嬰幼兒魚肉泥輔食中無機(jī)砷測定方法的研究

◎ 康 立

（品測（上海）檢測科技有限公司，上海 201108）

魚類的營養(yǎng)價(jià)值一直以來都是大多數(shù)營養(yǎng)研究者所公認(rèn)的。魚肉中含有豐富的蛋白質(zhì)且氨基酸的組成比較齊全。在脂肪酸的組成上，也多為對(duì)人體有益的不飽和脂肪酸。此外，魚類中還富含K、Ca、Na、Mg、P、Cu和Zn等人體所必需的常量及微量元素[1-2]。作為一種營養(yǎng)豐富的食物來源，魚類同樣適合于嬰幼兒，因此食品生產(chǎn)企業(yè)采用魚類為原料，制成各種魚肉泥類輔食，并添加到嬰幼兒的日常飲食中，幫助嬰幼兒獲得更多的營養(yǎng)。然而，由于環(huán)境的污染，海洋環(huán)境中的砷已經(jīng)成為人們食用水產(chǎn)品的一大威脅，各種形態(tài)的砷存在于海洋以及海洋生物體內(nèi)[3]。其中，無機(jī)砷對(duì)于人體的毒性要明顯大于有機(jī)砷[4]。因此，對(duì)于水產(chǎn)品中的無機(jī)砷的檢測，尤其是標(biāo)準(zhǔn)要求更加嚴(yán)格的嬰幼兒食品中的無機(jī)砷檢測，顯得尤為重要。傳統(tǒng)無機(jī)砷的檢測方法是基于有機(jī)砷無法被6 mol·L-1鹽酸溶液提取，而無機(jī)砷能夠被提取的原理，用酸提取出樣品中的無機(jī)砷進(jìn)行測定，而這種方法會(huì)將一部分的有機(jī)砷誤報(bào)為無機(jī)砷。近年來，液相色譜-光譜聯(lián)用技術(shù)開始興起，相比傳統(tǒng)測定方法，去除干擾的能力明顯提高[5-6]；而相比于光譜來說，質(zhì)譜則具有更高的靈敏度以及更低的檢出限。本文通過液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜儀聯(lián)用的方法研究了嬰幼兒魚肉泥輔食中的無機(jī)砷含量的測定方法，以期為今后嬰幼兒輔食中的無機(jī)砷檢測提供一定的研究基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

嬰幼兒輔食（Heinz?胡蘿卜鱈魚泥）。

標(biāo)準(zhǔn)品：亞砷酸根標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（As（Ⅲ），o2Si）、砷酸根標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（As（Ⅴ），o2Si）。

硝酸（Sigma-Aldrich，MOS級(jí)）；氨水（國藥，AR）；磷酸（國藥，AR）。

1.2 儀器與設(shè)備

NexION1000電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國Perkin Elmer公司）；Flexar高效液相色譜儀（美國Perkin Elmer公司）；超純水制備儀（美國Merck Millipore）；恒溫水浴鍋（上海一恒）；高速冷凍離心機(jī)（湖南湘儀）；渦旋振蕩儀（德國IKA）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 前處理

以第1組試驗(yàn)為例，取1 g樣品于50 mL離心管中，加20 mL 0.05 mol·L-1硝酸溶液，在70 ℃水浴下超聲提取15 min，在8 000 r·min-1下離心10 min，取5 mL上清液，加5 mL正己烷除脂，棄去正己烷層后重復(fù)操作一次，下層清液過0.22 μm濾膜后，進(jìn)儀器分析[7]。

1.3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以空白樣品作為基質(zhì)，添加濃度水平分別為0.5 mg·kg-1的As（Ⅲ）和As（Ⅴ）標(biāo)準(zhǔn)溶液作為模擬試樣，進(jìn)行提取時(shí)間、提取溫度和硝酸濃度的3水平3因素正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素及水平見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

1.3.3 儀器條件

（1）液相色譜條件。Hamilton PRP-X100陰離子交換色譜柱、流動(dòng)相：分別準(zhǔn)確稱取0.820 g無水乙酸鈉，0.303 g硝酸鉀，1.56 g磷酸二氫鈉，0.075 g乙二胺四乙酸二鈉，用水定容至1 000 mL，氨水調(diào)節(jié)pH值=10，混勻。經(jīng)0.45 μm水系濾膜過濾后，于超聲水浴中超聲脫氣30 min，備用[7]。流速：1.5 mL·min-1；進(jìn)樣量：50 μL。

（2）ICP-MS條件。射頻功率：1 500 W；等離子體氣流量：15 L·min-1；霧化器流量：1.0 L·min-1；輔助氣流速：1.2 L·min-1；儀器模式：氦氣碰撞模式；氦氣流量：3 mL·min-1；檢測質(zhì)量數(shù)：75As。

1.3.4 線性范圍

分別取100 μg/L的As（Ⅲ）和As（Ⅴ）標(biāo)準(zhǔn)溶液，用流動(dòng)相分別稀釋到 1.0 μg·L-1、2.5 μg·L-1、5.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、25.0 μg·L-1和 50.0 μg·L-1。以濃度為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.5 精密度及回收率

以空白樣品為基質(zhì)進(jìn)行3水平加標(biāo)，加標(biāo)水平分別 為 0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1， 每 個(gè)水平進(jìn)行6次重復(fù)試驗(yàn)，考察測定的重復(fù)性及回收率。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性范圍

設(shè)置儀器的操作參數(shù)，待儀器預(yù)熱30 min后，開始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)溶液及樣品的測定。預(yù)先配制1.0 μg·L-1、2.0 μg·L-1、5.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、20.0 μg·L-1和50.0 μg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別注入儀器，以待測砷形態(tài)的濃度為橫坐標(biāo)，待測砷形態(tài)的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計(jì)算出線性方程與線性相關(guān)系數(shù)。試驗(yàn)測得As（Ⅲ）線性方程為y=104 111.8x-16 379.88，相關(guān)系數(shù)0.999 768；As（Ⅴ）線性方程為y=105 275.2x+33 659.24，相關(guān)系數(shù)為0.999 746。

2.2 樣品的測定

將試劑空白溶液、樣品基質(zhì)溶液，以及As（Ⅲ）和As（Ⅴ）加標(biāo)水平分別為0.5 mg·kg-1的加標(biāo)樣品溶液分別注入儀器，測定2種砷形態(tài)的峰面積，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算得到樣品中無機(jī)砷的含量，試驗(yàn)測得試劑空白中均不含有As（Ⅲ）和As（Ⅴ）；樣品基質(zhì)中，As（Ⅲ）為 0.002 mg·kg-1、As（V)為 0.001 mg·kg-1；加標(biāo)樣品中，As（Ⅲ）0.431 mg·kg-1、As（Ⅴ）為 0.452 mg·kg-1。

2.3 正交試驗(yàn)

提取時(shí)間、提取溫度和硝酸濃度的3水平3因素正交試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表

通過對(duì)正交試驗(yàn)3個(gè)因素的極差R進(jìn)行分析可知，B＞A＞C，因此影響無機(jī)砷含量的3個(gè)因素的順序依次為提取時(shí)間＞提取溫度＞硝酸濃度。綜合不同處理下無機(jī)砷含量的最終結(jié)果，可以得出獲得較高的無機(jī)砷含量的影響因素組合為A3B3C2，即提取溫度90 ℃、提取時(shí)間60 min、硝酸濃度0.15 mol·L-1。在此影響因素組合條件下，無機(jī)砷含量為0.899 mg·kg-1。結(jié)合其他無機(jī)砷檢測的報(bào)道來看，提取條件正交試驗(yàn)的結(jié)果所反映出的影響因素的順序結(jié)論和相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道中的結(jié)果也是一致的[8]。

2.4 精密度試驗(yàn)

以空白樣品為基質(zhì)進(jìn)行3水平加標(biāo)，加標(biāo)水平分別 為 0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1， 每 個(gè)水平進(jìn)行6次重復(fù)試驗(yàn)，計(jì)算RSD，考察測定方法的精密度。結(jié)果見表3。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-13 個(gè)添加水平下，測定方法的RSD范圍為0.6%～2.3%，均小于相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)的精密度要求水平。

2.5 回收率試驗(yàn)

以空白樣品為基質(zhì)進(jìn)行3水平加標(biāo)，加標(biāo)水平分別 為 0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1， 每 個(gè)水平進(jìn)行6次重復(fù)試驗(yàn)，計(jì)算每個(gè)樣品的回收率，計(jì)算出平均回收率，考察測定方法在不同加標(biāo)水平下的回收率，結(jié)果見表4。

表4 加標(biāo)試驗(yàn)回收率表

試驗(yàn)結(jié)果顯示，在0.03 mg·kg-1添加水平下，回收率為82.9%和83.0%；在0.10 mg·kg-1添加水平下，回收率為91.5%和92.8%；在0.50 mg·kg-1添加水平下，回收率為92.9%和93.3%；3個(gè)添加水平下，測定方法的平均加標(biāo)回收率范圍在82.9%～93.3%，均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于加標(biāo)回收率的要求。

3 結(jié)論

以0.15 mol·L-1硝酸為提取劑，90 ℃浸提60 min，能夠使樣品中無機(jī)砷的提取效率最大化。采用HPLCICP-MS測定嬰幼兒輔助食品中砷化合物含量，使用國標(biāo)中的色譜條件和儀器方法，在14 min內(nèi)As（Ⅲ）和As（Ⅴ）可以完全分離。采用最優(yōu)提取條件，對(duì)加標(biāo)樣品進(jìn)行了實(shí)際測定。結(jié)果表明，方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6%～2.3%，樣品中無機(jī)砷的回收率為82.9%～93.3%。本文中所建立的方法高效準(zhǔn)確，適合嬰幼兒魚肉泥輔食中無機(jī)砷含量的測定，為有效執(zhí)行國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)，保證監(jiān)管力度以及保障嬰幼兒食品的食用安全性提供了可靠的技術(shù)支持。