8種干制水產(chǎn)品中7種金屬元素含量的檢測(cè)分析

朱明揚(yáng) 余蓮芳 任 歡 黃 謙

（湖南省岳陽(yáng)市食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)中心，湖南 岳陽(yáng) 414000）

干制水產(chǎn)品是指以鮮、凍動(dòng)物性水產(chǎn)品或藻類為原料直接或經(jīng)過(guò)腌漬、預(yù)煮、調(diào)味后在自然或人工條件下干燥脫水制成的產(chǎn)品。干制水產(chǎn)品按原料來(lái)源分為動(dòng)物性干制水產(chǎn)品和藻類干制水產(chǎn)品。干制水產(chǎn)品是人類膳食的重要組成部分和營(yíng)養(yǎng)成分的重要來(lái)源。但是近年來(lái)嚴(yán)重的水體污染，使水產(chǎn)品可能成為濃縮毒物的載體［1，2］。重金屬對(duì)人體各系統(tǒng)均有毒害作用，長(zhǎng)期接觸還會(huì)誘發(fā)惡性腫瘤［3］。例如鎘中毒主要損害腎臟、骨骼和消化系統(tǒng)，臨床上可出現(xiàn)蛋白尿、糖尿，由于鈣的排出而導(dǎo)致肌肉疼痛、骨質(zhì)疏松和骨折。鎘還是致肺癌、前列腺癌的危險(xiǎn)因子［4］。銅、鉻、鋅、鐵、錳雖然是人體必需的微量元素，但是當(dāng)它們?cè)隗w內(nèi)蓄積一定量或價(jià)態(tài)改變時(shí)仍具有很強(qiáng)的毒性［5］。如銅是30 多種酶的活性成分，對(duì)人體的新陳代謝起著重要的調(diào)節(jié)作用［6］。但過(guò)量的銅對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、心血管以及內(nèi)分泌系統(tǒng)都有嚴(yán)重危害。因此準(zhǔn)確測(cè)定干制水產(chǎn)品中金屬元素的含量，對(duì)于營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究，防治與診斷人體代謝疾病以及環(huán)境污染監(jiān)測(cè)等方面都有重要意義。

傳統(tǒng)的食品樣品前處理方法有干法灰化和濕法消解。前者消化周期長(zhǎng)、耗能大、易造成某些元素的損失，后者空白值偏高、酸用量大、危險(xiǎn)性較大。微波消解因具有取樣量少、節(jié)省試劑、污染機(jī)會(huì)少、回收率高、消解速度快等優(yōu)點(diǎn)在元素分析中得到了廣泛應(yīng)用。石墨爐原子吸收法具有絕對(duì)靈敏度高、用樣量小、選擇性強(qiáng)、測(cè)定元素種類多等優(yōu)點(diǎn)，作為微量金屬元素測(cè)定的首選方法也被廣泛用于食品中重金屬的檢測(cè)［7］。本試驗(yàn)擬以微波消解和石墨爐原子吸收聯(lián)用，對(duì)岳陽(yáng)市市售干制小魚仔、干銀魚、干魷魚、干墨魚、干紅蝦、大干貝、干紫菜、干海帶中的鎘、鉛、銅、鉻、鋅、鐵、錳7種金屬元素進(jìn)行檢測(cè)分析，旨在為水產(chǎn)品的質(zhì)量安全監(jiān)管提供指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

干制水產(chǎn)品：干魚仔、干銀魚、干魷魚、干墨魚、干紅蝦、大干貝、干紫菜、干海帶，購(gòu)于湖南岳陽(yáng)某超市；

高純氬氣：≥99.99%，市售；

試驗(yàn)用水：均為去離子水；

硝酸、過(guò)氧化氫：優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

磷酸二氫銨、檸檬酸：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

硝酸鈀：光譜純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

鎘、鉛、銅、鉻、鋅、鐵、錳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：1 000μg／mL，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

石墨爐原子吸收分光光度計(jì)（配有ASC－6100F 自動(dòng)進(jìn)樣器）：AA6300C，日本島津公司；

微波消解儀：Multiwave3000，奧地利安東帕有限公司。

1.2 方法

1.2.1 試劑準(zhǔn)備

（1）基體改進(jìn)劑：2g／L 磷酸二氫銨溶液（測(cè)定鉛、鎘、銅、鐵、錳），0.03g／L硝酸鈀溶液（測(cè)鉻），2g／L 檸檬酸溶液（測(cè)鋅）。

（2）鎘、鉛、銅、鉻、鋅、鐵、錳標(biāo)準(zhǔn)使用液：1 000μg／mL各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用時(shí)按需要逐級(jí)稀釋。

1.2.2 微波消解 準(zhǔn)確稱取0.50g左右均勻試樣于微波消解專用的消解管內(nèi)，加入濃硝酸5mL、30%過(guò)氧化氫2mL，同時(shí)做試劑空白，輕微震蕩使樣品與氧化劑混合均勻，放置過(guò)夜后，放入微波消解儀中按表1條件進(jìn)行消解。消解完畢后，在水浴中趕酸至微干，用去離子水轉(zhuǎn)移入10mL 容量瓶中，定容至刻度。取1 mL 稀釋定容到10 mL 測(cè)定銅，另取1mL稀釋定容到25mL測(cè)定鐵和鋅。其余元素直接可以在儀器工作條件下進(jìn)行測(cè)定。

表1 微波消解程序Table 1 Microwave digestion procedure

1.2.3 干法灰化 準(zhǔn)確稱取1.00～2.00g 均勻試樣于30mL瓷坩堝中，先小火在可調(diào)式電爐上炭化至無(wú)煙，移入馬弗爐500 ℃灰化8h，取出冷卻后加1mL 硝酸，在電爐上小火蒸干，繼續(xù)放入馬弗爐中，500 ℃灰化2h。取出冷卻后用1%的硝酸溶解樣品，并轉(zhuǎn)移入25 mL 容量瓶中，定容至刻度。取1 mL 定容到10 mL 測(cè)定銅，另取1 mL 定容到25mL測(cè)定鐵和鋅。其余元素直接可以在儀器工作條件下進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4 儀器工作條件點(diǎn)燈方式：BGC－D2，進(jìn) 樣 體 積25μL，保護(hù)氣為氬氣。儀器其它工作條件見表2，石墨爐升溫程序見表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波消解劑濃度的選擇

H2O2與HNO3一起使用可以大大加強(qiáng)HNO3的氧化能力，故二者經(jīng)常被一起使用。試驗(yàn)表明，按照表1的消解程序，加入HNO34mL、H2O22mL的消解液不澄清，消解不完全；加入HNO35 mL、H2O22 mL 和HNO36 mL、H2O22mL的消解液澄清，后者消解速度更快一些。但考慮到酸的用量，本試驗(yàn)選用HNO35mL、H2O22mL作為消解試劑。

表2 儀器工作條件Table 2 Working condition of the instrument

表3 石墨爐升溫程序Table 3 Program of temperature elevation of the graphite furnace

2.2 微波消解程序的選擇

本試驗(yàn)中使用的Multiwave3000 微波消解儀能夠通過(guò)磁控管的自動(dòng)調(diào)節(jié)，控制微波能量的傳遞。微波直接向樣品釋放能量，避免了傳統(tǒng)方式中能量的損失，提高了能量的使用效率。當(dāng)用大功率一步消解時(shí)，酸揮發(fā)快，樣品容易炭化。所以消解壓力宜采用梯度加壓（升壓速率為30kPa／s，紅外溫度為190 ℃，最大壓力不超過(guò)4 MPa）［8］。通過(guò)試驗(yàn)，采用表1程序進(jìn)行微波消解，40min消解液澄清，樣品消化完全。

2.3 石墨爐升溫程序的選擇

灰化溫度對(duì)原子吸收信號(hào)強(qiáng)度有很大的影響，灰化溫度的升高，可以在原子化之前趕走大部分的干擾物質(zhì)，降低背景吸收，提高靈敏度。但溫度過(guò)高會(huì)造成測(cè)定元素的損失。原子化溫度取決于元素的性質(zhì)，如果樣品原子化不充分，樣品元素殘留在石墨管中產(chǎn)生記憶效應(yīng)，使得測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)。如果原子化溫度過(guò)高，不僅浪費(fèi)能源，減短石墨管的壽命，而且監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)跟不上原子化信號(hào)，重現(xiàn)性和靈敏度也會(huì)下降［9］。利用石墨爐原子吸收自帶的操作軟件，選擇一定的溫度范圍在石墨爐程序中進(jìn)行溫度搜索，步寬為50 ℃。由此分析出各測(cè)定元素的最佳灰化溫度和原子化溫度見表3。銅的灰化、原子化溫度和靈敏度之間的關(guān)系見圖1。

圖1 銅的灰化、原子化溫度和靈敏度之間的關(guān)系Figure 1 The relationgship between pyrolysis temperature，atomization temperature and sensitivity of Cu

2.4 干擾的校正

加入基體改進(jìn)劑，校正化學(xué)干擾；為待測(cè)元素選擇合適的分析譜線，同時(shí)以氘燈扣背景，校正分光干擾；采用標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品溶液介質(zhì)、試劑保持一致，校正物理干擾。在各試驗(yàn)條件下，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)加入法曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較，結(jié)果無(wú)顯著性差異，表明元素間的相互干擾較小，因此可以在同一份處理樣液中同時(shí)測(cè)定各元素。

2.5 工作曲線的制備及檢出限

將1 000μg／mL的各待測(cè)元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用1%的硝酸稀釋成各種質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液，在儀器工作條件下，采用自動(dòng)進(jìn)樣器分別移取一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，基體改進(jìn)劑及相應(yīng)量的稀釋劑（1%的硝酸）配成標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。按與樣品相同的方法，連續(xù)測(cè)定樣品空白溶液吸光值11次，用3倍空白溶液吸光值的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率，得出各元素的檢出限，結(jié)果見表4。

2.6 加標(biāo)回收試驗(yàn)及精密度檢驗(yàn)

為了驗(yàn)證該方法的可靠性和檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，按試驗(yàn)方法對(duì)干魚仔消化液進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。對(duì)同一樣品平行測(cè)定5次，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，考察其精密度，結(jié)果見表5。

表4 線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、線性范圍Table 4 Linear regression equations，correlation coefficients，detection limits and linearity ranges

表5 回收率試驗(yàn)及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 5 The recovery test and relative standard deviations（n＝5）

2.7 微波消解與干法灰化結(jié)果比較

為進(jìn)一步考察方法的可靠性，用微波消解法與傳統(tǒng)干法灰化法分別消解如下樣品，測(cè)定結(jié)果見表6。兩項(xiàng)結(jié)果比較無(wú)明顯差異，說(shuō)明結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

3 結(jié)論

采用微波消解技術(shù)處理樣品，石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定干制小魚仔、干銀魚、干魷魚、干墨魚、干紅蝦、大干貝、干紫菜、干海帶中的鎘、鉛、銅、鉻、鋅、鐵、錳7種金屬元素的含量。在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下，各元素的加標(biāo)回收率在90.2%～104.8%，RSD 在1.1%～3.9%，RSD 均小于5%，檢出限介于0.049～0.87ng／mL。在所測(cè)的8 種干制水產(chǎn)品中鎘、銅、鉻、錳4種元素含量最高的為干紫菜，鉛、鐵元素含量最高的為干銀魚，鋅元素含量最高的為干墨魚。6種動(dòng)物性干制水產(chǎn)品中鉛含量均未超過(guò)中國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY／T 1712——2009中鉛（魚類、蝦類Pb≤0.5mg／kg、貝類和其他類Pb≤1.0mg／kg）含量的規(guī)定；2種藻類干制水產(chǎn)品中鉛含量未超過(guò)中國(guó)GB 19643——2005中鉛（Pb≤1.0mg／kg）含量的規(guī)定；干魚仔、干銀魚中鎘含量超過(guò)中國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY／T 1712——2009 中鎘（魚類Cd≤0.1mg／kg、蝦類Cd≤0.5mg／kg、貝類和其他類Cd≤1.0mg／kg）含量的規(guī)定；中國(guó)GB 18406.4——2001 中 規(guī) 定Cu≤50 mg／kg、Cr≤2.0mg／kg，但僅適用于鮮活、冷凍水產(chǎn)品，干制水產(chǎn)品中銅、鉻、鋅、鐵、錳尚未建立限量規(guī)定。

表6 微波消解法與干法灰化法的結(jié)果比較Table 6 The compared results between Microwave digestion and Dry ashing determination ／（mg·kg－1）

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