微波消解-ICP-MS法測(cè)定粽葉中11種元素

葛芳芳，朱洪亮，錢非

1. 耐斯檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司（嘉興 314001）；2. 嘉興市食品藥品與產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)院（嘉興 314050）

粽葉又稱箬葉，具有清香氣味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在我國(guó)主要用作粽子的包裝材料。研究表明，粽葉中含有豐富的多糖、微量元素和多酚類物質(zhì)，具有抗癌、抗腫瘤、抗氧化作用和抗菌活性[1-3]，能使粽葉包裹的粽子較長(zhǎng)時(shí)間貯存，而且能增加粽子的清香，是一種十分理想的天然綠色食品包裝物[4]。

粽葉在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)選擇性富集多種微量元素，其中如鈣、錳、銅、鐵、鋅等對(duì)人體有重要作用，而部分元素如鉛、鎘、砷等對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生毒性。由于粽葉直接與食品接觸，其質(zhì)量安全狀況對(duì)人體健康有重要影響。近年來(lái)，更有一些不法商販?zhǔn)褂勉~鹽、色素和香精等化工原料對(duì)粽葉進(jìn)行浸泡染色，以增加其綠色、香味和新鮮度，造成粽子中銅等重金屬含量大大超標(biāo)，嚴(yán)重危害消費(fèi)者的身體健康。因此，了解粽葉中金屬元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)掌握粽葉的食品安全質(zhì)量具有十分重要意義。

在元素分析測(cè)定手段上，通常方法有比色法、原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）和電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS），其中ICP-MS法由于具有同時(shí)分析多種元素、精度高、線性范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在食品中元素分析測(cè)定中得到越來(lái)越多的應(yīng)用[5-6]。對(duì)粽葉中元素測(cè)定的方法主要有原子吸收光譜法[7-9]、電感耦合等離子發(fā)射光譜法[10]。使用ICP-MS法對(duì)粽葉中的金屬元素進(jìn)行測(cè)定尚未見報(bào)道。試驗(yàn)將ICP-MS檢測(cè)法應(yīng)用于粽葉中金屬元素檢測(cè)，為粽葉的開發(fā)利用及食品安全監(jiān)管提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

NexlON 350XX型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)PerkinElmer公司）；MARS5型微波消解儀（美國(guó)CEM公司）；Mili-Q Reference型超純水系統(tǒng)（美國(guó)Millipore公司）；ME204E型電子天平（德國(guó)梅特勒公司，精度萬(wàn)分之一）；試驗(yàn)用超純水（18.2 MΩ·cm，由超純水系統(tǒng)制備）；MOS級(jí)硝酸（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；粽葉（采購(gòu)于市場(chǎng)）。

Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Al、Cr、As、Cd、Pb多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（Ca、Mg質(zhì)量濃度2 000.00 μg/mL，Al、Fe質(zhì)量濃度500.00 μg/mL，Cu、Mn、Zn質(zhì)量濃度50.00 μg/mL，As、Cd、Cr、Pb質(zhì)量濃度5.00 μg/mL，美國(guó)Inorganic Ventures公司）。

系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：準(zhǔn)確量取一定體積的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，用2%硝酸稀釋，配制成系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，溶液中：Ca、Mg質(zhì)量濃度為0，0.4，2，4，12和20 mg/L；Al、Fe質(zhì)量濃度為0，0.1，0.5，1，3和5 mg/L；Cu、Mn、Zn質(zhì)量濃度為0，10，50，100，300和500 μg/L；As、Cd、Cr、Pb質(zhì)量濃度為0，1，5，10，30和50 μg/L。

Bi、Ge、In、Sc混合內(nèi)標(biāo)溶液（質(zhì)量濃度10 μg/mL，美國(guó)PerkinElmer公司），使用時(shí)用2%硝酸逐級(jí)稀釋，配制成各組分質(zhì)量濃度均為20 μg/L的混合內(nèi)標(biāo)工作液。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 微波消解儀工作程序

功率1 200 W，5 min內(nèi)由室溫升至120 ℃保持5 min，25 min內(nèi)升溫至200 ℃保持40 min。

1.2.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀

RF功率1 600 W；霧化氣流量0.98 L/min；輔助氣流量1.20 L/min；等離子體氣體流量18.0 L/min；測(cè)量方式為跳峰；重復(fù)次數(shù)3；檢測(cè)模式為碰撞反應(yīng)池模式。

1.3 樣品前處理方法

將粽葉用水洗凈后晾干，磨碎，過(guò)0.850 mm孔徑（20目）篩，混勻。準(zhǔn)確稱取0.2～0.3 g（精確至0.001 g）混勻后的樣品，置于微波消解管中，向微波消解罐中依次加入10 mL硝酸，室溫放置30 min后，密閉微波消解罐并放入微波消解儀，按照設(shè)定的消解程序進(jìn)行消解，消解完畢后將消解管降至常溫，緩慢打開消解罐蓋排氣，用少量水沖洗內(nèi)蓋，將消解罐在電熱板上100 ℃加熱30 min，用水定容至25 mL容量瓶中，搖勻后得測(cè)試液，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

1.4 待測(cè)元素質(zhì)量數(shù)及內(nèi)標(biāo)元素的選擇

選擇與待測(cè)元素化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)相近的元素作為內(nèi)標(biāo)元素，試驗(yàn)選擇Sc、Ge、In、Bi作為內(nèi)標(biāo)元素，各元素的分析質(zhì)量數(shù)和相應(yīng)的內(nèi)標(biāo)元素見表1。

表1 各元素的分析質(zhì)量數(shù)和內(nèi)標(biāo)元素

2 結(jié)果與討論

2.1 工作曲線、線性范圍及檢出限

電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定各種元素具有較寬的線性范圍，試驗(yàn)以工作溶液中所含元素濃度為橫坐標(biāo)（x），以待測(cè)元素與內(nèi)標(biāo)元素的計(jì)數(shù)量比值為縱坐標(biāo)（y），經(jīng)儀器數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)處理后繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；對(duì)試劑空白溶液連續(xù)測(cè)定11次，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，獲得方法的檢出限。具體結(jié)果見表2。11種元素在測(cè)定過(guò)程中均顯示良好線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均大于0.999 9，符合檢測(cè)要求。

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性范圍、相關(guān)系數(shù)和檢測(cè)限

2.2 精密度及回收率

準(zhǔn)確量取0.2～0.3 g（精確至0.000 1 g）樣品，按照前述前處理方法對(duì)樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn)，平行6次測(cè)定，具體試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 精密度和回收率試驗(yàn)

結(jié)果顯示，各種元素的回收率在89.2%～104.7%范圍內(nèi)，方法精密度范圍為1.31%～4.36%，表明回收率和精密度良好。

2.3 準(zhǔn)確度驗(yàn)證

按照所建立的方法，對(duì)GBW 07604楊樹葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的11種元素進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表4。

表4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析結(jié)果 單位：mg/kg

結(jié)果顯示，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中元素的測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值相符，證明試驗(yàn)方法具有良好的準(zhǔn)確度。

2.4 方法應(yīng)用

按照試驗(yàn)方法對(duì)市場(chǎng)上購(gòu)買的6種粽葉樣品中11種元素進(jìn)行分析，各元素含量結(jié)果見表5。

表5 樣品分析結(jié)果 單位：mg/kg

從檢測(cè)結(jié)果可以看出，粽葉中含有豐富的礦物元素，其中人體必需微量元素如Zn、Cu、Mn、Ca、Mg含量都較高，比較這幾種元素含量的高低，為Ca＞Mg＞Fe＞Mn＞Zn，而對(duì)于人體有害的金屬元素如Pb、As、Cd等雖都有檢出，但其含量相對(duì)其他元素均較低。通過(guò)檢測(cè)結(jié)果也可發(fā)現(xiàn)，不同粽葉產(chǎn)品的各微量元素含量均有不同差異，分析原因可能是生長(zhǎng)環(huán)境不同所造成的。

3 結(jié)論

試驗(yàn)建立一種微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測(cè)粽葉中Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Al、Cr、As、Cd、Pb共11種元素的分析方法，采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 7064對(duì)方法進(jìn)行驗(yàn)證，檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相符。結(jié)果表明，試驗(yàn)方法測(cè)定各種粽葉樣品中金屬元素的含量簡(jiǎn)便、可靠，準(zhǔn)確度和精密度高，為粽葉的深入開發(fā)和質(zhì)量安全的控制提供依據(jù)。