不同前處理方法對(duì)石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定雞蛋中重金屬鉛含量的影響研究

雞蛋含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白，且食用方便，是人類(lèi)“理想的營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”，也是最受消費(fèi)者喜歡的動(dòng)物源性食品之一。我國(guó)是雞蛋生產(chǎn)大國(guó)，但我國(guó)雞蛋在世界貿(mào)易額中所占的比例卻非常少，這與我國(guó)雞蛋行業(yè)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、存在食品安全問(wèn)題等是分不開(kāi)的。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部監(jiān)測(cè)，在2022年國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全例行監(jiān)測(cè)中，禽蛋的抽檢合格率為98.1%，主要問(wèn)題集中在獸藥殘留、禁用化學(xué)添加劑的使用和重金屬超標(biāo)3個(gè)方面。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)蛋及蛋制品中微量元素、藥物殘留、營(yíng)養(yǎng)元素關(guān)注較多，對(duì)重金屬的研究甚少。

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，蛋雞經(jīng)飼料和飲水中攝入重金屬，從而造成蛋制品中重金屬超標(biāo)的問(wèn)題急劇增加，而重金屬鉛是世界衛(wèi)生組織列為重點(diǎn)研究的食品污染物。目前，我國(guó)對(duì)雞蛋中重金屬鉛的含量測(cè)定并無(wú)專(zhuān)屬的檢測(cè)方法，一般按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測(cè)定》（GB 5009.12-2017）進(jìn)行檢測(cè)。該標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于試樣的前處理方法有濕法消解、微波消解、壓力罐消解三種，但研究表明，采用不同的前處理技術(shù)，對(duì)樣品中痕量重金屬殘留的測(cè)定結(jié)果具有較大的影響。本文通過(guò)比較微波消解、干法消解、濕式消解3種不同的前處理方法對(duì)石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定雞蛋中重金屬鉛含量的影響，旨在建立一種便捷、高效、可靠的重金屬檢測(cè)方法，為建立健全雞蛋檢驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

1. 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

雞蛋，購(gòu)自大型超市與菜市場(chǎng)；鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L），中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院；硝酸、高氯酸、過(guò)氧化氫，均為優(yōu)級(jí)純；實(shí)驗(yàn)用水為超純水，均由MilliQ超純水系統(tǒng)提供。

1.2 主要儀器

原子吸收光譜儀（型號(hào)：AA-6800），日本島津公司；微波消解儀（型號(hào)：MARS6），美國(guó)CEM公司；馬弗爐（型號(hào)：FP111C），日本Yamato公司；可調(diào)溫電爐（型號(hào)：H3760），Benchmark；超純水系統(tǒng)（型號(hào)：MilliQ），美國(guó)Millipore公司；電子天平（型號(hào)：AL204），美國(guó)梅特勒公司。

1.3 儀器工作條件

測(cè)定波長(zhǎng)：283.3nm；狹縫寬度：0.2nm；燈電流：10mA；光譜帶寬：0.4nm；負(fù)高壓：372V；信號(hào)處理：峰高；積分時(shí)間：3.0s；量程擴(kuò)展：1.0；濾波系數(shù)：0.10；原子化器位置：0.1mm；石墨爐升溫程序見(jiàn)表1。

1.4 方法

1.4.1 微波消解法的前處理方法。準(zhǔn)確稱(chēng)取雞蛋樣品2g，置于消解內(nèi)罐中，加7mL濃硝酸和2mL過(guò)氧化氫，放置過(guò)夜進(jìn)行預(yù)消解，然后放入微波爐中按照表2的標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行消解。消解完畢后在電加熱器上160℃加熱趕酸至棕色煙冒盡，冷卻至室溫后轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，用少量的硝酸溶液（2%）沖洗消解罐3次，并定容至刻度，混勻備用，同時(shí)做試劑空白。

1.4.2 干灰化消解法的前處理方法。準(zhǔn)確稱(chēng)取雞蛋試樣2g于瓷坩堝中，在可調(diào)電爐上小火炭化至無(wú)煙，后移入馬弗爐內(nèi)500℃灰化約6h，取出后冷卻。若個(gè)別試樣灰化不徹底，則加1mL硝酸在可調(diào)電爐上500℃加熱，反復(fù)多次直到消化完全呈灰白色或者淺灰色。自然冷卻至室溫，用硝酸溶液（2%）溶解并轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，同時(shí)做試劑空白。

1.4.3 濕法消解條件優(yōu)化。濕法消解的完全程度受制于消解的溫度和時(shí)間，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得最佳的消解條件。準(zhǔn)確稱(chēng)取雞蛋樣品3份，每份約2.0g，置于100mL錐形中，放數(shù)粒玻璃珠，加入10mL硝酸和0.5mL高氯酸，加蓋浸泡過(guò)夜。在可調(diào)式電熱爐上分別按照表3的條件進(jìn)行消解，觀察記錄消解的現(xiàn)象。

1.4.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。精密量取適量鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000mg/L），逐級(jí)稀釋成含鉛1.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)中間液，在4℃冰箱內(nèi)保存。分別取鉛標(biāo)準(zhǔn)中間液0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0mL于100mL容量瓶中，用2%的硝酸稀釋定容至刻度，即得濃度為0、5、10、20、40、60、80g/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2. 結(jié)果與分析

2.1 濕法消解溫度及時(shí)間的選擇

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，按照甲組條件消解的樣品，在消解完畢后剩余過(guò)多，呈金黃色，說(shuō)明未達(dá)到最終消解狀態(tài)；乙組在200℃下保持20min時(shí)消解液呈無(wú)色透明狀，說(shuō)明已經(jīng)消解完全；丙組在220℃下恒溫10min時(shí)硝酸已揮發(fā)完全，且殘留物呈棕色，出現(xiàn)碳化現(xiàn)象。顯然乙組的條件，即120℃保持1h，升溫到180℃保持3h，最后升溫到200℃恒溫20min為最佳的濕法消解條件。

2.2 線性關(guān)系

吸取配置好的鉛標(biāo)準(zhǔn)液各10μL，注入石墨爐，測(cè)定其吸光值（詳見(jiàn)表4）。以標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度值為縱坐標(biāo)，得到一元線性回歸方程為 y=0.0076x+0.0133，R2=0.997（圖1）。

2.3 精密度

精密稱(chēng)取A品牌的雞蛋樣品，分別按照3種不同的前處理方法消解，平行6份，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。結(jié)果表明，三種前處理方法測(cè)得的結(jié)果無(wú)顯著性差異。其中，微波消解的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差最低，為1.42%；其次是濕法消解，為2.53%；干法消解的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差最高，為2.94%。這說(shuō)明不同的前處理方式會(huì)影響測(cè)定結(jié)果的精密度，使用微波消解法測(cè)定鉛元素的精密度最好，但三種不同的消解方式所測(cè)得的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于4%，滿(mǎn)足方法學(xué)要求。

2.4 準(zhǔn)確度

精密稱(chēng)取雞蛋樣品共9份，加入0.5mL低、中、高三個(gè)濃度的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上述3種消解法進(jìn)行消解，采用石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定，計(jì)算回收率（結(jié)果見(jiàn)表6）。試驗(yàn)結(jié)果表明，微波消解法、干灰化法、濕法消解法三種前處理方法的加標(biāo)回收率都在國(guó)標(biāo)要求的范圍內(nèi)（80%-120%），符合方法學(xué)要求。

2.5 樣品測(cè)定

國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762-2022）中規(guī)定，蛋及蛋制品中鉛的最高容許含量為0.2mg/kg。在選定儀器的工作條件下，本團(tuán)隊(duì)對(duì)寧波市場(chǎng)上公開(kāi)售賣(mài)的雞蛋樣品中鉛的含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表7。通過(guò)表7可知，所有測(cè)定雞蛋中鉛的含量均在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，但是不同來(lái)源和種類(lèi)的雞蛋中鉛含量差異較大。其中，鉛含量最高的是來(lái)自菜市場(chǎng)的自采散稱(chēng)雞蛋，自采散稱(chēng)雞蛋B樣品中的鉛含量為0.1416mg/kg，自采散稱(chēng)雞蛋C樣品中的鉛含量為0.1256mg/kg，是超市購(gòu)買(mǎi)的雞蛋中鉛含量的5-6倍；而超市購(gòu)買(mǎi)的雞蛋中，生鮮可即食雞蛋中的鉛含量相對(duì)比較低。

3. 結(jié)論

本文研究了采用干法消解、濕法消解和微波消解3種消解法處理雞蛋試樣對(duì)重金屬鉛測(cè)定的影響，結(jié)果表明，在最佳的測(cè)定條件下，3種消解方法對(duì)雞蛋中重金屬鉛元素的含量測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度無(wú)顯著性差異，但對(duì)測(cè)定的精密度有一定影響。其中，微波消解法的精密度明顯優(yōu)于濕法和干法消解法，干法消解法對(duì)鉛元素測(cè)定的精密度最差，可能是因?yàn)榛一瘯r(shí)間長(zhǎng)，且高溫的消解方式導(dǎo)致了鉛元素的揮發(fā)損失，故這種方法不適合易揮發(fā)的金屬元素的測(cè)定。濕法消解法的精密度之所以?xún)?yōu)于干法消解，是因?yàn)槠渲饕ㄟ^(guò)升高溫度和延長(zhǎng)消解時(shí)間來(lái)分解樣品，故本實(shí)驗(yàn)首先對(duì)濕法消解雞蛋的溫度以及恒溫時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)120℃恒溫60min，升溫到180℃保持180min，最后升溫到200℃恒溫20min是最適合雞蛋試樣的消解條件。濕法消解的優(yōu)點(diǎn)是消解比較完全，缺點(diǎn)是整個(gè)消解過(guò)程中需要及時(shí)攪拌，否則會(huì)出現(xiàn)局部溫度過(guò)高，導(dǎo)致結(jié)塊和燒焦，不適合于大批量樣品的分析檢測(cè)。微波消解法是雞蛋中重金屬鉛測(cè)定時(shí)樣品前處理的最佳方法，且在消解之前將樣品進(jìn)行酸浸泡過(guò)夜的預(yù)消解，會(huì)明顯提升回收率。同時(shí)它的操作簡(jiǎn)便，密閉的環(huán)境污染也更小，更為安全。

綜上所述，微波消解法是消解雞蛋試樣的最佳方法，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室不具備微波消解的條件時(shí)，濕式消解也是一種備用的消解方法，不會(huì)影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。本實(shí)驗(yàn)中也采用微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定了寧波市場(chǎng)上不同來(lái)源與品牌的雞蛋樣品，均未發(fā)現(xiàn)有鉛超標(biāo)的現(xiàn)象，可見(jiàn)雞蛋的安全性是有保障的。