保健食品原料中總砷及無機(jī)砷含量檢測(cè)

何婷婷

（烏魯木齊海關(guān)技術(shù)中心，新疆烏魯木齊 830063）

近年來，藥食同源產(chǎn)品在保健食品原料中的應(yīng)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(zhǎng)過程中，土壤中的砷元素會(huì)逐漸集聚在植株中造成一定程度的污染，對(duì)其含量進(jìn)行檢測(cè)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(jī)砷含量檢測(cè)入手，實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的檢測(cè)工作。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選用人參作為實(shí)驗(yàn)樣品，于東北某地采集，并經(jīng)由當(dāng)?shù)乜蒲袡C(jī)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(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。砷標(biāo)準(zhǔn)品溶液 （1000 mg/L），自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心取得。

1.2 儀器與設(shè)備

本次使用的實(shí)驗(yàn)儀器如表1所示。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品的前處理

在樣品前處理環(huán)節(jié)中，實(shí)驗(yàn)人員按照 GB 5009.11—2014要求進(jìn)行處理。①將樣品放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)置溫度為90 ℃，恒溫鼓風(fēng)干燥2 h。②干燥完成后，使用粉碎機(jī)將樣品粉碎，過40目篩，并使用電子天平準(zhǔn)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(jìn)行處理，同時(shí)微波消解系統(tǒng)保持1200 W功率運(yùn)行，每個(gè)運(yùn)行步驟的升溫時(shí)間均維持5 min[1-2]。

在升溫處理完成后，對(duì)處理后的樣品采用濕法消解，此環(huán)節(jié)主要應(yīng)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(jìn)行消解，消解過程中不斷補(bǔ)加硝酸，確保消解環(huán)節(jié)的徹底。消解完成后對(duì)反應(yīng)物進(jìn)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(jì)對(duì)液體中的總砷含量進(jìn)行 測(cè)定。

在總砷含量測(cè)定完成后，進(jìn)行無機(jī)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(shè)置溫度為90 ℃，恒溫2.5 h，并每30 min進(jìn)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(jī)上進(jìn)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(cè)條件設(shè)置

（1）設(shè)置電感耦合等離子質(zhì)譜儀的檢測(cè)條件，該設(shè)備以1550 W功率運(yùn)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。

表3 電感耦合等離子質(zhì)譜儀檢測(cè)條件設(shè)置

（2）對(duì)原子熒光光度計(jì)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，本次研究中，光度計(jì)采用As燈，燈光電流設(shè)置為 50 mA，同時(shí)光度計(jì)使用載氣和屏蔽氣，其流量分別控制為600 mL/min和1100 mL/min。

（3）對(duì)液相色譜柱的檢測(cè)條件進(jìn)行設(shè)置，色譜柱流速控制為1.000 mL/min，進(jìn)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(dòng)相，對(duì)樣品進(jìn)行相關(guān)操作。

1.3.3 總砷及無機(jī)砷含量標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定

控制好各種檢測(cè)條件后，首先吸取適量砷標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)備一組等體積的2%硝酸溶液作為空白對(duì)照組，配制完成后，使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)。

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步測(cè)定無機(jī)砷含量的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)工作液的濃度為橫坐標(biāo)，定量離子對(duì)峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及及檢出限

以標(biāo)準(zhǔn)工作液的濃度為橫坐標(biāo)，定量離子對(duì)峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合得到曲線方程?？偵闃?biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=4079.58x-315.23，相關(guān)系數(shù)為1.00。無機(jī)砷因化合價(jià)不同，存在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，三價(jià)砷的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y1=26592.84x1+13113.02；五價(jià)砷的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y2=62819.97x2+11512.83；兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程的相關(guān)系數(shù)均為1.000。

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定總砷和無機(jī)砷的檢出限。本次檢出限的測(cè)定基于等離子質(zhì)譜儀進(jìn)行，首先取適量的1.00 μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，以3倍信噪比（S/N）計(jì)算檢出限[7]。由此計(jì)算出總砷的檢出限為 0.0008 mg/kg，無機(jī)砷的檢出限為0.0006 mg/kg。

2.2 總砷含量的測(cè)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(biāo)準(zhǔn)品，烘干后分別制備6組實(shí)驗(yàn)溶液，使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀對(duì)砷含量進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線和元素響應(yīng)值對(duì)砷含量進(jìn)行計(jì)算，并以添加樣品的回收率表示方法的準(zhǔn)確度，以變異系數(shù)表示實(shí)驗(yàn)方法的精密度，具體計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4 添加回收率和變異系數(shù)檢測(cè)結(jié)果（n=6）

從平均回收率和變異系數(shù)兩方面來看，本次實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度和精密度均符合檢測(cè)要求。在此基礎(chǔ)上，對(duì)本次實(shí)驗(yàn)方法的靈敏度進(jìn)行檢測(cè)，提取少量人參樣品進(jìn)行檢測(cè)后，其砷含量為0.0265 mg/kg，RSD值為0.02%，而在相同條件下使用傳統(tǒng)檢測(cè)方法則未檢出砷含量，證明本次應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法具有靈敏度較高和檢出限較低的特點(diǎn)，對(duì)于痕量檢測(cè)的作用更為顯著。

在確定本次實(shí)驗(yàn)方法的有效性后，對(duì)本次所選擇的人參樣品中的總砷含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為 （0.310±0.082）mg/kg，同時(shí)查閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2762—2017所規(guī)定的食品污染物限量標(biāo)準(zhǔn)可知，保健食品原料中的總砷含量應(yīng)當(dāng)?shù)陀?.50 mg/kg。檢測(cè)結(jié)果表明，本次選擇的人參樣品的砷含量并未超標(biāo)，但其含量也難免存在相對(duì)偏高的情況。

2.3 無機(jī)砷含量的測(cè)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(biāo)準(zhǔn)品，烘干后分別制備6組實(shí)驗(yàn)溶液，使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀對(duì)砷含量進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)曲線的峰面積對(duì)添加回收率和變異系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表5。

表5 無機(jī)砷平均回收率和變異系數(shù)計(jì)算結(jié)果

由表5可知，在本環(huán)節(jié)的檢測(cè)中，無機(jī)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(zhǔn)確度和精密度均符合檢測(cè)要求。在此基礎(chǔ)上，使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀對(duì)人參樣品中的無機(jī)砷含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表6所示。

表6 人參樣品無機(jī)砷含量檢測(cè)結(jié)果（單位：mg/kg）

由表6可知，人參樣品中無機(jī)砷對(duì)于總砷含量占比相對(duì)較高，超過70%，這表明在樣品中存在不同比例的有機(jī)砷成分，以及一些風(fēng)險(xiǎn)未知的含砷化合物。相對(duì)而言，人參樣品中的三價(jià)砷含量較低，五價(jià)砷含量較高，證明在這些人參的生長(zhǎng)過程中，砷主要以五價(jià)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(duì)人參樣品中的總砷含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，該方法檢測(cè)保健食品原料中砷含量有相對(duì)較高的準(zhǔn)確度和精密度，能對(duì)保健食品原料中的總砷含量和無機(jī)砷含量實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的檢測(cè)。預(yù)計(jì)該方法在食品檢測(cè)領(lǐng)域會(huì)得到更多應(yīng)用，以有效判斷各種保健食品原料中的總砷和無機(jī)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。