微波消解-原子熒光法測(cè)定牛乳中硒含量的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

周歡 夏忠悅 錢(qián)成林 范光彩 黃漫蓉

摘 要：本文采用微波消解-原子熒光法，通過(guò)對(duì)比不同的消解參數(shù)、趕酸溫度、補(bǔ)加鹽酸的濃度和體積及后續(xù)趕酸時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，選擇最佳的操作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)GB 5009.93—2017檢測(cè)方法的優(yōu)化，提升可操作性和穩(wěn)定性。此外，采用優(yōu)化后的檢測(cè)方法測(cè)定不同地域生牛乳中硒的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，試樣經(jīng)微波消解處理后，在150 ℃條件下趕酸50 min，再補(bǔ)加5 mL 6 mol/L的鹽酸，繼續(xù)趕酸15 min，在該處理?xiàng)l件下檢測(cè)結(jié)果相對(duì)偏差在2.6%～3.6%，加標(biāo)回收率在93.04%～97.06%。對(duì)不同區(qū)域生牛乳中硒含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，山東產(chǎn)地的硒含量最高，達(dá)47.94 μg/L，明顯高于其他生牛乳。

關(guān)鍵詞：硒;生牛乳;原子熒光;參數(shù)

Determination of Selenium in Raw Milk from Different Areas by Microwave Digestion Atomic Fluorescence Spectrometry

ZHOU Huan， XIA Zhongyue， QIAN Chenglin， FAN Guangcai， HUANG Manrong

（New Hope Dairy Co.， Ltd.， Chengdu 610023， China）

Abstract： In this experiment， microwave digestion atomic fluorescence method was used to compare the effects of different digestion parameters， acid driving temperature， hydrochloric acid concentration and volume， and subsequent acid driving time on the detection results， so as to optimize the detection method in GB 5009.93—2017， and improve its operability and stability. In addition， the optimized detection method was used to determine the selenium content in raw milk from different regions. The results showed that the sample was digested by microwave， the acid was removed at 150 ℃ for 50 min， then 5 mL 6 mol/L hydrochloric acid were added for 15 min. Under this condition， the relative deviation of detection results was in the range of 2.6%～3.6%， and the recovery was 93.04%～97.06%. The results showed that the selenium content in Shandong was the highest， up to 47.94 μg/L， significantly higher than other raw milk.

Keywords： selenium; raw milk; atomic fluorescence; parameters

硒具有提高人體免疫力、消除自由基、保護(hù)心臟和肝臟等功能，但是我國(guó)大部分地區(qū)處于低硒帶，因此加強(qiáng)對(duì)硒的攝入比較重要[1]。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)機(jī)硒（比如亞硒酸鈉等）不易被人體吸收，生物有效性低且毒副作用較大，而存在于生物體中的硒（尤其是植物來(lái)源的有機(jī)硒）是人們攝取硒的主要來(lái)源[2-3]。牛奶中含有痕量硒，對(duì)牛奶進(jìn)行硒強(qiáng)化有利于人體吸收。因此，快速準(zhǔn)確地測(cè)定牛奶中的硒含量具有重大意義。目前測(cè)定牛奶中的硒含量可采用濕法消解或微波消解結(jié)合原子熒光法、原子吸收光譜法[4]，其中微波消解操作簡(jiǎn)單、快速，被廣泛應(yīng)用于測(cè)定食品中的硒含量，但是標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)趕酸溫度與時(shí)間等并未進(jìn)行說(shuō)明，因此有必要對(duì)條件進(jìn)行優(yōu)化。本研究用硝酸∶過(guò)氧化氫（4∶1）消化樣品，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化，利用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法（Hydrid Generation-Atomic Fluorescence Spectrometry，HG-AFS）同時(shí)測(cè)定了不同產(chǎn)地牛奶中硒的含量，為快速準(zhǔn)確測(cè)定牛奶中的硒含量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

生牛乳（四川新華西乳業(yè)有限公司）;優(yōu)級(jí)純鹽酸（HCl）;進(jìn)口分析純硝酸（HNO3）;優(yōu)級(jí)純雙氧水（H2O2）;優(yōu)級(jí)純鐵氰化鉀[K3Fe（CN）6];優(yōu)級(jí)純氫氧化鈉（NaOH）;優(yōu)級(jí)純硼氫化鈉（NaBH4）。

1.2 儀器與設(shè)備

Kylin-S12型原子熒光光度計(jì)（北京吉天儀器有限公司）;TOPEX+型微波消解儀（上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司）;趕酸儀（上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司）;UPR-Ⅱ-20 L型超純水儀（四川優(yōu)普超純科技有限公司）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

（1）硒標(biāo)準(zhǔn)中間液（10 mg/L）。準(zhǔn)確量取濃度為1 000 mg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL于100 mL容量瓶中，用5%鹽酸定容至刻度，混勻制成10 mg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)中間液。

（2）硒標(biāo)準(zhǔn)使用液（1 mg/L）。準(zhǔn)確量取濃度為10 mg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)中間液10 mL于100 mL容量瓶中，用5%鹽酸定容至刻度，混勻制成1 mg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)使用液。

（3）硒上機(jī)工作液（20 μg/L）。準(zhǔn)確量取濃度為1 mg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)使用液2 mL于100 mL容量瓶中，加入5 mL鐵氰化鉀（100 g/L），用5%鹽酸定容至刻度，混勻制成20 μg/L的硒上機(jī)工作液。

1.3.2 樣品前處理

準(zhǔn)確稱(chēng)取1.00 g（精確至0.000 1 g）混合均勻的各牛奶樣品置于消解罐中加入4 mL硝酸，1 mL雙氧水，振搖混合均勻，于微波消解儀中消化，待消解結(jié)束，將消解罐放在趕酸儀上繼續(xù)加熱至近干，加5 mL鹽酸溶液（6 mol/L），繼續(xù)加熱至溶液變?yōu)榍辶翢o(wú)色并伴有白煙出現(xiàn)，冷卻，轉(zhuǎn)移至25 mL比色管中，加入

2.5 mL鐵氰化鉀溶液（100 g/L），純水定容，混勻待測(cè)，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)[5]。

1.3.3 微波消解程序

微波消解程序見(jiàn)表1。

1.3.4 儀器參數(shù)

負(fù)高壓340 V;燈電流100 mA;原子化溫度800 ℃;爐高8 mm;載氣流速500 mL/min;屏蔽氣流速1 000 mL/min;測(cè)量方式為標(biāo)準(zhǔn)曲線法;讀數(shù)方式為峰面積;延遲時(shí)間1 s;讀數(shù)時(shí)間15 s;加液時(shí)間8 s;進(jìn)樣體積1 mL。

1.3.5 條件優(yōu)化

（1）通過(guò)比對(duì)牛奶試樣在微波消解時(shí)最高溫度（200 ℃）的保溫時(shí)間，驗(yàn)證試樣在經(jīng)過(guò)消解后硒的檢測(cè)回收率。

（2）本實(shí)驗(yàn)參考常見(jiàn)的趕酸溫度及相關(guān)耗材的最高耐受溫度，對(duì)比選用120 ℃、150 ℃和180 ℃ 3個(gè)趕酸溫度，同步趕酸30 min，測(cè)定硒的加標(biāo)回收率。

（3）相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道原子熒光檢測(cè)載流劑濃度差異對(duì)檢測(cè)影響較大，本實(shí)驗(yàn)選用5%和10%兩組載流劑濃度進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。

1.3.6 優(yōu)化后方法的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)和測(cè)試

采用優(yōu)化后的方法測(cè)定2種樣品，觀察其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率，測(cè)試該方法的穩(wěn)定性;采用該方法對(duì)不同產(chǎn)地生牛乳的硒含量進(jìn)行測(cè)定，比較各產(chǎn)地生牛乳中硒含量的高低。

2 結(jié)果與分析

2.1 消解時(shí)間優(yōu)化

表2為200 ℃下消解不同時(shí)間的生牛乳中硒含量的測(cè)定結(jié)果。由表2可知，隨著消解時(shí)間的減少，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差顯著降低（P<0.05），回收率明顯增加，為93.04%，這可能是由于硒是熱敏性物質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間消解會(huì)導(dǎo)致硒損失。因此，為確保樣品消解完全，本實(shí)驗(yàn)確定消解時(shí)間為10 min。

2.2 趕酸溫度優(yōu)化

基于硒的熱敏性，對(duì)趕酸溫度進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果見(jiàn)表3。硝酸分解的中間產(chǎn)物能導(dǎo)致熒光淬滅及熒光強(qiáng)度降低，從而影響測(cè)定[6]。消解結(jié)束待冷卻后，將消解罐放在趕酸儀上加熱趕酸至近干，同等條件下150 ℃，50 min能將樣液中的硝酸除去，時(shí)間較短而且硒濃度值穩(wěn)定。加入鹽酸后再次趕酸，在鹽酸介質(zhì)中，樣液中六價(jià)硒充分還原成四價(jià)硒，四價(jià)硒與NaBH4反應(yīng)生成氫化物，提高鹽酸濃度能減少共存元素的干擾并有利于硒元素的還原[7-9]。在用鹽酸預(yù)還原時(shí)，不用蒸太長(zhǎng)時(shí)間，只要看到有白煙冒出即可停止加熱。當(dāng)趕酸溫度控制在150 ℃，13～17 min

時(shí)就能看到有白煙冒出，液體略帶黃色，但冷卻后液體即變成清亮無(wú)色，此條件下硒濃度值穩(wěn)定，加標(biāo)回收率較高。為實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的可操作性和穩(wěn)定性，最終確定選用150 ℃條件下趕酸15 min。

2.3 載流劑濃度優(yōu)化

戴瑞平等[10]研究發(fā)現(xiàn)，載流劑鹽酸濃度影響硒的測(cè)定，隨著鹽酸濃度的增大，熒光強(qiáng)度也隨之增大。本實(shí)驗(yàn)對(duì)5%和10%的鹽酸濃度進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)（見(jiàn)表4），其他條件一致，載流劑濃度對(duì)回收率無(wú)顯著性影響（P>0.05），載流劑鹽酸濃度為5%時(shí)，回收率為96.39%，鹽酸濃度為10%時(shí)，回收率為97.07%。綜合考慮所用鹽酸濃度越大對(duì)儀器損傷越大的影響。因此，本實(shí)驗(yàn)選用濃度為5%的鹽酸為載流劑。

2.4 優(yōu)化后方法的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

采用優(yōu)化后方法測(cè)定2種樣品。如表5所示，不同樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差控制在5%以?xún)?nèi)，加標(biāo)回收率在93.04%～97.06%，重復(fù)性及精確度良好。

2.5 優(yōu)化后的方法測(cè)定不同產(chǎn)地生牛乳的硒含量

由表6可知，采用優(yōu)化后的方法對(duì)不同產(chǎn)地生牛乳的硒含量進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，山東產(chǎn)地的硒含量最高，達(dá)47.94 μg/L，明顯高于其他生牛乳。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)在采用國(guó)標(biāo)方法的基礎(chǔ)上對(duì)樣品微波消解處理后，在150 ℃條件下趕酸50 min，再補(bǔ)加5 mL 6 mol/L的鹽酸，繼續(xù)趕酸15 min，在該處理?xiàng)l件下檢測(cè)牛奶中硒含量的結(jié)果穩(wěn)定且加標(biāo)回收率高。采用此參數(shù)條件對(duì)陜西、四川、山東等地的生乳硒含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)除山東高于其他產(chǎn)地外，其余地域生牛乳中硒含量差異不明顯。

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基金項(xiàng)目：乳品營(yíng)養(yǎng)與功能四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（2020YFN0153）。