食用菌（香菇）微量汞的測定探析

孫曉薇，金 鈺，于 磊

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食用菌（香菇）微量汞的測定探析

孫曉薇，金 鈺，于 磊

（河南省林業(yè)科學(xué)研究院，鄭州 450008）

針對香菇中汞的測定，對樣品的前處理和上機(jī)過程中還原劑的濃度進(jìn)行探討和優(yōu)化，通過改變不同的處理方式如預(yù)處理過程中加入穩(wěn)定劑重鉻酸鉀、上機(jī)過程中改變還原劑硼氫化鉀的濃度等，經(jīng)過一系列的測定，來計算比較其加標(biāo)回收率，以優(yōu)化香菇中微量汞的測定方法。測定結(jié)果為：預(yù)處理過程中加入穩(wěn)定劑重鉻酸鉀，上機(jī)過程中使用0.5%濃度的還原劑硼氫化鉀時香菇中汞的平均加標(biāo)回收率為85%~105%，精密度≤3.5%，建立的微波消解-雙道原子熒光光譜法方便、快捷、準(zhǔn)確，可用于香菇中微量汞的測定。

香菇；汞；分析

香菇是我國傳統(tǒng)的著名食用菌，營養(yǎng)豐富，味道鮮美，主要成分是甘露醇、海藻糖和菌糖，葡萄糖、戊聚糖、甲基戊聚糖等。由于香菇味道鮮美，營養(yǎng)豐富，是人們經(jīng)常食用的菌類。干香菇中含蛋白18.64％，脂肪4.8％，碳水化合物71％，并含有十多種氨基酸。香菇多糖對癌細(xì)胞具有明顯的抑制作用[1]，并有增強(qiáng)人體的生理活性的醫(yī)療保健功能，因此更加備受世人的青睞。隨著環(huán)境的污染以及人們對食品安全意識的提高，食品中重金屬含量逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，香菇的成分復(fù)雜特殊，汞在香菇中含量很低而且容易揮發(fā)[1]。國際測汞的處理方法有高錳酸鉀消解法、五氧化二釩消解法，其取樣量多、時間長、操作繁瑣。微波消解技術(shù)可以破壞香菇樣品中的有機(jī)化合物，具有樣品消化完全，污染少、節(jié)約試劑和方便快捷等特點(diǎn)，雙道原子熒光分析法具有方便、快捷、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。采用微波消解-雙道原子熒光法測香菇中的微量汞[2]，試樣經(jīng)酸加熱消解后，在酸性介質(zhì)中，試樣中汞被硼氫化鉀或硼氫化鈉還原成原子態(tài)汞，由載氣（氬氣）帶入原子化器中，在特制汞空心陰極燈照射下，基態(tài)汞原子被激發(fā)至高能態(tài)，再去活化回到基態(tài)時，發(fā)射出特征波長的熒光，其熒光強(qiáng)度與汞含量成正比，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。方法簡便、快速、準(zhǔn)確，能滿足香菇中國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[3]干香菌類汞≤0.2 mg/kg，鮮香菌汞≤0.1 mg/kg的測定。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料干香菇：德河鑫食品有限公司（源產(chǎn)地：河南西峽）。

1.1.2 儀器與設(shè)備雙道原子熒光光度計（型號：AFS-9120），北京吉天實(shí)驗(yàn)儀器廠。

微波消解儀（型號：MDS-2002A），上海新儀。

微型植物粉碎機(jī)（型號：FZ102），天津市泰斯特儀器有限公司。

所有玻璃儀器均需以硝酸（1+5）浸泡過夜，用水反復(fù)沖洗，最后用去離子水沖洗干凈晾干[4]。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)試劑

硝酸（優(yōu)級純）

硝酸溶液（5%）：量取50 ml硝酸，緩緩倒入450 ml水中，混勻。

氫氧化鉀溶液（0.2%）：稱取2.0 g氫氧化鉀，溶于水中，稀釋至1 000 mL，混勻。

硼氫化鉀溶液（1%）：稱取10.0 g硼氫化鉀，溶于0.2%氫氧化鉀溶液中，并稀釋至1 000 mL，混勻，現(xiàn)用現(xiàn)配[5]。

重鉻酸鉀硝酸溶液（0.05%）：取0.5g重鉻酸鉀，溶于5%硝酸中，定容至1 000 mL容量瓶中，搖勻待用。

汞標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（1 mg/mL）：國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心。

汞標(biāo)準(zhǔn)使用液：用移液管吸取汞標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（1 mg/mL）mL 于100 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液稀釋至刻度，混勻，此溶液濃度為10μg/mL，再分別吸取10μg/mL汞標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL于100 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液稀釋至刻度，混勻，此溶液濃度分別為100 ng/mL。用于測定低濃度試樣制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

由于菌類食品屬于低濃度含汞食品，故用100 ng/mL標(biāo)準(zhǔn)使用液，由于雙道原子熒光光度計具有自動稀釋進(jìn)樣功能，故可設(shè)定后直接進(jìn)樣，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 低濃度標(biāo)準(zhǔn)系列的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)

1.2 實(shí)驗(yàn)方法：

1.2.1 樣品預(yù)處理

微波消解處理[6]：干的香菇經(jīng)微型植物粉碎機(jī)粉碎過40目篩后，稱取0.2 g試樣于消解罐中，加入5 mL硝酸浸泡過夜，蓋好安全閥，將消解內(nèi)罐置消解外罐加蓋密封，于微波消解儀中，依照消化條件進(jìn)行程控消解。

表2 微波消解參數(shù)

1.2.2 樣品的測定

樣品消解完畢，冷卻近室溫，將消解罐打開置于通風(fēng)櫥中，放置10 min，將消解后的溶液轉(zhuǎn)移到10 mL容量瓶中，并用5%硝酸溶液定容至刻度（加穩(wěn)定劑時用重鉻酸鉀硝酸溶液（0.05%）定量轉(zhuǎn)移并定容至10 mL）。

1.2.3 儀器條件

載氣和屏蔽氣流量：氮?dú)鈱晒庵涤幸欢ǖ拟缱饔?，采用氬氣做氣源時儀器靈敏度高，因此采用氬氣作為載氣和屏蔽氣[7]。屏蔽氣流量對儀器靈敏度也有一定的影響，載氣的作用是將反應(yīng)生成的汞蒸氣攜帶進(jìn)入汞吸收池。為保證汞原子在激發(fā)區(qū)有足夠密度和停留時間，載氣流量要適當(dāng)。流量過大會沖稀汞原子蒸氣并使其在光路上停留時間較短，使靈敏度降低；而流量過小則難以迅速將汞蒸氣帶入汞吸收池，同樣降低靈敏度。在0.1~0.4 L/min范圍內(nèi)熒光強(qiáng)度比較穩(wěn)定，選擇屏蔽氣流量為0.4 L/min。

光電倍增管負(fù)高壓對儀器的靈敏度和穩(wěn)定性的影響也很大[8]。靈敏度隨負(fù)高壓的提高而急劇上升，但同時也增加儀器的噪聲，基線也隨之漂移，嚴(yán)重影響儀器的穩(wěn)定性；負(fù)高壓也不能過低，否則靈敏度太低，在350~500 V進(jìn)行試驗(yàn)，確定負(fù)高壓410 V較為合適。

固定其他條件，還原時間一般為30~50 s，測定汞標(biāo)準(zhǔn)操作液的熒光值，選擇還原時間為40 s。

2 結(jié)果與分析

2.1 汞的標(biāo)準(zhǔn)曲線

在設(shè)定的儀器條件下，按照表1中設(shè)定好的濃度進(jìn)行自動進(jìn)樣。在選定的實(shí)驗(yàn)條件下測定熒光強(qiáng)度，其線性方程為y=560.76x +1.2848，相關(guān)系數(shù)平方為R2=0.9995，結(jié)果見圖1。

圖1 汞的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 未加穩(wěn)定劑，還原劑硼氫化鉀的濃度為1%時的測定結(jié)果

由表3、表4可以看出，在精密度小于5%的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)中，樣品的平均加標(biāo)回收率一般在65%~125%之間，可見，在未加穩(wěn)定劑，還原劑硼氫化鉀的濃度為1%時進(jìn)行測定的結(jié)果很難滿足實(shí)驗(yàn)要求。汞是很不穩(wěn)定的，在常溫下易揮發(fā)，另外，還原劑的濃度的高低直接影響樣品中汞的測定結(jié)果。所以，可以嘗試在這兩個因素方面進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

表3 樣品結(jié)果處理

表4 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

注：重復(fù)實(shí)驗(yàn)的精密度均小于3.5%

2.3 加入穩(wěn)定劑，還原劑硼氫化鉀的濃度為1%時的測定結(jié)果

由表5、表6可以看出，通過在樣品上機(jī)過程中加入穩(wěn)定劑重鉻酸鉀后，汞的加標(biāo)回收率與未加穩(wěn)定劑相比提高5.4個百分點(diǎn)。在很多次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)回收率一般在70%~120%之間，與未加相比回收率明顯提高?？梢?，穩(wěn)定劑重鉻酸鉀對香菇中汞的加標(biāo)回收率的提高具有很大的作用。

表5 樣品結(jié)果處理

表6 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4 未加穩(wěn)定劑，還原劑硼氫化鉀的濃度為0.5%時的測定結(jié)果

由表7、表8可以看出，通過在上機(jī)過程中改變還原劑的濃度，香菇中汞的平均加標(biāo)回收率結(jié)果為81.1%。在很多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，還原劑硼氫化鉀的濃度越低，測汞的靈敏度越高，同時還可大大降低各種干擾（但不能低于0.01%）。但是濃度太小，還原效果不明顯，影響所測溶液的酸堿度，一般在0.5%~1%范圍內(nèi)熒光強(qiáng)度比較穩(wěn)定，選擇0.5%時最佳。在不加穩(wěn)定劑，用濃度為0.5%的還原劑硼氫化鉀測定的回收率結(jié)果在70%~120%之間，這與不加穩(wěn)定劑，使用濃度為1%的還原劑硼氫化鉀測定的回收率結(jié)果相比，明顯提高。

表7 樣品結(jié)果處理

表8 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.5 加入穩(wěn)定劑，還原劑硼氫化鉀的濃度為0.5%時的測定結(jié)果

由表9、表10可以看出，在穩(wěn)定劑和濃度為0.5%的還原劑都存在時，得出的加標(biāo)回收率達(dá)到87.1%，在若干次重復(fù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，此時的加標(biāo)回收率在85%~105%之間，可見，在本實(shí)驗(yàn)室儀器條件下，加入穩(wěn)定劑，并使用濃度為0.5%的還原劑硼氫化鉀時，香菇中汞的加標(biāo)回收率達(dá)到最高。

表9 樣品結(jié)果處理

表10 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

3.1由于汞很不穩(wěn)定，在空氣中易揮發(fā)，在不加穩(wěn)定劑重鉻酸鉀，同時使用1%濃度的還原劑硼氫化鉀的情況下，通過測定香菇中汞的含量，計算得出香菇中汞的加標(biāo)回收率，僅達(dá)到70.8%，在此種情況下通過反復(fù)測定，回收率一般在65%~125%的范圍內(nèi)，這很難滿足微波消解-雙道原子熒光光譜法測定香菇中微量汞的要求。

3.2在上機(jī)過程中加入穩(wěn)定劑重鉻酸鉀，同時使用1%濃度的還原劑硼氫化鉀的情況下，通過測定香菇中汞的含量，計算得出的香菇中汞的平均加標(biāo)回收率為76.2%，這與不加穩(wěn)定劑，同時使用1%濃度的還原劑硼氫化鉀的情況下相比，汞的加標(biāo)回收率明顯提高。在此種情況下通過若干次反復(fù)平行測定，回收率一般在70%~120%的范圍內(nèi)。

3.3 在上機(jī)過程中不加穩(wěn)定劑重鉻酸鉀，但使用0.5%濃度的還原劑硼氫化鉀的情況下，通過測定香菇中汞的含量，計算得出香菇中汞的平均加標(biāo)回收率結(jié)果為81.1%，這與不加穩(wěn)定劑，使用1%濃度的還原劑硼氫化鉀的情況下相比，回收率明顯提高。在此種情況下通過若干次反復(fù)平行測定，回收率一般在70%~120%的范圍內(nèi)。

3.4 在加入穩(wěn)定劑重鉻酸鉀，同時使用0.5%的還原劑硼氫化鉀的情況下，通過測定香菇中汞的含量，計算得出的香菇中汞的平均加標(biāo)回收率達(dá)到87.1%，這與以上各種情況下相比，香菇中汞的平均加標(biāo)回收率最高。在此種情況下通過若干次反復(fù)平行測定，回收率一般在85%~105%的范圍內(nèi)。

3.5 綜上所述：預(yù)處理過程中加入穩(wěn)定劑重鉻酸鉀，上機(jī)過程中使用0.5%濃度的還原劑硼氫化鉀時香菇中汞的平均加標(biāo)回收率為85%~105%，精密度≤3.5%。儀器工作參數(shù)：測定波長253.7 nm，負(fù)高壓410 V，載氣流量1.5 L/min 屏蔽氣流量為0.4 L/min，樣品還原時間 40 s。建立的微波消解-雙道原子熒光光譜法方便、快捷、準(zhǔn)確，可用于香菇中微量汞的測定。

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2012-03-16

O 657. 31

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1003-2630（2012）01-0015-04

（責(zé)任編輯：王團(tuán)榮）