保健食品原料中總砷及無機砷含量檢測 ?

何婷婷

摘 要：為探究保健食品原料中砷元素污染情況，控制食品安全問題，本研究基于微波消解和電感耦合等離子質(zhì)譜儀結(jié)合的實驗方法，對所選擇的人參樣品中的總砷和無機砷含量進行檢測。結(jié)果表明，本方法有較高的精密度和靈敏度，能夠相對準確地得出保健食品原料中總砷及無機砷的檢測結(jié)果，能夠為砷污染風險評估工作提供更多的理論支撐與現(xiàn)實參考。

關(guān)鍵詞：保健食品原料;砷含量;含量檢測

Determination of Total Arsenic and Inorganic Arsenic in Health Food Raw Materials

HE Tingting

（Urumqi Customs and Technology Center， Urumqi 830063， China）

Abstract： In order to explore the arsenic contamination in health food raw materials and control food safety issues， this study was based on the combined experimental method of microwave digestion and inductively coupled plasma mass spectrometer to detect the total arsenic and inorganic arsenic content in selected ginseng samples. The detection results show that this method has high precision and sensitivity， and can relatively accurately obtain the detection results of total arsenic and inorganic arsenic in health food raw materials， which can provide more theoretical support and practical reference for arsenic pollution risk assessment.

Keywords： health food raw materials; arsenic content; content detection

近年來，藥食同源產(chǎn)品在保健食品原料中的應用比例不斷攀升，這些產(chǎn)品多為中草藥類植物所制備而成。在中草藥類植物的生長過程中，土壤中的砷元素會逐漸集聚在植株中造成一定程度的污染，對其含量進行檢測至關(guān)重要。藥食同源產(chǎn)品中砷元素的化合狀態(tài)較多，因此需要從總砷含量和無機砷含量檢測入手，實現(xiàn)更為準確的檢測工作。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選用人參作為實驗樣品，于東北某地采集，并經(jīng)由當?shù)乜蒲袡C構(gòu)鑒定后，陰干，低溫保存待用。

硫脲、硼氫化鉀、硝酸、過氧化氫、高氯酸、硫酸、氫氧化鈉、維生素C、無水乙酸鈉、磷酸二氫鈉、EDTA、氨水和氫氧化鉀，均為分析純，并均采購自國藥集團化學試劑有限公司。砷標準品溶液（1 000 mg/L），自國家標準物質(zhì)研究中心取得。

1.2 儀器與設備

本次使用的實驗儀器如表1所示。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品的前處理

在樣品前處理環(huán)節(jié)中，實驗人員按照GB 5009.11—2014要求進行處理。①將樣品放入電熱恒溫鼓風干燥箱中，設置溫度為90 ℃，恒溫鼓風干燥2 h。②干燥完成后，使用粉碎機將樣品粉碎，過40目篩，并使用電子天平準確稱取0.300 g樣品，放置于微波消解罐中，加入7 mL硝酸，靜置30 min。③將消解罐放入微波消解系統(tǒng)中，按照表2中的升溫程序進行處理，同時微波消解系統(tǒng)保持1 200 W功率運行，每個運行步驟的升溫時間均維持5 min[1-2]。

在升溫處理完成后，對處理后的樣品采用濕法消解，此環(huán)節(jié)主要應用適量的硫酸、硝酸和高氯酸混合物，與樣品充分混合后靜置12 h，而后將混合體系放置于電熱板上，迅速升溫至200 ℃進行消解，消解過程中不斷補加硝酸，確保消解環(huán)節(jié)的徹底。消解完成后對反應物進行冷卻2次，冷卻完成后，用水將上述溶液移至25 mL容量瓶中，再加入少量硫脲與維生素C的混合液，定容至25 min。以上環(huán)節(jié)全部結(jié)束后，在25 ℃條件下靜置30 min，而后使用AFS分光光度計對液體中的總砷含量進行測定。

在總砷含量測定完成后，進行無機砷的提取操作。①稱取少量制備好的液體樣品放置于塑料離心管中，加入適量濃度為0.15 mol/L的硝酸溶液后靜置12 h。②將混合體系放置于恒溫水浴鍋中，設置溫度為90 ℃，恒溫2.5 h，并每30 min進行一次振搖。③恒溫階段完成后，將混合體系冷卻至室溫，并在離心機上進行15 min的高速離心。④離心后取上層清液，過液相色譜柱，以完成提取[3-5]。

1.3.2 檢測條件設置

（1）設置電感耦合等離子質(zhì)譜儀的檢測條件，該設備以1 550 W功率運行，并控制柱箱溫度維持在30 ℃，其他參數(shù)的具體條件如表3所示。

（2）對原子熒光光度計的相關(guān)參數(shù)進行設置，本次研究中，光度計采用As燈，燈光電流設置為50 mA，同時光度計使用載氣和屏蔽氣，其流量分別控制為600 mL/min和1 100 mL/min。

（3）對液相色譜柱的檢測條件進行設置，色譜柱流速控制為1.000 mL/min，進樣量控制為50.0 μL，使用適量的10 mmol/L無水乙酸鈉、3 mmol/L硝酸鉀、10 mmol/L磷酸二氫鈉、0.2 mmol/L EDTA混合后，溶解于乙醇中，以此混合物作為流動相，對樣品進行相關(guān)操作。

1.3.3 總砷及無機砷含量標準曲線測定

控制好各種檢測條件后，首先吸取適量砷標準工作液，并將其等分為5組，每組分別加入不同體積的2%硝酸溶液，使得各組溶液的砷濃度分別為1.00 μg/L、5.00 μg/L、10.00 μg/L、50.00 μg/L和100.00 μg/L，另準備一組等體積的2%硝酸溶液作為空白對照組，配制完成后，使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀進行檢測。

在此基礎(chǔ)上，進一步測定無機砷含量的標準曲線，此環(huán)節(jié)的基本步驟同前，但各組溶液的砷濃度變更為2.50 μg/L、5.00 μg/L、10.00 μg/L、50.00 μg/L和100.00 μg/L。以標準工作液的濃度為橫坐標，定量離子對峰面積為縱坐標，繪制標準曲線[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 標準曲線及及檢出限

以標準工作液的濃度為橫坐標，定量離子對峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，擬合得到曲線方程。總砷標準曲線方程為y=4 079.58x-315.23，相關(guān)系數(shù)為1.00。無機砷因化合價不同，存在兩個標準曲線方程，三價砷的標準曲線方程為y1=26 592.84x1+13 113.02;五價砷的標準曲線方程為y2=62 819.97x2+11 512.83;兩個標準曲線方程的相關(guān)系數(shù)均為1.000。

在此基礎(chǔ)上，進一步確定總砷和無機砷的檢出限。本次檢出限的測定基于等離子質(zhì)譜儀進行，首先取適量的1.00 μg/L的砷標準溶液進行測定，以3倍信噪比（S/N）計算檢出限[7]。由此計算出總砷的檢出限為0.000 8 mg/kg，無機砷的檢出限為0.000 6 mg/kg。

2.2 總砷含量的測定

取適量原料粉碎后的粉末樣品，分別添加0.001 μg、0.003 μg、0.010 μg的砷標準品，烘干后分別制備6組實驗溶液，使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀對砷含量進行檢測。結(jié)合標準曲線和元素響應值對砷含量進行計算，并以添加樣品的回收率表示方法的準確度，以變異系數(shù)表示實驗方法的精密度，具體計算結(jié)果如表4所示。

從平均回收率和變異系數(shù)兩方面來看，本次實驗方法的準確度和精密度均符合檢測要求。在此基礎(chǔ)上，對本次實驗方法的靈敏度進行檢測，提取少量人參樣品進行檢測后，其砷含量為0.026 5 mg/kg，RSD值為0.02%，而在相同條件下使用傳統(tǒng)檢測方法則未檢出砷含量，證明本次應用的實驗方法具有靈敏度較高和檢出限較低的特點，對于痕量檢測的作用更為顯著。

在確定本次實驗方法的有效性后，對本次所選擇的人參樣品中的總砷含量進行檢測，檢測結(jié)果為（0.310±0.082）mg/kg，同時查閱國家標準GB 2762—2017所規(guī)定的食品污染物限量標準可知，保健食品原料中的總砷含量應當?shù)陀?.50 mg/kg。檢測結(jié)果表明，本次選擇的人參樣品的砷含量并未超標，但其含量也難免存在相對偏高的情況。

2.3 無機砷含量的測定

取適量原料粉碎后的粉末樣品，分別添加0.001 μg、0.003 μg、0.010 μg的砷標準品，烘干后分別制備6組實驗溶液，使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀對砷含量進行檢測，根據(jù)檢測曲線的峰面積對添加回收率和變異系數(shù)進行計算，結(jié)果見表5。

由表5可知，在本環(huán)節(jié)的檢測中，無機砷的平均回收率為95.20%～97.50%，變異系數(shù)為0.10%～0.69%，

證明其準確度和精密度均符合檢測要求。在此基礎(chǔ)上，使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀對人參樣品中的無機砷含量進行檢測，檢測結(jié)果如表6所示。

由表6可知，人參樣品中無機砷對于總砷含量占比相對較高，超過70%，這表明在樣品中存在不同比例的有機砷成分，以及一些風險未知的含砷化合物。相對而言，人參樣品中的三價砷含量較低，五價砷含量較高，證明在這些人參的生長過程中，砷主要以五價砷的狀態(tài)而存在。

3 結(jié)論

本研究采用微波消解-電感耦合等離子質(zhì)譜法對人參樣品中的總砷含量進行了測定，結(jié)果表明，該方法檢測保健食品原料中砷含量有相對較高的準確度和精密度，能對保健食品原料中的總砷含量和無機砷含量實現(xiàn)較為準確的檢測。預計該方法在食品檢測領(lǐng)域會得到更多應用，以有效判斷各種保健食品原料中的總砷和無機砷含量，為保健食品原料的產(chǎn)地鑒別、配制方法等方面研究提供更多的選擇與借鑒參考。

參考文獻

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