稻谷中無(wú)機(jī)砷的兩種提取方式檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

崔高飛，喬麗娜，范藝凡，季宏波，馬榮山

（1.遼寧省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證中心 遼寧省農(nóng)產(chǎn)品及獸藥飼料產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)院，沈陽(yáng) 110034；2.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，沈陽(yáng) 110866）

砷是一種有劇毒的類金屬元素，砷在稻谷中以無(wú)機(jī)砷和有機(jī)砷兩種形式存在，一般認(rèn)為三價(jià)砷的毒性大于五價(jià)砷，無(wú)機(jī)砷的毒性大于有機(jī)砷[1]。砷在稻谷中通常是以無(wú)機(jī)態(tài)的砷酸鹽、亞砷酸鹽和有機(jī)態(tài)的二甲基砷（DMA）形式存在，其中三價(jià)砷的含量占比最高。砷中毒是以皮膚損害為主的全身性疾病，可以危害人的皮膚、呼吸、消化及神經(jīng)等系統(tǒng)，而且砷化合物經(jīng)人體吸收后可在人體內(nèi)逐漸蓄積，影響人體某些酶的活性，并且會(huì)損壞人體的腸胃道、肝臟、腎臟等，對(duì)人體產(chǎn)生危害[2]。無(wú)機(jī)砷的毒性大，國(guó)際癌癥研究委員會(huì)（LARC）已將無(wú)機(jī)砷列為強(qiáng)致癌物[3]。水稻是相比其他作物如小麥、玉米、大豆等更易吸收和累積砷的植物，稻谷中砷的含量明顯高于其他旱地作物[4]。國(guó)標(biāo)GB 2762-2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》中規(guī)定稻谷中無(wú)機(jī)砷的限量值為0.2 mg/kg[5]。稻谷中無(wú)機(jī)砷污染嚴(yán)重威脅到人體的健康安全，對(duì)稻谷中的無(wú)機(jī)砷采用兩種砷提取方式科學(xué)有效的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)尤為重要。用液相色譜 -原子熒光光譜法（LC-AFS），對(duì)稻谷中無(wú)機(jī)砷不同含量值的樣品進(jìn)行提取檢測(cè)前，采用兩種不同方法進(jìn)行樣品前處理并上機(jī)檢測(cè)，之后對(duì)提取效果差別進(jìn)行了探究。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 儀器和試劑

液相色譜-原子熒光光譜聯(lián)用儀（LC-AFS北京吉天）型號(hào)：SAP-20；恒溫水浴振蕩器型號(hào)：THZ-82；恒溫干燥箱型號(hào)：101A-1ET；臺(tái)式高速離心機(jī)型號(hào)：H/T16MM。

亞砷酸根溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW08666），砷酸根溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW08667），一甲基砷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) （GBW08668）， 二甲基砷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW08669），大米粉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) （GBW(E)100348）。硝酸、硼氫化鉀、氫氧化鈉、磷酸二氫銨及磷酸氫二銨均為優(yōu)級(jí)純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 實(shí)驗(yàn)條件

1.2.1 液相色譜-原子熒光光譜聯(lián)用儀（LC-AFS）條件

色譜柱類型：陰離子交換柱（PRP-X100 10 μm 250×4.1 mm）；負(fù)高壓：280 V；砷燈電流：80 mA；載氣流量：300 mL/min；屏蔽氣流量：500 mL/min；原子化器高度：8 mm；流動(dòng)相：等度洗脫，流速1.0 mL/min；進(jìn)樣量：100 μL。

1.2.2 試劑條件

載流：7%硝酸溶液；還原劑：0.5%氫氧化鈉和2%硼氫化鉀混合溶液；流動(dòng)相：1.725 g磷酸二氫銨和0.206 g磷酸氫二銨溶解至1 000 mL水。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

實(shí)驗(yàn)樣品為稻谷無(wú)機(jī)砷低值樣品、中值樣品、高值樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)大米粉，將稻谷脫殼后取凈糙米用旋風(fēng)磨磨制成粉。甲組、乙組每個(gè)樣品各稱取試樣量1.0 g于50 mL塑料離心管中，加入20 mL 0.15 mol/L硝酸溶液，放置過(guò)夜。同時(shí)做試劑空白和低值樣品加標(biāo)回收，加標(biāo)量5.0 ng/mL。分別對(duì)甲組樣品采用恒溫水浴震蕩提取，乙組樣品采用恒溫干燥箱提取。

參照國(guó)標(biāo)方法GB 5009.11-2014 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定》中的提取條件，溫度90℃、時(shí)間2.5 h恒溫提取[6]。分別將甲組、乙組兩組樣品分別放入水浴震蕩器和干燥箱中，待溫度達(dá)到設(shè)定值90℃后，開(kāi)始計(jì)時(shí)，兩組樣品均每隔半小時(shí)震搖1 min。待樣品提取時(shí)間結(jié)束后，取出樣品冷卻至室溫，于離心機(jī)內(nèi)8 000 r/min離心15min，取上清液，經(jīng)0.45 μm濾膜的針頭過(guò)濾器過(guò)濾，裝入2 mL樣品瓶上機(jī)檢測(cè)。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

將亞砷酸根溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、砷酸根溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、一甲基砷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、二甲基砷溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制成1 000 ng/mL混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用水將1 000 ng/mL混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液分別稀釋成5個(gè)梯度濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：5.0 ng/mL、10.0 ng/mL、20.0 ng/mL、30.0 ng/mL、50.0 ng/mL。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別對(duì) 5 個(gè)梯度濃度的 As3+、DMA、MMA、As5+混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行上機(jī)檢測(cè)，流動(dòng)相采用1.725 g磷酸二氫銨和0.206 g磷酸氫二銨溶解至1 000 mL水中，混合標(biāo)準(zhǔn)溶液4個(gè)組分峰的分離度良好，如圖1所示。

圖1 混合標(biāo)準(zhǔn)As3+、DMA、MMA、As5+分離色譜圖

將5個(gè)梯度濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行積分，對(duì)應(yīng)其峰面積繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖2、圖3、圖4及圖5所示。

圖2 As3+標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3 DMA標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖4 MMA標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖5 As5+標(biāo)準(zhǔn)曲線

在 0～50 ng/mL 的濃度范圍內(nèi) As3+、DMA、MMA、As5+各組分呈良好的線性關(guān)系。用空白基線信噪比計(jì)算檢出限，得到4個(gè)組分的檢出限。具體見(jiàn)表1。

表1 各組分線性度和檢出限

2.2 儀器精密度

采用標(biāo)準(zhǔn)曲線中間點(diǎn)20.0 ng/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)進(jìn)樣7次，將7次進(jìn)樣結(jié)果的各組分峰積分后帶入儀器軟件進(jìn)行計(jì)算，得到 As3+、DMA、MMA、As5+各組分的 RSD(%)值，如表2。

表2 精密度試驗(yàn)

2.3 檢測(cè)結(jié)果

兩組樣品中樣品空白檢測(cè)結(jié)果均未檢出，兩組樣品檢測(cè)值及加標(biāo)回收率見(jiàn)表3。

表3 檢測(cè)結(jié)果

2.4 結(jié)果分析與討論

GB 5009.11-2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定》中流動(dòng)相為15 mol/L磷酸二氫銨（Ph 6.0），需要用氨水調(diào)節(jié)pH值，過(guò)程較繁瑣，容易偏高或偏低，且都會(huì)影響各組分峰的洗脫分離，很容易使As3+與DMA組分峰重疊，或者DMA與MMA組分峰重疊。而流動(dòng)相采用1.725 g磷酸二氫銨和0.206 g磷酸氫二銨溶解至1 000 mL水中，進(jìn)行等度洗脫，混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中 As3+、DMA、MMA、As5+各組分峰的分離度良好，不需要調(diào)節(jié)pH值的步驟，比較簡(jiǎn)便快捷。

檢測(cè)結(jié)果表明稻谷樣品中無(wú)機(jī)砷主要以As3+形態(tài)為主，且低值樣品未檢出As5+。通過(guò)計(jì)算樣品中As3+和As5+檢測(cè)值的合計(jì)，分別得到兩組樣品無(wú)機(jī)砷的含量值。結(jié)果表明提取溫度90℃、時(shí)間2.5 h，甲組稻谷樣品檢測(cè)結(jié)果略高于乙組，甲組標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)大米粉的檢測(cè)結(jié)果更接近標(biāo)準(zhǔn)值0.18 mg/kg，恒溫水浴震蕩提取比恒溫干燥箱提取方式效果好。原因分析：恒溫干燥箱是加熱空氣升溫較快，而樣品中溶液溫度升溫較慢，當(dāng)恒溫干燥箱溫度達(dá)到設(shè)定值開(kāi)始計(jì)時(shí)，此時(shí)樣品中溶液溫度未能同步；而恒溫水浴震蕩是加熱震蕩器中的水，升溫較慢，樣品溶液幾乎和水浴震蕩升溫同步，溫度達(dá)到設(shè)定值開(kāi)始計(jì)時(shí)相對(duì)比較可靠，同時(shí)在加熱提取過(guò)程中在不停地震蕩，所以提取效果相對(duì)于恒溫干燥箱更好。

3 結(jié)論

利用液相色譜 -原子熒光光譜聯(lián)用儀 （LCAFS）對(duì)稻谷樣品中無(wú)機(jī)砷進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，流動(dòng)相采用1.725 g磷酸二氫銨和0.206 g磷酸氫二銨溶解至1000 mL水中，進(jìn)行等度洗脫，更簡(jiǎn)便快捷。提取溫度90℃、時(shí)間2.5 h，采用恒溫水浴震蕩提取比恒溫干燥箱的提取效果好。