微波消解—電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定面制食品中的鋁

楊建興　董川

摘 要：目的：建立以過(guò)氧化氫-硝酸的混合體系進(jìn)行微波消解處理樣品，運(yùn)用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）法，對(duì)53份面制品中的鋁含量進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果：該方法的檢出限為0.3mg/kg，定量限為1.0mg/kg，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 7，加標(biāo)回收率為94.6%～105.4%，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3%～4.1%。結(jié)論：該方法操作簡(jiǎn)單、分析速度快、檢出限低、線性范圍寬，適用于面制食品中鋁含量的測(cè)定。

關(guān)鍵詞：微波消解；ICP-MS；鋁；面制食品

中圖分類號(hào) TS210.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）17-0149-03

Abstract：To establish a method for the determination of aluminum in 53 flour food by inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS）with microwave digestion for HNO3-H2O2. Results：The detection limit was 0.3mg/kg，quantitation limit was 1.0mg/kg，the linear correlation coefficient was 0.999 7 with the good recovery in the range of 94.6%～105.4%，and RSD was 0.3%～4.1%.Conclusions：This method has low detection limit，broad linear range with simple operation and quick analysis. It can be used for determining aluminum in flour food.

Key words：Microwave Digestion；ICP-MS；Aluminum；Flour food

在自然界中金屬元素廣泛存在，鋁元素就是其中一種。為了改善食品加工過(guò)程中的配方、工藝、口感等，人們會(huì)在面制品的加工過(guò)程中人為添加含有鋁的食品添加劑。由于含有鋁的食品添加劑在食品生產(chǎn)加工中使用比較廣泛，尤其是在糕點(diǎn)類、油炸類、饅頭等一些面制品的加工中作為食品添加劑大量使用，例如面粉增筋劑、化學(xué)發(fā)面劑、硫酸鋁鉀等[1-2]?，F(xiàn)行食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)GB2760-2014附錄A中規(guī)定，面制食品中鋁的殘留量應(yīng)小于100mg/kg[3]。但是，在日常的生產(chǎn)加工過(guò)程中，一些食品從業(yè)者隨意超標(biāo)超量添加含鋁食品添加劑，導(dǎo)致食用鋁含量超標(biāo)食品，危害人體健康[4]。世界衛(wèi)生組織（WHO）于1989年正式將鋁確定為食品污染物加以控制[5]。

現(xiàn)如今食品中鋁的檢測(cè)方法主要有比色分光法、原子吸收光譜分析法和電感耦合等離子體質(zhì)譜分析法[6-7]。目前傳統(tǒng)方法采用比色分光光度計(jì)法，此方法在樣品前處理方面操作繁瑣、復(fù)雜，在比色過(guò)程中存在顯色不穩(wěn)定等缺點(diǎn)；采用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)法測(cè)定，需要選擇合適的石墨管，同時(shí)為改善原子化溫度選擇合適的基體改進(jìn)劑，不僅價(jià)格昂貴操作也比較復(fù)雜。本文建立過(guò)氧化氫-硝酸樣品消解體系，采用微波化學(xué)平臺(tái)消解，ICP-MS方法檢測(cè)面制品中鋁元素的含量，在該技術(shù)的應(yīng)用中對(duì)質(zhì)譜檢測(cè)方法存在的一些干擾以及條件的設(shè)置進(jìn)行了優(yōu)化和探討，最終使得該方法操作簡(jiǎn)便，方法檢出限低、標(biāo)準(zhǔn)曲線檢測(cè)線性范圍廣，系統(tǒng)干擾小。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑 （1）儀器：Agilent Technologies 7700e ICP-MS（美國(guó)安捷倫公司）；Ultral CLAVE 微波化學(xué)平臺(tái)（意大利邁爾斯通公司）。（2）試劑：鋁元素標(biāo)準(zhǔn)溶液 1 000μg/mL（國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心）；硝酸：AR級(jí)；30%過(guò)氧化氫：AR級(jí)；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中樣品制備及標(biāo)準(zhǔn)溶液用水應(yīng)符合GB/T6682-2008的實(shí)驗(yàn)室一級(jí)用水要求。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)條件

1.2.1.1 Ultral CLAVE微波化學(xué)平臺(tái)消解條件 采用微波化學(xué)平臺(tái)進(jìn)行樣品前處理，優(yōu)化過(guò)的微波消解程序條件見表1。

1.2.1.2 ICP-MS工作參數(shù) 使用調(diào)諧液對(duì)ICP-MS儀器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧，使得儀器條件自動(dòng)優(yōu)化，靈敏度（0.1，1ppb）：Li≥3 000，Y≥10 000，Tl≥6 000；氧化物（156/140）≤2%，雙電荷（70/140）≤3%；分辨率（W10%）0.65～0.80amu，滿足儀器的穩(wěn)定性和正常運(yùn)行。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 用5%HNO3水將鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至0.0，0.2μg/mL，0.4μg/mL，0.6μg/mL，0.8μg/mL，1.0μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，以0.5μg/mL的鈧元素作為內(nèi)標(biāo)物，以5%HNO3水作為空白。

1.2.3 樣品處理 準(zhǔn)確稱取0.2g的樣品，精確至0.001g，放入PTFE材質(zhì)的微波消化管中，然后加入1.0mL雙氧水和3.0mLHNO3，按照微波化學(xué)平臺(tái)設(shè)定好的程序加熱消解。樣品消解完畢后冷卻至室溫，用純水定容至50mL塑料瓶中，同時(shí)做加標(biāo)和樣品試劑空白的消解。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及樣品測(cè)定 將儀器點(diǎn)火后吸入純水溶液讓儀器穩(wěn)定20min，使用1ppb的調(diào)諧使用液對(duì)儀器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧，用于調(diào)整儀器的使用狀態(tài)，通過(guò)調(diào)諧使儀器在整個(gè)質(zhì)量范圍內(nèi)滿足高靈敏度條件，同時(shí)將雙電荷和氧化物的值降到最低，通過(guò)儀器自動(dòng)調(diào)諧讓各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到測(cè)定的使用要求后，通過(guò)在線加入內(nèi)標(biāo)溶液的方式，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線系列濃度、試劑空白、樣品溶液的順序分別引入到儀器中進(jìn)行測(cè)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算樣品含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 全定量在線內(nèi)標(biāo)法 本文中面制品中鋁含量的測(cè)定采用ICP-MS法，受多原子復(fù)合離子微弱干擾和氮雙原子離子峰展寬微弱干擾，而且儀器靈敏度漂移和基體效應(yīng)影響，鋁信號(hào)非常不穩(wěn)定[8]，因此，采用在線內(nèi)標(biāo)法選用鈧元素做內(nèi)標(biāo)參考物，將進(jìn)樣過(guò)程中樣品在線提升速率以及霧化器的霧化效率都達(dá)到最優(yōu)。同時(shí)，儀器采用四級(jí)桿碰撞/反應(yīng)池，大大降低干擾，不需要干擾方程校正，從而消除干擾，提高檢測(cè)靈敏度。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程 以標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度點(diǎn)為橫坐標(biāo)，內(nèi)標(biāo)的比率為縱坐標(biāo)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定（n=3），繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，得到線性回歸方程，相關(guān)系數(shù) r=0.999 7，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD在0.3%～5.3%，y=0.8870x+0.0051，表明本法在0.2～1.0μg/mL濃度范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系。

2.3 方法檢出限和定量限 儀器檢出限的測(cè)定方法為測(cè)定樣品的空白溶液20次，按照空白信號(hào)值標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍比上標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率，按DL=3S/K計(jì)算出為0.001 2mg/L，方法的檢出限為0.3mg/kg（取0.2g樣品，定容體積50mL）。本法中以3倍的檢出限作為定量限，則為1.0mg/kg。

2.4 精密度和準(zhǔn)確度 選擇4個(gè)有代表性的樣品，按前述1.2.3的方法處理樣品，對(duì)每個(gè)樣品測(cè)定6次，測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD值）即為該方法的精密度，RSD值為0.3%～4.1%。同樣選取5個(gè)有代表性的樣品，在樣品中加入0.5μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度點(diǎn)，按前述方法處理樣品進(jìn)行消解處理，并測(cè)定加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)（準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)），測(cè)定結(jié)果的回收率在94.6%～105.4%，表明ICP-MS方法對(duì)面制品中鋁的測(cè)定準(zhǔn)確可靠。

2.5 抽檢樣品檢測(cè)結(jié)果 本次實(shí)驗(yàn)樣品由當(dāng)?shù)厥称匪幤繁O(jiān)管部門、市場(chǎng)監(jiān)管、衛(wèi)生等部門，分別對(duì)轄區(qū)的大型超市、餐飲店、食品生產(chǎn)企業(yè)等進(jìn)行監(jiān)督抽查，抽取面制樣品53份。根據(jù)現(xiàn)行食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)GB2760-2014附錄A中規(guī)定，面制食品中鋁的殘留量應(yīng)小于100mg/kg[4]，并對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。測(cè)試樣品均檢出了鋁，其中有6份樣品鋁超標(biāo)，主要是麻花、油香、桃酥、饅頭。抽檢的餐飲行業(yè)生產(chǎn)的油香、饅頭這些面制品鋁含量大多數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)，經(jīng)分析這可能與這些行業(yè)從業(yè)人員對(duì)食品添加劑使用規(guī)范及用量要求缺乏了解，加工時(shí)隨意添加含鋁添加劑有關(guān)。當(dāng)今，大型食品加工企業(yè)已經(jīng)改用不含鋁的活性酵母對(duì)面制品進(jìn)行發(fā)酵，所以應(yīng)該倡導(dǎo)安全放心的酵母菌發(fā)酵工藝。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論 本文采用硝酸-雙氧水微波消解、ICP-MS法測(cè)定面制品中的鋁，同時(shí)采用碰撞/反應(yīng)池技術(shù)消除質(zhì)譜干擾，采用在線內(nèi)標(biāo)的方法校正非質(zhì)譜干擾。此方法快速、準(zhǔn)確、檢出限低、靈敏度高，應(yīng)用于大批量面制食品中鋁的測(cè)定能達(dá)到很好的檢測(cè)效果。

3.2 建議 通過(guò)對(duì)53份面制食品樣品進(jìn)行檢測(cè)分析，根據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn)個(gè)別種類樣品中鋁含量較高，這是為了讓其更加蓬松、口感酥脆，會(huì)加入含鋁添加劑，嚴(yán)重影響其安全性，應(yīng)引起有關(guān)部門的重視，采取有效措施加以控制。為此，本文建議：（1）要想從源頭上控制面制食品中鋁污染，在不計(jì)自然帶入原則的前提下，監(jiān)管部門重點(diǎn)在于限制含鋁食品添加劑的濫用。（2）借助食品安全月活動(dòng)，向公眾發(fā)放、講解有關(guān)食品安全知識(shí)，讓老百姓認(rèn)識(shí)到鋁元素污染對(duì)人體危害的嚴(yán)重性，提倡使用天然、安全、健康衛(wèi)生的酵母來(lái)進(jìn)行面制食品的發(fā)酵。（3）加強(qiáng)對(duì)市售的面制食品加強(qiáng)監(jiān)管力度，定期進(jìn)行樣品的隨機(jī)抽檢。（4）對(duì)從事食品生產(chǎn)、加工、管理的企業(yè)主管及操作人員，加強(qiáng)有關(guān)《食品安全法》的宣講和培訓(xùn)，并正確引導(dǎo)和監(jiān)督食品從業(yè)人員，嚴(yán)格限制含鋁食品添加劑的使用，從而讓我們的飲食更加健康。

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