內(nèi)擰緊，放置2～3h。放置150℃恒溫干燥箱內(nèi)保持3～4h，取出冷至室溫，于電熱板上趕酸，蒸至0.5～1.0mL后，取下冷卻，定容至刻度。同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

2.4 鉛標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

準(zhǔn)確吸取1mg／mL鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，逐級(jí)稀釋配制成100ng／mL鉛標(biāo)準(zhǔn)工作液；吸取100ng／mL鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00mL、2.00mL、5.00mL、10.0mL、15.0mL、20.0mL，置于100mL 容量瓶中，配制成0.00、2.00、5.00、10.0、15.0、20.0ng／mL的標(biāo)準(zhǔn)系列。

3 結(jié)果與討論

3.1 正交表實(shí)驗(yàn)優(yōu)化試驗(yàn)條件

石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定食用菌鉛的升溫程序控制非常重要，其中石墨爐的灰化溫度、原子化溫度對(duì)測(cè)定靈敏度影響很大；同時(shí)，試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)基體改進(jìn)劑濃度、種類及用量對(duì)測(cè)定結(jié)果有較大影響。肖艷玲［1］、王立［3］、孫翔［4］、王芬［5］等較全面探索了幾種常用基體改進(jìn)劑在石墨爐原子吸收法測(cè)定鉛的應(yīng)用，本文綜合試驗(yàn)了文獻(xiàn)報(bào)道中的磷酸二氫銨、磷酸銨、抗壞血酸、硝酸鎂、磷酸二氫銨＋抗壞血酸混合、磷酸二氫銨＋硝酸鎂混合等幾種基體改進(jìn)劑，并選取效果較好的磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫銨＋硝酸鎂混合基體改進(jìn)劑進(jìn)行正交試驗(yàn)。由于灰化溫度、原子化溫度、基體改進(jìn)劑種類及用量4個(gè)因素相互影響，相互制約，因此，本文選用L9（34）正交表進(jìn)行試驗(yàn)，篩選最佳試驗(yàn)方案，見表2。

表2 L9（34）正交表實(shí)驗(yàn)方案及測(cè)定結(jié)果

由表2直接觀察并不能得出哪些因素是影響吸光度值的主要因素，哪些是次要因素，因此本文對(duì)L9（34）正交試驗(yàn)進(jìn)行直觀分析，分析結(jié)果見表3。

表3 L9（34）正交試驗(yàn)直觀分析表

由表3可見，極差灰化溫度因素＞基體改進(jìn)劑用量因素＞原子化溫度因素＝基體改進(jìn)劑種類因素，說(shuō)明灰化溫度對(duì)測(cè)定吸光度影響最大，其他因素對(duì)吸光度值影響較小。K最大值分別為K21＝0.064，K22＝0.063，K33＝0.063，K34＝0.064。即灰化溫度600℃，原子化溫度1 900℃，基體改進(jìn)劑為磷酸二氫銨＋硝酸鎂混合溶液，加入量10μL時(shí)，測(cè)定靈敏度最高。

3.2 線性范圍與檢出限

按正交試驗(yàn)優(yōu)選出實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)配制好的0.00、2.00、5.00、10.0、15.0、20.0ng／mLPb標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行分析，并對(duì)其吸光值（y）與濃度（x）進(jìn)行回歸分析，得工作曲線回歸方程：

說(shuō)明鉛濃度在0.00～20.0ng／mL范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系。同時(shí)用試劑空白連續(xù)測(cè)定11次，以3倍空白值的標(biāo)準(zhǔn)偏差與標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率的比值計(jì)算檢出限，本方法檢出限為0.24ng／mL。

3.3 精密度試驗(yàn)

按試驗(yàn)方法，對(duì)10ng／mL鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)進(jìn)樣11次，測(cè)得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.05%，重現(xiàn)性良好，符合實(shí)際測(cè)定要求。

3.4 回收率試驗(yàn)

取已知待測(cè)元素含量的黑木耳試樣6份，進(jìn)行3個(gè)濃度的鉛含量加標(biāo)回收率試驗(yàn)，每個(gè)濃度做2個(gè)平行。試驗(yàn)結(jié)果表明，鉛的加標(biāo)回收率95.5%～100.3%之間，結(jié)果見表4。

表4 回收試驗(yàn)結(jié)果

3.5 部分食用菌樣品Pb含量測(cè)定

根據(jù)本試驗(yàn)建立的分析條件，對(duì)各地銷售的紫芝、赤芝、灰樹花、猴頭菇、雪耳、茶樹菇、杏鮑菇、黑木耳、毛木耳、滑菇、香菇、北蟲草、竹蓀、黑虎掌、牛肝菌等15種食用菌進(jìn)行Pb含量分析，測(cè)定結(jié)果如表5。

4 結(jié)語(yǔ)

本方法采用高壓消解法處理食用菌樣品，通過(guò)四因素三水平正交試驗(yàn)優(yōu)化了石墨爐原子吸收法測(cè)定食用菌中鉛的實(shí)驗(yàn)條件，得到了良好的檢出限、精密度和回收率，能滿足實(shí)際檢測(cè)要求。

就目前市場(chǎng)上銷售的15種食用菌、34個(gè)樣品的抽檢發(fā)現(xiàn)，97%的食用菌鉛含量小于2.0mg／kg。根據(jù)GB 7096－2003食用菌衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［6］規(guī)定，食用菌類Pb≤2.0mg／kg。盡管本次抽檢食用菌樣品中只有一個(gè)批次的黑木耳Pb超出限量，但由于不同品種不同批次不同產(chǎn)地的食用菌中鉛含量差異也較大，因此，有關(guān)部門還需加強(qiáng)對(duì)市售食用菌重金屬的監(jiān)控。

表5 部分食用菌樣品Pb含量測(cè)定結(jié)果

注：ND為樣品中鉛含量小于檢出限；括號(hào)內(nèi)為食用菌產(chǎn)地。

［1］肖艷玲，馮躍華，盧 黃，等.基體改進(jìn)劑在石墨爐原子吸收法測(cè)定食品中鉛的應(yīng)用［J］.安徽師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，33（1）：48～51.

［2］中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.GB／T 5009.12－2010.食品中鉛的測(cè)定［S］.北京：中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部，2010.

［3］王 立，于笑宇，施家威，等.多組份混合基體改進(jìn)劑石墨爐原子吸收法測(cè)定全血中鉛［J］.中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2008，18（7）：1 313～1 383.

［4］孫 翔.幾種基體改進(jìn)劑用于石墨爐原子吸收測(cè)定血鉛的研究［J］.醫(yī)學(xué)動(dòng)物防制，2010，26（5）：476～477.

［5］王 芬，鐘永聰，王海燕等.石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定全血中鉛的方法改進(jìn)［J］.理化檢驗(yàn)－化學(xué)分冊(cè)，2004，40（9）：525～528.

［6］中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.GB 7096－2003.食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部，2003.