微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定杜阮涼瓜中20種元素的含量

摘 要：本文建立了測定杜阮涼瓜中20種元素含量的電感耦合等離子體質(zhì)譜法。樣品經(jīng)過微波消解后上機(jī)測定，檢測方法檢出限、回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果表明，各元素線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均≥0.998 0，檢出限在0.001 8～2.154 0 μg·L-1，回收率在95.6%～106.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.55%～2.50%。該方法簡便快捷、靈敏精確，適用于杜阮涼瓜中20種元素的測定。

關(guān)鍵詞：微波消解；電感耦合等離子體質(zhì)譜法；杜阮涼瓜

Determination of 20 Elements in Duruan Balsam Pear by Microwave Digestion Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

ZHENG Lisi， YAN Liyi

（Jiangmen Food Inspection Institute， Jiangmen 529000， China）

Abstract： This article establishes an inductively coupled plasma mass spectrometry method for determining the content of 20 elements in Duruan balsam pear. The sample was subjected to microwave digestion and then subjected to machine testing. The detection limit， recovery rate， and relative standard deviation of the detection method were determined. The results show that each element has good linear relationships， with correlation coefficients≥0.998 0 and detection limits ranging from 0.001 8 μg·L-1 to 2.154 0 μg·L-1， recovery rate between 95.6% and 106.3%， relative standard deviation between 0.55% and 2.50%. This method is simple， fast， sensitive， and accurate， and is suitable for the determination of 20 elements in Duruan balsam pear.

Keywords： microwave digestion; inductively coupled plasma mass spectrometry; Duruan balsam pear

杜阮涼瓜又名杜阮苦瓜，是廣東省江門市蓬江區(qū)杜阮鎮(zhèn)的特色農(nóng)產(chǎn)品，也是全國農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志之一。杜阮涼瓜是葫蘆科植物，瓜型肥大、形似木瓜，平頂粒粗，蒂寬且圓，果尖像小鑿子，顏色碧綠如翡翠，肉厚而爽脆無渣，味道微苦而回甘，當(dāng)?shù)厝朔Q之為大頂瓜，將其形容為“老鼠尾，柿餅蒂”。杜阮涼瓜營養(yǎng)豐富，食用效果佳，含有大量人體必需的礦物質(zhì)和氨基酸。杜阮涼瓜果實(shí)中還含有苦瓜甙，種子和葉中含有大量的苦瓜素，具有美容、護(hù)膚、提高自身免疫力等功效。杜阮涼瓜已獲得“無公害農(nóng)產(chǎn)品證書”“廣東省名特優(yōu)新農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域公用品牌”“廣東嶺南特色食品”“國家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志”“中國地理標(biāo)志證明商標(biāo)”等榮譽(yù)稱號(hào)，是廣東省江門市響亮的“生態(tài)名片”。

目前尚未發(fā)布針對(duì)杜阮涼瓜的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，僅有農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《苦瓜》（NY/T 963—2006）。該標(biāo)準(zhǔn)適用于鮮食苦瓜，只規(guī)定了無機(jī)砷、鉛、鎘這3種金屬元素的指標(biāo)。而杜阮涼瓜因其瓜型特殊，并不適用NY/T 963—2006，現(xiàn)有資料對(duì)于杜阮涼瓜成分的研究甚少。目前用于金屬元素測定的樣品前處理方法有干式消解、濕式消解、微波消解、壓力罐消解等[1-2]。其中微波消解具有操作自動(dòng)化、操作簡單便捷、分析效率高，以及條件控制精準(zhǔn)，可針對(duì)不同樣品設(shè)定不同能量、溫度和壓力等參數(shù)，保證結(jié)果準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)，且其污染風(fēng)險(xiǎn)低，密封反應(yīng)體系降低了泄露風(fēng)險(xiǎn)。因此本文采用微波消解法對(duì)杜阮涼瓜樣品進(jìn)行前處理。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀常用于金屬元素測定，具有線性范圍寬、選擇性高[3]、靈敏度高、分析速度快，以及不受原子量和同位素的限制能同時(shí)分析多種元素等優(yōu)點(diǎn)[4-5]。

為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)杜阮涼瓜成分的了解，本文采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定杜阮涼瓜中20種元素，為未來杜阮涼瓜國家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布提供數(shù)據(jù)支持，為更好地發(fā)掘杜阮涼瓜的新用途提供支持。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

iCAP RQ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，賽默飛世爾；ETHOS UP型微波消解儀，麥爾斯通；Milli-Q Reference超純水機(jī)，美國密理博公司；JS66D-300攪拌機(jī)，蘇泊爾；DHG-9145A電熱鼓風(fēng)干燥箱，一恒儀器。

1.2 試劑與材料

8批次杜阮涼瓜（樣品1～樣品8），市場上隨機(jī)購買。

硝酸，分析純，上海安譜；GNM-M225022-2013混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（B、Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Sn、Sb、Ba、Hg、Pb，100 mg·L-1）；內(nèi)標(biāo)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（Ge、In、Sc、Bi，1 000 mg·L-1）；過氧化氫（分析純）。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

吸取一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液儲(chǔ)備液，配制成標(biāo)準(zhǔn)工作曲線溶液（10.0 μg·L-1、20.0 μg·L-1、40.0 μg·L-1、60.0 μg·L-1、80.0 μg·L-1和100.0 μg·L-1）。內(nèi)標(biāo)混合標(biāo)準(zhǔn)工作液稀釋到50 μg·L-1（上機(jī)使用）。

1.4 樣品前處理

先用電熱鼓風(fēng)干燥箱烘干樣品，再用攪拌機(jī)將樣品碎裂成粉狀，在消解罐中稱量樣品0.2 g，注入硝酸8 mL、過氧化氫1.5 mL，放置30 min后用微波消解儀消解。微波升溫程序：升溫至130 ℃保持4 min，再升溫至190 ℃保持11 min直至消解完全。樣品消解后定容至100 mL容量瓶，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

1.5 儀器工作條件

射頻功率：1 480 W；載氣流量：1.0 L·min-1；冷卻氣流量：15 L·min-1；霧化室溫度：2.2 ℃；采樣深度：8 mm；反應(yīng)池氣流量：4.8 mL·min-1。

2 結(jié)果和分析

2.1 元素的選擇

元素種類繁多，需要選取有代表性的元素進(jìn)行測定[1]。為分析樣品中的重金屬殘留，本文選擇測定Pb、As、Hg、Cd、Cr和Al；為分析樣品中的微量營養(yǎng)元素，本文選擇測定Cu、Fe、Mn、Zn、Se、Mo、Ni和B；為考察樣品中的特征元素，本文選擇測定Ba、Co、Ti、Sb、Sn和Sr。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限

以各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到的回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表1。各元素在10.0～100.0 μg·L-1具有較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在0.998 0～0.999 8。對(duì)空白溶液連續(xù)測定11次以計(jì)算出各元素的檢出限，檢出限在0.001 8～2.154 0 μg·L-1。

2.3 回收率和精密度

隨機(jī)選擇一個(gè)樣品測出本底值，添加定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在相同條件下重復(fù)測定7次，計(jì)算出回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，詳見表2。從表2可以看出，各元素的加標(biāo)回收率在95.6%～106.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.55%～2.50%，表明該方法精密度高，重現(xiàn)性好，能滿足測量需求。

2.4 樣品檢測結(jié)果

采用本文建立的方法檢測8種杜阮涼瓜樣品中20種元素含量，平行測定2次取算術(shù)平均值，結(jié)果詳見表3。從表3可以看出，杜阮涼瓜Fe、Mn、Zn微量營養(yǎng)元素含量較高，含量均在150 μg·kg-1以上，符合杜阮涼瓜營養(yǎng)豐富的農(nóng)產(chǎn)品特征；而Pb、As、Hg、Cd、Cr重金屬含量則較低，含量均在10 μg·kg-1以下，符合農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《苦瓜》（NY/T 963—2006）中規(guī)定的鉛≤100 μg·kg-1，鎘≤50 μg·kg-1，無機(jī)砷≤50 μg·kg-1[6]，表明杜阮涼瓜重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)較低，食用安全性較好[2]。此外，本次實(shí)驗(yàn)挑選的Co、Ni、Se、Mo、Sb等元素含量也較低，表明杜阮涼瓜不存在這些元素的污染情況。

3 結(jié)論

本文建立了測定杜阮涼瓜中20種元素的微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法，該方法能快速準(zhǔn)確同時(shí)測定杜阮涼瓜中多種元素。實(shí)際樣品測定結(jié)果顯示杜阮涼瓜營養(yǎng)豐富、重金屬殘留量低，是優(yōu)質(zhì)、有良好發(fā)展前景的農(nóng)產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]徐小梅，程慶兵，陳扣寶，等.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定苦瓜藥材中16種無機(jī)元素[J].化學(xué)分析計(jì)量，2019，28（6）：60-65.

[2]王雪婷，劉蕓，林宏，等.微波消解–電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定新西蘭蜂蜜中45種元素[J].化學(xué)分析計(jì)量，2019，28（2）：16-21.

[3]羅曉茵，郭新東，柳華春，等.微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定杏鮑菇中的24種元素[J].現(xiàn)代食品科技，2012，28（4）：462-465.

[4]王繼雙，董亞蕾，吳迪，等.微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測定山楂汁飲料中20種無機(jī)元素[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)，2021，12（9）：3627-3634.

[5]袁文婷，程國霞，趙迪，等.微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測定小麥中35種元素[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)，2020，11（20）：7410-7417.

[6]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.苦瓜：NY/T 963—2006[S].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006.

作者簡介：鄭麗斯（1984—），女，廣東肇慶人，本科，工程師。研究方向：食品檢驗(yàn)。