電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測龍舌蘭酒中22種元素

張　建，田　玲，楊　俊，盧垣宇

（1.貴州省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，貴州貴陽550004； 2.黃埔出入境檢驗檢疫局，廣東廣州510730； 3.深圳市計量質(zhì)量檢測研究院，廣東深圳518000； 4.國家酒類檢測重點實驗室（廣東），廣東廣州510730）

電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測龍舌蘭酒中22種元素

張建1，田玲2，4，楊俊3，盧垣宇1

（1.貴州省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，貴州貴陽550004； 2.黃埔出入境檢驗檢疫局，廣東廣州510730； 3.深圳市計量質(zhì)量檢測研究院，廣東深圳518000； 4.國家酒類檢測重點實驗室（廣東），廣東廣州510730）

建立電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法同時快速測定進口龍舌蘭酒中22種元素鋰、鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、砷、硒、銀、鎘、鋇、鉛、鉍、鍶的分析方法。龍舌蘭酒經(jīng)水浴揮發(fā)乙醇處理，采用ICP-MS測定，外標(biāo)法定量。結(jié)果表明，該方法測定22種元素的線性范圍寬，線性關(guān)系良好（r＞0.999），檢出限低，各元素的加標(biāo)回收率在90%～110%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%。方法具有簡單、快速、靈敏度高、準(zhǔn)確度高、回收率高等特點，完全可以滿足龍舌蘭酒中22種元素的分析要求。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法； 龍舌蘭酒； 元素分析； 22種元素

西班牙殖民者將蒸餾技術(shù)傳至中美地區(qū)，生產(chǎn)出第一批以agave龍舌蘭為原料的蒸餾酒，Tequila特基拉一度流行的飲用方法是搭配鹽和青檸一口飲盡，但是近年來，這類烈酒作為雞尾酒的優(yōu)良組分以及單獨品飲酒，得到越來越多的認(rèn)可。龍舌蘭酒中的微量元素受龍舌蘭產(chǎn)地、龍舌蘭草種類、生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)加工等多種因素影響。由于其產(chǎn)地廣、種類多，不同產(chǎn)地不同種類的龍舌蘭酒中微量元素和重金屬元素的含量也不同，對龍舌蘭酒中微量元素的測定不但能準(zhǔn)確標(biāo)識龍舌蘭酒的品質(zhì)，還能對不同產(chǎn)地不同種類龍舌蘭酒進行區(qū)分。

目前，龍舌蘭酒中元素的測定方法主要有原子吸收光譜法（atomic absorption spectroscopy，AAS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（inductively coupledplasma-atomic emissionspectrometry，ICP-AES）和電感耦合等離子體質(zhì)譜 法 （inductivelycoupledplasma-masspectrometry，ICPMS）［1］。AAS法耗時長、檢出限較高、基體效應(yīng)大、線性范圍窄、且難以實現(xiàn)多元素同時分析。ICP-AES法雖可以同時測定多種元素，但譜線干擾多，靈敏度較低，難以滿足痕量分析的要求。ICP-MS具有分析速度快、檢出限低、基體效應(yīng)小、精密度高、靈敏度高、線性范圍寬及多元素同時分析等優(yōu)點，能夠?qū)ΤＡ吭睾臀⒘吭剡M行同時測定。

龍舌蘭酒主體成分是由乙醇和酯類構(gòu)成的。由于乙醇含量高的溶液不能直接用ICP-MS進樣，故采取用水浴揮發(fā)乙醇再定容的方法對樣品進行處理，然后再上機測定［2］。用ICP-MS對龍舌蘭酒中鋰（Li）、鈉（Na）、鎂（Mg）、鋁（Al）、鉀（K）、鈣（Ca）、釩（V）、鉻（Cr）、錳（Mn）、鐵（Fe）、鈷（Co）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鋅（Zn）、砷（As）、硒（Se）、銀（Ag）、鎘（Cd）、鋇（Ba）、鉛（Pb）、鉍（Bi）、鍶（Sr）22種微量元素進行同時測定分析，進一步明確龍舌蘭酒中微量元素的含量及其分布規(guī)律，并為進口龍舌蘭酒的產(chǎn)地來源和真?zhèn)舞b定提供依據(jù)［3］。

1　材料與方法

1.1材料、試劑及儀器

酒樣：樣品庫中龍舌蘭酒。

試劑：硝酸、高氯酸、30%過氧化氫（均為優(yōu)級純）；超純水（電阻率18.2 MΩ·cm）。多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液、質(zhì)譜最佳化調(diào)諧液，美國PerkinElmer公司。多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L，CAS號為［7697-37-2］），以5%硝酸為介質(zhì)；臨用時逐級稀釋；質(zhì)譜最佳化調(diào)諧液（10 mg/L），儀器普通靈敏度條件優(yōu)化需用質(zhì)量濃度為10 μg/L的調(diào)諧液（1%硝酸為介質(zhì)）。

儀器設(shè)備：DRC-e ICP-MS System電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國PerkinElmer公司；Milli-Q Gradient純水處理系統(tǒng)，F(xiàn)rench Millipore；MARS微波消解儀，美國CEM公司；全自動恒溫水浴鍋，LabTech有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1ICP-MS工作條件

采用1.0 μg/L的調(diào)諧液對儀器進行優(yōu)化，優(yōu)化參數(shù)列于表1。砷元素的測定采用動態(tài)反應(yīng)池模式，設(shè)定參數(shù)為Cell gasA：0.3；Cellgas B：0；RPa：00；RPq：0.5。

表1　待測元素ICP-MS的儀器參數(shù)

1.2.2樣品前處理方法

量取樣品25 mL，100℃水浴揮干酒精后用1%硝酸定容25 mL上ICP-MS測試［4］。

1.2.3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

金屬離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：用1%HNO3（v∶v）溶液分別稀釋各金屬離子的單標(biāo)貯備液，得濃度為10 μg/mL的金屬離子標(biāo)準(zhǔn)溶液。

混合標(biāo)準(zhǔn)貯備液的配制：取各金屬離子標(biāo)準(zhǔn)溶液2.5 mL，用1%HNO3溶液稀釋至50 mL，得500 μg/L混合標(biāo)準(zhǔn)貯備液。

不同濃度標(biāo)準(zhǔn)液的配制：取一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)貯備液，用1%HNO3溶液逐級稀釋為以下濃度：0.1 μg/L、0.5 μg/L、1.0 μg/L、5.0 μg/L、10.0 μg/L、20.0 μg/L、50.0 μg/L、100.0 μg/L、200.0 μg/L。

1.2.4樣品測定

開機，儀器進入真空狀態(tài)下，打開冷卻循環(huán)水，打開氬氣閥，調(diào)節(jié)分壓為0.6 MPa。裝好蠕動泵管，將進樣端插入純水中。儀器點火，并進入操作準(zhǔn)備狀態(tài)。用濃度均為1.0 μg/L的元素調(diào)諧液來調(diào)整儀器工作參數(shù)，觀察In、Co、U 3個元素的信號強度，當(dāng)氧化物產(chǎn)率（CeO/Ce）＜2.0%、雙電荷＜2.1%，同時Co、In、U的響應(yīng)值分別大于15.7 Mcps、44 Mcps、100 Mcps時，進行樣品測定。設(shè)置提升時間30 s，將試劑空白、系列標(biāo)準(zhǔn)液、樣品溶液、質(zhì)控樣品分別引入儀器，每個樣品采集3次，取平均值。以各個元素的濃度為橫坐標(biāo)，質(zhì)譜強度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算線性回歸方程、給出測定結(jié)果［5］。

2　結(jié)果與分析

2.1前處理方式的選擇

樣品前處理是龍舌蘭中微量元素檢測的重要環(huán)節(jié)，本方法采用水浴加熱揮發(fā)酒精，用1%硝酸定容后上機的方法測定龍舌蘭中22種元素，加標(biāo)回收率見表2。從表2結(jié)果可知，22種元素的加標(biāo)回收率范圍分別為90%～110%。說明本法在前處理過程中元素?fù)p失較小，是一種龍舌蘭元素測定的簡單高效的方法，因此，最終選擇此方法作為樣品前處理方法［6］。

表2　方法的準(zhǔn)確度和精密度（n=11）

2.2線性關(guān)系及方法檢出限

根據(jù)龍舌蘭中各元素的大致范圍，配制多元素混合標(biāo)準(zhǔn)曲線，進行ICP-MS測定，以濃度為橫坐標(biāo)，各元素響應(yīng)值為縱坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見表3，各元素在各自線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999。同時各元素的檢出限均較低，能滿足龍舌蘭中元素的測定。

表3　元素的線性范圍、線性方程、檢出限

2.3方法準(zhǔn)確度和精密度

本研究采用加標(biāo)回收實驗考察實驗方法的準(zhǔn)確度和精密度。按照上述的實驗條件和步驟，對同一龍舌蘭樣品重復(fù)測定11次，并計算加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果如表2所示，各待測元素的加標(biāo)回收率均處于90%～110%之間，能滿足各元素的檢測要求［7］。

2.4樣品分析

對樣品庫中11種不同品牌的進口龍舌蘭進行檢測，每個樣品平行測定3次，其結(jié)果見表4。由檢測結(jié)果可知，龍舌蘭中含有多種人體必需的微量元素，含量最高的是Fe，平均值為1.539 mg/kg，Zn、Cu、Mn等元素在龍舌蘭酒中的平均含量分別為0.351 mg/L、0.0464 mg/L、0.039 mg/L；同時也含有一些對人體有害的元素，比如鉛、汞、鎘等3種元素在龍舌蘭中的平均含量分別為0.0263 mg/L、0.003 mg/L、0.0113 mg/L，但這些元素都在安全限量范圍內(nèi)［8］。

表4　11種龍舌蘭中元素含量?。╩g/L）

3　結(jié)論

本研究通過比較不同前處理方式，建立了微波消解-ICP-MS測定龍舌蘭中22種金屬元素的方法［9］。實驗結(jié)果表明，方法檢出限低、靈敏度高，準(zhǔn)確度和精密度均滿足分析要求。將此方法用于進口龍舌蘭中元素的分析，獲取了龍舌蘭中22種金屬元素的含量信息，為進一步區(qū)分龍舌蘭的產(chǎn)地來源提供了方法依據(jù)。

［1］Chan YY，Lo S C L.Analysis of Ling Zhi（Ganoderma lucidum）using dynamic reaction cell ICP-MS and ICP-AES ［J］.Journal ofAnalyticalAtom Spectrom，2003，18（2）：146-150.

［2］Vrcek I V，Bojic M，Zuntar I，et al.Phenol content，antioxidant activity and metal composition of Croatian wines derivingfrom organically and conventionally grown grapes［J］.Food Chem，2011，124（1）：354-361.

［3］汪地強，趙振宇，楊紅霞，等.ICP-MS測定茅臺酒中32中微量元素［J］.釀酒科技，2008（12）：104-105.

［4］徐先順，張新榮，彭玉秀.電感耦合等離子體質(zhì)譜在水質(zhì)分析中的應(yīng)用［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2006，16（6）：763-766.

［5］倪張林，湯富彬，屈明華.微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定油茶籽油中的5種重金屬元素［J］.食品科學(xué)，2013，34（4）：165-167.

［6］聶西度，梁逸曾，符靚，等.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定甜味劑中重金屬元素［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2012，32（10）：2838-2841.

［7］芮玉奎，余慶泉，金銀花，等.應(yīng)用ICP-MS快速測定葡萄酒中40種元素含量［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2007，26（5）：1015-1017.

［8］陳蘭珍，芮玉奎，趙靜，等.應(yīng)用ICP-MS測定不同種類蜂蜜中的微量元素和重金屬［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2008，27（6）：1403-1405.

［9］嚴(yán)冬，姚繼軍.動態(tài)反應(yīng)池電感耦合等離子體質(zhì)譜法分析膳食補充劑中的微量金屬元素［J］.巖礦測試，2010，28（2）：201-202.

Detection of 22 Elements in Tequila by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

ZHANG Jian1，TIAN Ling2，4，YANG Jun3and LU Yuanyu1
（1.Guizhou Product Quality Supervision and Inspection Institute，Guiyang，Guizhou 550004；2.Huangpu Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Guangzhou，Guangdong 510730；3.ShenzhenAcademy of Metrology&Quality Inspection，Shenzhen，Guangdong 518000；4.National Key Lab ofAlcoholic Beverage Inspection，Guangzhou，Guangdong 510730，China）

A method for rapid and simultaneous detection of 22 elements in imported Tequila including lithium，sodium，magnesium，aluminum，potassium，calcium，vanadium，chromium，manganese，iron，cobalt，nickel，copper，zinc，arsenic，selenium，silver，cadmium，barium，lead，bismuth，strontium etc.has been developed by inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）.In the detection，Tequila was treated by water evaporation of ethanol and then measured by ICP-MS with external standard method quantification.The results showed that，the method has a wide linear range，good linear relationships（r＞0.999），and low detection limits，and the recovery rate of each element is within 90%～110%，and the relative standard deviation is less than 5%.In conclusion，the method had the advantages including simple and rapid operation，high sensitivity，high accuracy，and high recovery rate etc.and it could fully meet the requirements of the analysis of 22 elements in Tequila.

inductively coupled plasma mass spectrometry；Tequila；element analysis；22 elements

TS262.38；TS261.7

A

1001-9286（2016）08-0121-03

10.13746/j.njkj.2016203

國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局科技計劃項目（GDCIQ-2015IK064）；貴州省科學(xué)技術(shù)廳社會攻關(guān)計劃項目（黔科學(xué)SY［2013］3111）。

2016-06-15

張建（1982-），男，高級工程師，碩士，研究方向為食品與化學(xué)，E-mail：6630495@qq.com。

田玲（1981-），女，工程師，工學(xué)博士，研究方向為酒精類飲料質(zhì)量安全，E-mail：409232198@qq.com。

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2016-07-20；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160720.1429.002.html。