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。