魚類產(chǎn)品中鎘測定方法的研究

王維潔，鄭 斌，夏松養(yǎng)，戴意飛

（1.浙江海洋學(xué)院食品與藥學(xué)學(xué)院、醫(yī)學(xué)院，浙江舟山 316004；2.舟山市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院，浙江舟山 316021）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水產(chǎn)品消費量不斷增加，人類除糧食中鎘的含量外，水產(chǎn)品中鎘的含量也引起國際有關(guān)組織的高度重視。鎘是毒性很強(qiáng)的元素，進(jìn)食少量鎘便有可能引發(fā)嚴(yán)重的中毒癥狀，損壞人體腎近曲小管上皮細(xì)胞，臨床上出現(xiàn)高鈣尿、蛋白尿、糖尿、氨基酸尿，最后導(dǎo)致負(fù)鈣平衡，引起骨質(zhì)疏松。鎘的安全攝入量問題已受到世界各國的關(guān)注[1-3]。

WTO確定鎘為優(yōu)先研究的食品污染物,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署提出12種具有全球性意義的危險化學(xué)物質(zhì)，鎘被列為首位，建議對鎘允許攝入量≤1 μg/kg。其污染主要來源于各種工業(yè)廢水、廢氣和廢渣，鎘在一般環(huán)境中含量相當(dāng)?shù)停赏ㄟ^食物鏈富集后達(dá)到相當(dāng)高濃度。水生生物對鎘的富集力較強(qiáng)，魚類可富集103～105倍的鎘。采用準(zhǔn)確且容易推廣的方法來檢測魚類產(chǎn)品中鎘的含量至關(guān)重要[4]。

目前報道的有關(guān)鎘的測定方法大多應(yīng)用于土壤、植物、飼料及中藥材等樣品的測定，而對水產(chǎn)品中魚類產(chǎn)品鎘的測定鮮有報道。常見的鎘的測定方法主要有石墨爐原子吸收光譜法、火焰原子吸收光譜法、原子熒光光譜法和鎘試劑比色法。而火焰原子吸收法存在稱樣量大、空白值高和測試繁瑣等問題，鎘試劑比色法靈敏度較低、測試時間長，這2種方法不適宜水產(chǎn)品中魚類產(chǎn)品痕量鎘的測定。

用石墨爐原子吸收光譜法測定水產(chǎn)品中魚類產(chǎn)品的鎘具有背景干擾小，靈敏度高的特點；原子熒光光譜測定水產(chǎn)品中的鎘具有速度快、可一次檢測多個樣品的特點。因此目前采用的方法多為石墨爐原子吸收光譜法和原子熒光光譜法[5]。筆者通過對水產(chǎn)品中魚類產(chǎn)品鎘的檢測方法的研究，以及對在研究過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，得出適合水產(chǎn)品檢測的方法。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器

美國熱電公司石墨爐原子吸收光譜儀（GFS97）；意大利MILESTONE微波消解系統(tǒng)（ETHOS A）；多功能食品加工機(jī)（SQ2010）：電熱板（EH20A PLUS）；梅特勒公司電子天平（AB204-N）。

1.1.2 試劑

磷酸二氫銨（2 g/100 mL）：稱取2 g磷酸二氫銨，以水溶解稀釋至100 mL；鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液（4 μg/L）：精確吸取鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備液，用超純水逐級稀釋至4 μg/L；硝酸（優(yōu)級純）。

1.2 方法

1.2.1 試樣前處理

微波消解法：稱取魚類固體試樣0.1～0.3 g，置于微波消解中，加入7.0 mL硝酸和1.0 mL雙氧水，放置10 min，同時，設(shè)置微波消解條件見表1，然后將消解罐置于微波消解器中消解。待消解完后，將電熱板調(diào)至硝酸的沸點溫度102.05℃[6]，于電熱板上趕酸至1.0 mL左右，將酸趕凈，再加少許水，繼續(xù)加熱5 min，冷卻后，轉(zhuǎn)容至25 mL容量瓶中，定容至25 mL，搖勻，作為待測液備用。同時做試劑空白。

1.2.2 試樣測定

表1 樣品前處理微波消解程序Tab.1 Microwave digestion procedure of sample pre-treatment

設(shè)置儀器升溫程序，背景校正采用氘燈，以4 μg/L鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液為主標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用智能稀釋，濃度分別為0.5、1.0、2.0、4.0 μg/L測定標(biāo)準(zhǔn)系列，在同一工作條件下測定樣品空白及樣品溶液，以吸光值為縱坐標(biāo)，濃度C（μg/L）為橫坐標(biāo)，根據(jù)儀器檢測結(jié)果，得出的結(jié)果為待測液濃度，按下式計算結(jié)果

式中：X為試樣中鎘含量，mg/kg；A1為測定用試樣液中鎘的濃度，μg/L；A2為試樣空白液中鎘的濃度，μg/L；m為試樣質(zhì)量，g；V為試樣消化總體積，mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理方法的選擇

食品中重金屬的分析和其他分析一樣，關(guān)鍵在于如何將重金屬從其他干擾其測定的物質(zhì)中分離出來。常用于有機(jī)物破壞的方法有兩種：

干法灰化：在較高的溫度下，用氧來氧化樣品。準(zhǔn)確稱取一定量的樣品，放在英坩堝或鉑坩堝中，于80～150℃低溫加熱趕去大量有機(jī)物，然后放于高溫爐中，加熱至450～550℃進(jìn)行灰化處理。冷卻后，再將灰份用HNO3，HCl或其它溶劑進(jìn)行溶解，如有必要，則加熱溶液以使殘渣溶解完全。最后轉(zhuǎn)移到容量瓶中，稀釋溶液至刻度。

濕法消化：就是在樣品升溫下用合適的酸加以氧化。最常用的是鹽酸+硝酸法、硝酸+高氯酸法或硫酸+硝酸等混合酸法。至于采用何種混酸消化樣品，視樣品類型而定。若用微波溶樣技術(shù)，可將樣品放在聚四氟乙烯燜罐中，于專用微波爐中加熱消化樣品[7]。微波消解是一種簡便、安全、快速的樣品制備方法，已廣泛的運用于水產(chǎn)品等領(lǐng)域的分析測試[7]。

通過比較得出：采用微波消解方法（即濕法消化）預(yù)處理樣品較優(yōu)。這是因為它處理樣品時間很短，由于傳統(tǒng)的加熱方法是利用熱源和樣品之間的中間介質(zhì)將熱傳導(dǎo)給樣品，而微波加熱不需要這種介質(zhì)，而是將能量直接引入樣品內(nèi)部.在試樣的不同部位，微波均同時產(chǎn)生熱效應(yīng)，這不僅使加熱更快速，而且更均勻，大大縮短了加熱的時間。相對傳統(tǒng)的加熱方式快速高效，而且樣品用量少，空白值低，其準(zhǔn)確度、重現(xiàn)性和分析速度都大大提高。

2.2 進(jìn)樣模式和進(jìn)樣量的選定

選用自動配制進(jìn)樣模式，即標(biāo)樣自動稀釋配制，其中稀釋液為超純水。配制鎘標(biāo)準(zhǔn)母液濃度為4 μg/L，設(shè)定標(biāo)樣方法濃度系列為 0.000、0.500、1.000、2.000、4.000 μg/L。經(jīng)實驗選定進(jìn)樣體積總量 20 μL，包括基體改進(jìn)劑 5 μL、進(jìn)樣量(樣品或母液)為 15 μL。

2.3 干燥、灰化、原子化溫度和時間的選擇

干燥溫度選定斜坡升溫方式，以防止試液沸騰,又將低沸點的雜質(zhì)揮發(fā)掉。正常情況下鎘原子在350～450℃揮發(fā)，因此灰化溫度要低于350℃，才能避免鎘的損失，由于磷酸二氫銨基體改進(jìn)劑的加入，使得鎘的揮發(fā)溫度提高，本文選定300℃為鎘的灰化溫度，時間20 s，這樣既無損失,又去干擾。由以往文獻(xiàn)資料可得原子化溫度隨磷酸二氫銨基體改進(jìn)劑的加入對測定靈敏度影響不大，原子化溫度和時間選定為900℃、時間 3.5 s。

2.4 儀器參數(shù)的討論

（1）選擇通帶寬度是以吸收線附近無干擾譜線存在并能夠分開最靠近的非共振線為原則，適當(dāng)放寬狹縫寬度，以增加檢測的能量，提高信噪比和測定的穩(wěn)定性。過小的光譜通帶使可利用的光強(qiáng)度減弱，不利于測定。

（2）燈電流小，發(fā)射線半寬度窄，放電不穩(wěn)定，光譜輸出強(qiáng)度小，靈敏度高；燈電流大，發(fā)射線強(qiáng)度大，發(fā)射譜線變寬，但譜線輪廓變壞，導(dǎo)致靈敏度下降，信噪比小，燈壽命縮短。

（3）灰化階段的一個作用是盡量使待測元素以相同的化學(xué)形態(tài)進(jìn)入原子化階段；它的另一個作用是減少原子化過程中的背景吸收。

（4）較低的灰化溫度和較短的灰化時間有利于減少待測元素的損失。對中、高溫元素，使用較高的灰化溫度不易發(fā)生損失，而對低溫元素，因為它們較易損失，所以不能用提高灰化溫度的方法來降低干擾。

2.5 樣品空白較大的處理

樣品空白較大，可能產(chǎn)生的原因有兩個：

（1）石墨管清洗不干凈。因為該儀器設(shè)置的程序是按濃度測標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后測樣品空白，最后測樣品。在吸了較高濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液后再吸空白，可能會造成污染，從而導(dǎo)致樣品空白濃度偏高。這時可以采取多燃燒幾次石墨管來解決。

（2）所加試劑的影響。如果樣品空白的吸光值比樣品的大，那么另一個可能的原因就是所加試劑對待測元素產(chǎn)生了負(fù)效應(yīng)。因此在選用石墨爐進(jìn)行痕量元素測定時要注意所用試劑的純度，尤其是酸。在整個消解過程中，酸作為氧化劑，因此在選用酸時，有必要對酸的空白進(jìn)行測試。

2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線線性

根據(jù)1.2.2測定標(biāo)準(zhǔn)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，在0～4.0 μg/L濃度范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)為r=0.999 3，見表2和圖1。

表2 標(biāo)準(zhǔn)濃度結(jié)果一覽表Tab2 The results of standard

曲線表明，在該濃度范圍內(nèi)，線性良好，曲線相關(guān)系數(shù)為0.999 3。

2.7 方法的準(zhǔn)確度試驗

按照樣品分析步驟對3份不同的魚類樣品采用加標(biāo)回收率試驗，結(jié)果鎘的回收率為91.0%～103.1%。

2.8 方法的準(zhǔn)確度試驗

按照樣品分析步驟對3份不同的魚類樣品采用加標(biāo)回收率試驗，結(jié)果鎘的回收率為88.0%～102.9%，結(jié)果見表4。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve

表4 樣品回收率試驗結(jié)果Tab.4 The testing results of recoveries

2.9 方法的精密度試驗

應(yīng)用該法對3份不同樣品在相同條件下進(jìn)行6次測試，結(jié)果RSD為8.3%～11.5%。結(jié)果見表5。

表5 精密度實驗結(jié)果Tab.5 The testing results of precision

3 小結(jié)

石墨爐原子吸光光譜法測定鎘不僅操作容易，能實現(xiàn)大批量檢測，而且靈敏度高，檢測限高，適合于水產(chǎn)品中魚類痕量鎘的測定。相信應(yīng)用此法測定水產(chǎn)品中的鎘，能提高我們對鎘的檢測能力，從而達(dá)到確保食品安全性、控制人體鎘攝入量的目的。此法前景廣闊。

[1]劉桂榮,張 瑾,孟昭宇.水產(chǎn)品中鎘的檢測方法研究進(jìn)展[J].齊魯漁業(yè),2005,22(7):42-43.

[2]汪書紅,李 林.食品中鎘研究進(jìn)展[J].糧食與油脂,2007(9):45-48.

[3]王竹天,王茂起,韓宏偉,等.2002年我國水產(chǎn)食品中鎘含量監(jiān)測及分析[J].衛(wèi)生研究,2004,33(4):473-474.

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[5]吳政宙,陳文君.食品中痕量鎘的測定[J].光譜實驗室,2005,22(4):814-817.

[6]中國醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司.試劑手冊[S].2002.

[7]劉 勇,毛華明.飼料儀器分析實驗與技術(shù)[M].云南省動物營養(yǎng)與飼料重點實驗室.