全自動石墨消解-ICP-AES法同時測定葡萄酒中鉛、銅、鐵、錳的研究

喬　晴，李　辰，何兵兵

（河南出入境檢驗(yàn)檢疫局，河南鄭州450003）

全自動石墨消解-ICP-AES法同時測定葡萄酒中鉛、銅、鐵、錳的研究

喬晴，李辰，何兵兵

（河南出入境檢驗(yàn)檢疫局，河南鄭州450003）

對用全自動石墨消解-ICP-AES法同時測定葡萄酒中鉛、銅、鐵、錳的方法進(jìn)行研究。選擇硝酸作為測定介質(zhì)，并對測定介質(zhì)的濃度、石墨消解溫度、濃縮體積和ICP-AES條件等方面進(jìn)行方法優(yōu)化。利用建立的方法測定，葡萄酒中鉛、銅、鐵、錳的檢出限分別為0.01 mg/L、0.002 mg/L、0.05 mg/L、0.002 mg/L，RSD在0.55%～1.03%，回收率在87%～110%。該方法可以實(shí)現(xiàn)儀器自動操作，污染低，操作簡便、快速，基體干擾小，靈敏度高，結(jié)果準(zhǔn)確，適合大批量樣品的同時測定。

鉛； 銅； 鐵； 錳； 葡萄酒； 全自動石墨消解-ICP-AES法

葡萄酒是新鮮葡萄或葡萄汁經(jīng)過發(fā)酵獲得的飲料。葡萄酒營養(yǎng)豐富，適當(dāng)飲用有利于健康，是一種具有較高商業(yè)價值和社會價值的消費(fèi)飲料。但當(dāng)葡萄酒中金屬元素含量超過安全標(biāo)準(zhǔn)時，就會影響葡萄酒的感官風(fēng)味，比如錳會影響葡萄酒的發(fā)酵過程；銅會影響酒體的穩(wěn)定性，加快葡萄酒氧化，使酒體產(chǎn)生渾濁和沉淀，影響酒的色澤和口感；鐵能形成絮狀物。另外，葡萄種植過程中使用含鉛的農(nóng)藥以及釀造設(shè)備表面保護(hù)不當(dāng)，會造成葡萄酒中的鉛含量超標(biāo)，飲用后對人體造成危害。因此，葡萄酒中重金屬元素的測定，對于葡萄酒的制造和毒理學(xué)方面的研究具有重要意義。

國家針對葡萄酒規(guī)定了衛(wèi)生限量：鉛≤0.2 mg/kg；銅≤1 mg/L；鐵≤8 mg/L，葡萄酒通用檢測標(biāo)準(zhǔn)只涵蓋了鐵、銅，未涉及鉛和錳的檢測，國家食品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鉛的檢測方法，但是缺少前處理的方式。目前，ICP-AES分析法靈敏度高、精密度好，適合用于多元素的同時測定。

本實(shí)驗(yàn)擬在研究全自動石墨消解儀及ICP-AES檢測條件的基礎(chǔ)上，建立一套同時測定葡萄酒中鉛、鐵、銅和錳的實(shí)用、高效、靈敏、準(zhǔn)確的分析方法。

1　材料與方法

1.1材料、試劑及儀器

酒樣：市售某品牌。

試劑：硝酸（HNO3），UP級；混合標(biāo)準(zhǔn)貯備液（1000mg/L）（Pb、Fe、Cu、Mn），使用有證標(biāo)準(zhǔn)貯備液，或按GB/T 602方法配制。

儀器設(shè)備：電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICPAES），美國賽默飛世爾iCAP 6300 MFC DUO；全自動石墨消解儀，萊伯泰科AutoDigiBlock S60。

1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

混合標(biāo)準(zhǔn)使用液：吸取適量單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液或多元素混合標(biāo)準(zhǔn)貯備液，用20%硝酸溶液逐級稀釋配成混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，各元素質(zhì)量濃度范圍參見表1。

表1　4種元素的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度

1.3樣品前處理

準(zhǔn)確吸取5 mL試樣于玻璃消解管中，將消解管置于石墨消解儀上，加熱蒸發(fā)乙醇濃縮至1～2 mL，加5 mL硝酸，繼續(xù)在石墨消解儀上以120℃消解，消化液呈透明，略帶黃色，冷卻，將消化液轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，并用少量水多次洗滌消解管，合并洗滌液于容量瓶中，定容至刻度，混勻備用。同時以5 mL純水代替試樣做試劑空白試驗(yàn)。

1.4儀器參考條件

RF功率1.15 kW；輔助氣流量1.0 L/min；霧化器氣體流量0.60 L/min；垂直觀測高度12.0 mm。

2　結(jié)果與分析

2.1前處理方法的確定與優(yōu)化

2.1.1前處理方法的確定

文獻(xiàn)報道葡萄酒的前處理方法主要有微波消解法、直接稀釋法、微波灰化等方法［1］。葡萄酒中含有大量的乙醇，基體干擾測定的準(zhǔn)確性，并且乙醇引入矩管后導(dǎo)致矩焰不穩(wěn)定，因此需要先恒溫濃縮樣品，再進(jìn)行消解。葡萄酒基體復(fù)雜，含有大量有機(jī)物，直接稀釋法消解不完全。微波消解法，通量較低。微波灰化法的灰化溫度太高和灰化速率太快，會使元素?fù)p失并造成準(zhǔn)確度下降［2］。與上述前處理方法相比，全自動石墨消解儀可以一次完成恒溫濃縮、加酸消解的過程，操作簡單、快速、通量高。

2.1.2前處理方法的優(yōu)化

基于參考文獻(xiàn)［3-4］的報道，本文選擇硝酸作為測定介質(zhì)，并對測定介質(zhì)的濃度、石墨消解溫度和濃縮體積等方面進(jìn)行方法優(yōu)化。

對測定介質(zhì)的濃度在5%～50%范圍優(yōu)化，隨著酸度降低，回收率降低，消解不完全，酸度增加，譜線強(qiáng)度顯著降低，因此本法最終選擇20%硝酸作為測定介質(zhì)的濃度。對石墨消解溫度進(jìn)行優(yōu)化，溫度過低，反應(yīng)不徹底，需要回流消解，反應(yīng)時間過長，溫度過高，反應(yīng)劇烈，會有暴沸溢出的可能性，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)觀察，最終選取120℃作為最佳濃縮和消解溫度。然后對葡萄酒恒溫濃縮至0.5～3 mL之間進(jìn)行測定，濃度變化不大。

2.2譜線選擇

待測元素受等離子體光源的激發(fā)會發(fā)射大量譜線，每個元素分別選取2～3條儀器推薦的、與其他譜線容易分辨開的、無干擾的譜線，通過測定標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白溶液，對比后選擇譜峰干擾小、強(qiáng)度大、峰型正常、位置無誤的譜線作為分析線。推薦使用分析譜線參見表2。

表2　元素推薦使用分析譜線

2.3方法驗(yàn)證

利用全自動石墨消解-ICP-AES法同時測定葡萄酒中的鉛、鐵、銅、錳，檢出限、精密度及回收率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3，以取樣量5 mL，定容至25 mL計。

表3　檢出限、精密度及回收率　（mg/L）

2.4樣品分析

應(yīng)用以上建立的整套全自動石墨消解-ICP-AES方法對20個不同品牌的國內(nèi)外紅白葡萄酒進(jìn)行分析，加標(biāo)回收率均在90%～105%之間。結(jié)果表明，所有樣品的鉛、錳、鐵含量都符合要求，有兩個樣品的銅含量超標(biāo)。

3　結(jié)論

隨著科技的發(fā)展，樣品的前處理和檢測方面呈現(xiàn)出微量化、自動化、無毒化、快速化的趨勢［5］。利用全自動石墨消解儀進(jìn)行前處理，可以實(shí)現(xiàn)儀器自動操作，污染低，效率高，用ICP-AES進(jìn)行分析，基體干擾小，靈敏度高，結(jié)果準(zhǔn)確，是一套理想的快速測定葡萄酒中鉛、鐵、銅、錳的方法。

［1］金英，李麗，劉開永.石墨爐原子吸收光譜直接進(jìn)樣法測定紅葡萄酒中鉛［J］.食品科學(xué)，2009，30（18）：233-236.

［2］夏擁軍，張慧，吳福平.ICP-AES法同時測定葡萄酒中的鐵、錳、鉛和銅［J］.食品科技，2007（8）：231.

［3］燕娜，趙生國，高蕓蕓.動態(tài)反應(yīng)池-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定酒中的鎘、汞、鉛和鉻［J］.食品科學(xué)，2013，34（12）：301.

［4］王瑩，辛士剛.ICP-AES法測定葡萄酒中的微量元素［J］.中國公共衛(wèi)生，2005，21（2）：242-243.

［5］周麗.葡萄酒中重金屬鉛的分析方法研究進(jìn)展［C］//食品安全的理論與實(shí)踐——安徽食品安全博士科技論壇論文集.安徽食品安全博士科技論壇，2005：340.

Simultaneous Determination of Pb，Cu，F(xiàn)e and Mn in Grape Wine by Automatic Graphite Digestion-ICP-AES

QIAO Qing，LI Chen and HE Bingbing
（He'nan Entry-Exit Inspection&Quarantine Bureau，Zhengzhou，He'nan 450003，China）

The determination of Pb，Cu，F(xiàn)e and Mn in grape wine by automatic graphite digestion-ICP-AES was studied.Nitric acid was used as the measurement medium，and the concentration of the medium，graphite digestion temperature，concentrated volume and ICP-AES conditions were optimized.The detection limits of Pb，Cu，F(xiàn)e and Mn were 0.01 mg/L，0.002 mg/L，0.05 mg/L，0.002 mg/L respectively.RSD was within the range of 0.55%～1.03%and recovery rates were within 87%～110%.Such method had the advantages including automatic operation，low pollution，rapid determination，low matrix interference，and high sensitivity，and it was suitable for simultaneous measurement of large amount of wine samples.

Pb；Cu；Fe；Mn；grape wine；automatic graphite digestion-ICP-AES

TS262.6；TS261.4；TS261.7

A

1001-9286（2016）08-0119-02

10.13746/j.njkj.2016032

2016-01-29

喬晴（1983-），女，河南鄭州人，工程師，食品工程碩士學(xué)位，E-mail：89478260@qq.com。

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2016-03-24；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160324.1158.002.html。