嬰幼兒配方奶粉中8種常微量元素分析方法的研究

范芳芳，魏寧果，邊文文

（陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，陜西西安 710048）

0 引言

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外頻繁爆發(fā)嬰幼兒配方奶粉安全問(wèn)題[1]，引起了各界關(guān)注。尤其是2008年三聚氰胺奶粉事件震驚全國(guó)，嚴(yán)重打擊了消費(fèi)者的信心。因此嬰幼兒配方奶粉的安全問(wèn)題成為了乳品行業(yè)急需解決的問(wèn)題[2]。同時(shí)快速高效地測(cè)定嬰幼兒配方奶粉中多種元素，可以有效控制市面上奶粉品質(zhì)，重塑消費(fèi)者信心，保障食品安全[3]。

目前，常微量元素的分析方法有原子吸收光譜法 （Atomic absorption spectrometry，AAS）[4]、電子耦合等離子發(fā)射光譜法（Inductively coupled plasma atomicemission spectroscopy，ICP-OES）[5]和電子耦合等離子質(zhì)譜法（Inductively coupled plasma mass spectroscopy，ICP-MS[6]）等，其中電子耦合等離子發(fā)射光譜法（ICP-OES）靈敏性高、動(dòng)態(tài)線性范圍寬，能夠同時(shí)測(cè)定多種元素，且具有較低的檢出限[7-8]，價(jià)格相比電子耦合等離子質(zhì)譜法（ICP-MS）比較低廉，適合范圍更廣[9]。試驗(yàn)采用電子耦合等離子發(fā)射光譜法對(duì)乳粉中8種元素的含量進(jìn)行測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

iCAP 7000型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，賽默飛世爾科技有限公司產(chǎn)品；30%雙氧水，優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品；超純水，電阻率18.2 mΩ·cm2，四川優(yōu)普超純科技有限公司產(chǎn)品；EH201型電熱板、EHD-24型趕酸板，北京東航科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；陶瓷纖維馬弗爐，奧普勒儀器有限公司產(chǎn)品；MARS6型高通量密閉微波消解儀，美國(guó)CEM公司產(chǎn)品；BSA224S型電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；硝酸，優(yōu)級(jí)純，默克化工技術(shù)有限公司產(chǎn)品；鈉、鉀、鈣、鎂、鐵、鋅、銅、錳標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL），國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心提供。

1.2 儀器條件

RF功率1 150 W，泵速50 r/min，輔助氣流量0.5 L/min，霧化器氣體流量0.7 L/min，冷卻氣流量12 L/min。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 濕法消解法（電熱板消解法）

參見GB 5009.268—2016中第二法12.2.3。

1.3.2 干式消解法

參見GB 5009.268—2016中第二法12.2.3。

1.3.3 微波消解法

稱取0.4 g(精確至0.001 g)試樣于微波消解內(nèi)罐中，加入7 mL硝酸，加蓋放置1 h或過(guò)夜，再加2 mL H2O2旋緊外罐，置于微波消解儀中進(jìn)行消解。冷卻后取出內(nèi)罐，置于可調(diào)式控溫電熱板上，于150℃下趕酸至近干，用水定容至50 mL，混勻備用。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

1.4 混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的制備

將單元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用硝酸溶液（5+95）稀釋成一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)中間液。精確吸取適量單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液或中間液，用硝酸溶液（5+95）稀釋配成混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。

2 結(jié)果與分析

2.1 分析譜線的選擇

待測(cè)元素譜線的選擇應(yīng)該考慮需要的線性范圍、基體、干擾等。一般微量和痕量元素首先考慮選擇靈敏線，主量元素選擇次靈敏線。首先選擇3～5條不同波長(zhǎng)較靈敏的譜線作為分析譜線，選擇測(cè)定結(jié)果相近，曲線相關(guān)系數(shù)高、強(qiáng)度高、干擾小（積分位置居中，兩邊背景低而平）的譜線作為最終分析譜線。

待測(cè)元素分析譜線見表1。

表1 待測(cè)元素分析譜線/nm

2.2 線性關(guān)系、檢出限

按照參數(shù)條件，對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行ICP-OES分析。以ICP強(qiáng)度為縱坐標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果顯示，8種元素呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2均大于0.999。另外，也進(jìn)行檢出限（LOD） 和精密度試驗(yàn)，規(guī)定11次重復(fù)測(cè)定樣品空白溶液，得到的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差值即為檢出限。

8種元素的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限及定量限見表2。

表2 8種元素的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限及定量限

由表2可以看出，標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)均大于0.999，檢出限在 0.21～8.50 mg/kg。

2.3 3種方法重復(fù)性比較

分別使用濕法消解法、干化法（灰化法）、微波消解法3種方法對(duì)同一嬰幼兒乳粉樣品進(jìn)行前處理（附加標(biāo)試驗(yàn)），并使用ICP-OES對(duì)樣品的3種前處理方法測(cè)定金屬元素。

濕法消解法8種元素的含量見表3，干式消解法（灰化法） 8種元素的含量見表4，微波消解法8種元素的含量見表5。

表3 濕法消解法8種元素的含量

表4 干式消解法（灰化法）8種元素的含量

由表3～表5可以看出，微波消解法明顯優(yōu)于另外2種方法，濕法消解測(cè)得的各常微量元素含量略低于微波消解法，其原因可能是所加的酸含量不夠[10-11]，致使樣品沒有消解完全，由此可知微波消解法相比起濕法消解具有省時(shí)省力、試劑用量少、避免易揮發(fā)元素?fù)p失、改善環(huán)境、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。干式消解法所得到的各常微量元素含量明顯低于另外2種方法，且穩(wěn)定性和重復(fù)性差，這可能是由于超高溫條件致使某些元素?fù)]發(fā)[12-13]。

表5 微波消解法8種元素的含量

2.4 ICP-AES法對(duì)質(zhì)控樣品及回收測(cè)定率測(cè)定

采用試驗(yàn)中的方法對(duì)中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院測(cè)試評(píng)價(jià)中心的嬰幼兒配方乳粉（QC-IP-001）質(zhì)控樣品進(jìn)行測(cè)定。

品控樣品測(cè)定結(jié)果見表6。

表6 品控樣品測(cè)定結(jié)果

由表6可以看出，所有元素的測(cè)定結(jié)果都在證書要求范圍內(nèi)，結(jié)果滿意。精密度是指多次重復(fù)測(cè)量值的離散程度，是保證準(zhǔn)確度的先決條件。通常用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）表示，各元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%，回收率在84.6%～103.5%，說(shuō)明該方法準(zhǔn)確有效且可靠。

2.5 ICP-AES實(shí)際樣品的測(cè)定

試驗(yàn)中采取上述方法對(duì)陜西某羊乳粉的樣品進(jìn)行了測(cè)定。測(cè)試結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，該方法在實(shí)際試驗(yàn)中可靠。

ICP-OES對(duì)實(shí)際樣品的測(cè)定結(jié)果見表7。

3 結(jié)論

試驗(yàn)對(duì)比研究了利用濕法消解、干式消解法和微波消解處理樣品，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定乳粉中的8種元素，結(jié)果表明，微波消解法-電子耦合等離子體發(fā)射光譜法步驟簡(jiǎn)單、試劑用量少、環(huán)境友好、線性關(guān)系好、方法精確度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、價(jià)格適中，還具備多元素同時(shí)檢測(cè)能力。該方法大大提高了檢測(cè)效率，縮短了檢測(cè)時(shí)間，適合日常檢驗(yàn)的需要。

表7 ICP-OES對(duì)實(shí)際樣品的測(cè)定結(jié)果