魚類產品中鎘測定方法的研究

王維潔，鄭 斌，夏松養，戴意飛

（1.浙江海洋學院食品與藥學學院、醫學院，浙江舟山 316004；2.舟山市質量技術監督檢測院，浙江舟山 316021）

隨著經濟的發展，水產品消費量不斷增加，人類除糧食中鎘的含量外，水產品中鎘的含量也引起國際有關組織的高度重視。鎘是毒性很強的元素，進食少量鎘便有可能引發嚴重的中毒癥狀，損壞人體腎近曲小管上皮細胞，臨床上出現高鈣尿、蛋白尿、糖尿、氨基酸尿，最后導致負鈣平衡，引起骨質疏松。鎘的安全攝入量問題已受到世界各國的關注[1-3]。

WTO確定鎘為優先研究的食品污染物,聯合國環境規劃署提出12種具有全球性意義的危險化學物質，鎘被列為首位，建議對鎘允許攝入量≤1 μg/kg。其污染主要來源于各種工業廢水、廢氣和廢渣，鎘在一般環境中含量相當低，但可通過食物鏈富集后達到相當高濃度。水生生物對鎘的富集力較強，魚類可富集103～105倍的鎘。采用準確且容易推廣的方法來檢測魚類產品中鎘的含量至關重要[4]。

目前報道的有關鎘的測定方法大多應用于土壤、植物、飼料及中藥材等樣品的測定，而對水產品中魚類產品鎘的測定鮮有報道。常見的鎘的測定方法主要有石墨爐原子吸收光譜法、火焰原子吸收光譜法、原子熒光光譜法和鎘試劑比色法。而火焰原子吸收法存在稱樣量大、空白值高和測試繁瑣等問題，鎘試劑比色法靈敏度較低、測試時間長，這2種方法不適宜水產品中魚類產品痕量鎘的測定。

用石墨爐原子吸收光譜法測定水產品中魚類產品的鎘具有背景干擾小，靈敏度高的特點；原子熒光光譜測定水產品中的鎘具有速度快、可一次檢測多個樣品的特點。因此目前采用的方法多為石墨爐原子吸收光譜法和原子熒光光譜法[5]。筆者通過對水產品中魚類產品鎘的檢測方法的研究，以及對在研究過程中出現的問題進行分析，得出適合水產品檢測的方法。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器

美國熱電公司石墨爐原子吸收光譜儀（GFS97）；意大利MILESTONE微波消解系統（ETHOS A）；多功能食品加工機（SQ2010）：電熱板（EH20A PLUS）；梅特勒公司電子天平（AB204-N）。

1.1.2 試劑

磷酸二氫銨（2 g/100 mL）：稱取2 g磷酸二氫銨，以水溶解稀釋至100 mL；鎘標準使用液（4 μg/L）：精確吸取鎘標準儲備液，用超純水逐級稀釋至4 μg/L；硝酸（優級純）。

1.2 方法

1.2.1 試樣前處理

微波消解法：稱取魚類固體試樣0.1～0.3 g，置于微波消解中，加入7.0 mL硝酸和1.0 mL雙氧水，放置10 min，同時，設置微波消解條件見表1，然后將消解罐置于微波消解器中消解。待消解完后，將電熱板調至硝酸的沸點溫度102.05℃[6]，于電熱板上趕酸至1.0 mL左右，將酸趕凈，再加少許水，繼續加熱5 min，冷卻后，轉容至25 mL容量瓶中，定容至25 mL，搖勻，作為待測液備用。同時做試劑空白。

1.2.2 試樣測定

表1 樣品前處理微波消解程序Tab.1 Microwave digestion procedure of sample pre-treatment

設置儀器升溫程序，背景校正采用氘燈，以4 μg/L鎘標準溶液為主標準溶液，采用智能稀釋，濃度分別為0.5、1.0、2.0、4.0 μg/L測定標準系列，在同一工作條件下測定樣品空白及樣品溶液，以吸光值為縱坐標，濃度C（μg/L）為橫坐標，根據儀器檢測結果，得出的結果為待測液濃度，按下式計算結果

式中：X為試樣中鎘含量，mg/kg；A1為測定用試樣液中鎘的濃度，μg/L；A2為試樣空白液中鎘的濃度，μg/L；m為試樣質量，g；V為試樣消化總體積，mL。

2 結果與討論

2.1 樣品前處理方法的選擇

食品中重金屬的分析和其他分析一樣，關鍵在于如何將重金屬從其他干擾其測定的物質中分離出來。常用于有機物破壞的方法有兩種：

干法灰化：在較高的溫度下，用氧來氧化樣品。準確稱取一定量的樣品，放在英坩堝或鉑坩堝中，于80～150℃低溫加熱趕去大量有機物，然后放于高溫爐中，加熱至450～550℃進行灰化處理。冷卻后，再將灰份用HNO3，HCl或其它溶劑進行溶解，如有必要，則加熱溶液以使殘渣溶解完全。最后轉移到容量瓶中，稀釋溶液至刻度。

濕法消化：就是在樣品升溫下用合適的酸加以氧化。最常用的是鹽酸+硝酸法、硝酸+高氯酸法或硫酸+硝酸等混合酸法。至于采用何種混酸消化樣品，視樣品類型而定。若用微波溶樣技術，可將樣品放在聚四氟乙烯燜罐中，于專用微波爐中加熱消化樣品[7]。微波消解是一種簡便、安全、快速的樣品制備方法，已廣泛的運用于水產品等領域的分析測試[7]。

通過比較得出：采用微波消解方法（即濕法消化）預處理樣品較優。這是因為它處理樣品時間很短，由于傳統的加熱方法是利用熱源和樣品之間的中間介質將熱傳導給樣品，而微波加熱不需要這種介質，而是將能量直接引入樣品內部.在試樣的不同部位，微波均同時產生熱效應，這不僅使加熱更快速，而且更均勻，大大縮短了加熱的時間。相對傳統的加熱方式快速高效，而且樣品用量少，空白值低，其準確度、重現性和分析速度都大大提高。

2.2 進樣模式和進樣量的選定

選用自動配制進樣模式，即標樣自動稀釋配制，其中稀釋液為超純水。配制鎘標準母液濃度為4 μg/L，設定標樣方法濃度系列為 0.000、0.500、1.000、2.000、4.000 μg/L。經實驗選定進樣體積總量 20 μL，包括基體改進劑 5 μL、進樣量(樣品或母液)為 15 μL。

2.3 干燥、灰化、原子化溫度和時間的選擇

干燥溫度選定斜坡升溫方式，以防止試液沸騰,又將低沸點的雜質揮發掉。正常情況下鎘原子在350～450℃揮發，因此灰化溫度要低于350℃，才能避免鎘的損失，由于磷酸二氫銨基體改進劑的加入，使得鎘的揮發溫度提高，本文選定300℃為鎘的灰化溫度，時間20 s，這樣既無損失,又去干擾。由以往文獻資料可得原子化溫度隨磷酸二氫銨基體改進劑的加入對測定靈敏度影響不大，原子化溫度和時間選定為900℃、時間 3.5 s。

2.4 儀器參數的討論

（1）選擇通帶寬度是以吸收線附近無干擾譜線存在并能夠分開最靠近的非共振線為原則，適當放寬狹縫寬度，以增加檢測的能量，提高信噪比和測定的穩定性。過小的光譜通帶使可利用的光強度減弱，不利于測定。

（2）燈電流小，發射線半寬度窄，放電不穩定，光譜輸出強度小，靈敏度高；燈電流大，發射線強度大，發射譜線變寬，但譜線輪廓變壞，導致靈敏度下降，信噪比小，燈壽命縮短。

（3）灰化階段的一個作用是盡量使待測元素以相同的化學形態進入原子化階段；它的另一個作用是減少原子化過程中的背景吸收。

（4）較低的灰化溫度和較短的灰化時間有利于減少待測元素的損失。對中、高溫元素，使用較高的灰化溫度不易發生損失，而對低溫元素，因為它們較易損失，所以不能用提高灰化溫度的方法來降低干擾。

2.5 樣品空白較大的處理

樣品空白較大，可能產生的原因有兩個：

（1）石墨管清洗不干凈。因為該儀器設置的程序是按濃度測標準溶液，然后測樣品空白，最后測樣品。在吸了較高濃度的標準溶液后再吸空白，可能會造成污染，從而導致樣品空白濃度偏高。這時可以采取多燃燒幾次石墨管來解決。

（2）所加試劑的影響。如果樣品空白的吸光值比樣品的大，那么另一個可能的原因就是所加試劑對待測元素產生了負效應。因此在選用石墨爐進行痕量元素測定時要注意所用試劑的純度，尤其是酸。在整個消解過程中，酸作為氧化劑，因此在選用酸時，有必要對酸的空白進行測試。

2.6 標準曲線線性

根據1.2.2測定標準，繪制標準曲線，在0～4.0 μg/L濃度范圍內線性良好，相關系數為r=0.999 3，見表2和圖1。

表2 標準濃度結果一覽表Tab2 The results of standard

曲線表明，在該濃度范圍內，線性良好，曲線相關系數為0.999 3。

2.7 方法的準確度試驗

按照樣品分析步驟對3份不同的魚類樣品采用加標回收率試驗，結果鎘的回收率為91.0%～103.1%。

2.8 方法的準確度試驗

按照樣品分析步驟對3份不同的魚類樣品采用加標回收率試驗，結果鎘的回收率為88.0%～102.9%，結果見表4。

圖1 標準曲線Fig.1 Standard curve

表4 樣品回收率試驗結果Tab.4 The testing results of recoveries

2.9 方法的精密度試驗

應用該法對3份不同樣品在相同條件下進行6次測試，結果RSD為8.3%～11.5%。結果見表5。

表5 精密度實驗結果Tab.5 The testing results of precision

3 小結

石墨爐原子吸光光譜法測定鎘不僅操作容易，能實現大批量檢測，而且靈敏度高，檢測限高，適合于水產品中魚類痕量鎘的測定。相信應用此法測定水產品中的鎘，能提高我們對鎘的檢測能力，從而達到確保食品安全性、控制人體鎘攝入量的目的。此法前景廣闊。

[1]劉桂榮,張 瑾,孟昭宇.水產品中鎘的檢測方法研究進展[J].齊魯漁業,2005,22(7):42-43.

[2]汪書紅,李 林.食品中鎘研究進展[J].糧食與油脂,2007(9):45-48.

[3]王竹天,王茂起,韓宏偉,等.2002年我國水產食品中鎘含量監測及分析[J].衛生研究,2004,33(4):473-474.

[4]張美琴,陳和平,諸永志,等.微波消解-原子熒光光譜法測定水產品中鎘[J].江蘇農業學報,2004,20(2):116-119.

[5]吳政宙,陳文君.食品中痕量鎘的測定[J].光譜實驗室,2005,22(4):814-817.

[6]中國醫藥集團上海化學試劑公司.試劑手冊[S].2002.

[7]劉 勇,毛華明.飼料儀器分析實驗與技術[M].云南省動物營養與飼料重點實驗室.