ICP-MS測定北京地區主要水果和蔬菜中40種元素

陳 輝,金鈴和,胡雪艷,彭 濤,常巧英,范春林

(中國檢驗檢疫科學研究院,北京 100176)

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ICP-MS測定北京地區主要水果和蔬菜中40種元素

陳 輝,金鈴和,胡雪艷,彭 濤,常巧英,范春林*

(中國檢驗檢疫科學研究院,北京 100176)

本文建立了北京地區水果和蔬菜中40種元素的ICP-MS測定方法。利用微波消解對樣品進行前處理,用ICP-MS對22種、共計114個水果和蔬菜樣品中40種元素含量進行了準確測定,按照常量元素(K、P、Ca、Mg、Na和Fe)、微量元素(Zn、Sr、Rb、Mn、Ba、Cu、Ni、Mo、Cr、V、Co、Pb、As、Se、Cd、Tl、U和Ag)和稀土元素(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc和Y)三部分對測定結果進行了討論,并對不同樣品中的元素含量進行了對比分析,結果發現:蔬菜中各種元素的含量均高于水果中相應元素的含量,不同種類蔬菜中元素含量不同,元素含量順序基本為綠葉類蔬菜>根莖類蔬菜>果菜類蔬菜。

水果,蔬菜,元素含量,ICP-MS

水果和蔬菜是人類日常生活必需的物質之一,是人體所需礦質元素、維生素、膳食纖維等營養物質的主要來源,其中的鉀、鈣、鎂和鐵等元素是人體重要的組成成分,對調節人體的生理功能,維持人體內酸堿平衡,保證人體健康等都具有重要作用[1-2]。例如:鉀和鈣是綠色植物和人體必需的元素,尤其在綠色植物的生長中發揮著非常重要的作用,在植物的生長過程中對鉀和鈣的需求量大于1000 ppm[3]。鐵在人體內發揮著至關重要的作用,它參與氧的運輸和儲存,是機體血液和組織的重要組成部分[4],鐵含量不足時會造成貧血[5]。

當前,食品中重金屬污染是食品質量安全中最為重要的一個方面[6-8]。外界環境中的重金屬會通過水果和蔬菜的吸附作用,在生長過程中進入其組織中,從而導致水果和蔬菜中的重金屬通過食物鏈進入消費者體內。除偶然事件外,食用水果和蔬菜等食品是人類接觸這些元素的主要途徑之一。長期食用含有重金屬的食品,會導致重金屬在人體腎臟和肝臟中的積累,從而造成人體器官和骨骼方面的疾病[9-10]。與其它元素相比,消費者更加關注食品中的重金屬含量情況,國內外的科研工作者在食品中重金屬測定方面開展了大量研究[2,11-16]。但是,這些文獻中測定的重金屬種類較少,樣品的種類和數量不足,很少有文獻測定大量重金屬元素,并且將水果和蔬菜樣品中重金屬的含量進行對比。

另外,隨著稀土資源的大量開發,稀土元素不可避免地通過各種途徑進入環境、食物鏈及生物體。研究表明,大量的稀土元素會對人體健康造成傷害[17]。因此,測定水果和蔬菜中的稀土元素也是很有必要的。

ICP-MS以其靈敏度高等優點在元素含量分析中發揮著不可替代的作用[18],成為食品中元素含量分析方面的主流技術[19-21]。本文建立了水果和蔬菜中40種元素含量的ICP-MS測定方法,應用該方法測定了北京市主要消費的22種,共114個水果和蔬菜樣品中的40種元素含量。本文的主要目的是:通過獲得的元素含量信息和得出的相關結論,一方面指導消費者根據實際需要選擇合適的水果蔬菜,另一方面提高消費者對重金屬的重視程度,保護身體健康。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

本實驗共采集水果和蔬菜樣品114個(其中水果樣品7種:桔子、香蕉、蘋果、葡萄、桃子、梨和李子,共40個;蔬菜樣品15種:菠菜、韭菜、空心菜、芹菜、胡蘿卜、油菜、白菜、卷心菜、紫甘藍、白蘿卜、黃瓜、生菜、青椒、茄子和西紅柿、共74個),分別來自北京不同地區的大型超市、農貿市場和農產品集散地。每個采樣點,每種樣品采集3～5個(或0.5～1.0 kg)。根據采樣情況,可將蔬菜樣品分為綠葉類、根莖類和果菜類,其中綠葉類蔬菜占47%,根莖類占20%,果菜類占33%。

Agilent 7700x 電感耦合等離子體質譜儀(Agilent Technologies,USA)。霧化器:同心霧化器;霧化室:石英雙通道,Peltier半導體控溫于(2±0.1) ℃;炬管:石英一體化,2.5 mm 中心通道;樣品錐:Ni材質錐,采樣錐孔徑1.0 mm,截取錐孔徑0.4 mm。

CEM MARS5微波消解儀(CEM,USA),包括微波爐、聚四氟乙烯中壓消解罐及固定裝置。有可編程溫度/壓力-時間監控功能,可以在消解過程中監測壓力和溫度。

Milli-Q超純水系統(Millipore,Bedford MA)。

濃硝酸(HNO3) MOS級,北京化學試劑廠,北京;雙氧水(H2O2) MOS級,北京化學試劑廠,北京;超純水(18.2 MΩ)由Milli-Q超純水系統制得,用于配制所有標準溶液與樣品溶液;元素標準儲備液(Agilent Technologies,USA)標準曲線各點由元素標準儲備稀釋配制;標準物質:蘋果(GBW10019,中國地質科學研究院,廊坊),菠菜(GBW10015,中國地質科學研究院,廊坊)。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 去掉各采樣點收集的水果和蔬菜樣品中不能食用部分,將可食用部分粉碎后,待用。

1.2.2 微波消解 準確稱取水果蔬菜樣品2 g,精確到0.0001 g,置于酸煮洗凈的聚四氟乙烯消解罐中,加入5 mL濃硝酸和3 mL雙氧水。按照設定好的消解程序加熱消解(見表1)。消解完畢后,冷卻至室溫,打開密閉消解罐,以少量超純水洗滌消解罐與蓋子3～4次,洗液合并至離心管中,定容至50 mL,混勻。

表1 微波消解程序

Table 1 Microwave digestion program

最大功率(W)爬升時間(min)溫度(℃)保持時間(min)160010120516005160101600519025

1.2.3 ICP-MS工作條件 ICP-MS的工作參數為儀器全自動調諧優化給出,滿足儀器安裝標準要求的靈敏度、背景、氧化物、雙電荷和穩定性等各項指標。具體參數見表2:

表2 ICP-MS工作條件和測定參數

Table 2 ICP-MS operating conditions

工作參數設定值射頻功率(W)1550射頻電壓(V)165采樣深度(mm)80載氣流量(L·min-1)11等離子體氣(L·min-1)15蠕動泵轉速(rps)01氦氣流量(mL·min-1)43內標Sc，Ge，Rh，In，Tb校正方程Pb[208]=pb[208]×1+pb[206]×1+pb[207]×1

注:內標加入方式為:在線內標加入。

2 結果與討論

從實驗結果可以看出,不同水果和蔬菜中各元素含量不同,這可能是由于不同水果和蔬菜對不同元素的吸附能力不同所致。待測樣品中K、P、Ca、Mg、Na和Fe的含量較高,其次是Zn、Rb等元素,濃度較低的是Sc等17種稀土元素,因此,本部分將分開對其進行討論。

2.1 常量元素

將K、P、Ca、Mg、Na和Fe等6種元素歸為常量元素是相對于濃度較低的其它元素而言的。圖1給出了水果、蔬菜樣品中這6種常量元素的濃度分布情況。常量元素中濃度最高的是K,從圖1可以看出,水果和蔬菜中均含有豐富的K元素,水果中K的含量范圍為1125.87～3527.50 mg·kg-1,K含量最高的是香蕉,遠遠高于其它水果。其次是桃子和葡萄,其K含量分別為1979.96 mg·kg-1和1827.83 mg·kg-1。蔬菜中K的濃度范圍為938.08～5197.33 mg·kg-1,K含量最高的是菠菜,其含量是其它蔬菜中K含量的2～6倍。其次是韭菜,其K含量為3759.73 mg·kg-1,白蘿卜和生菜中K的含量則較低,分別為942.89 mg·kg-1和938.08 mg·kg-1。

水果中P的含量范圍為83.47～223.81 mg·kg-1,香蕉中P的含量最高,含量最低的是蘋果。蔬菜中P的含量范圍為125.3～399.69 mg·kg-1,菠菜中P的含量最高,其次是韭菜,其P含量為395.72 mg·kg-1。

水果中Ca的含量范圍為33.48～369.57 mg·kg-1,桔子中Ca含量最高,是其它水果中Ca含量的6～11倍。除李子和葡萄中Ca含量分別為69.27 mg·kg-1和64.31 mg·kg-1外,蘋果、香蕉、梨和桃子中Ca的含量均較為接近。蔬菜中Ca的含量范圍為70.83～1276.61 mg·kg-1,不同蔬菜中Ca的含量隨蔬菜種類的變化差別較大,Ca含量最高的是空心菜,最低的是茄子。另外,從圖1中Ca的含量分布可以看出,胡蘿卜和白蘿卜中Ca的含量非常接近,這可能與兩者的生長特性比較接近有關。

水果中Mg含量范圍為48.13～257.85 mg·kg-1,香蕉中Mg含量最高,其次是桔子和梨,桃子、葡萄和李子中Mg含量較為接近,分別為75.67、73.67、72.86 mg·kg-1。蔬菜中Mg含量范圍為71.18～851.33 mg·kg-1,Mg含量最高的是菠菜,是其它蔬菜中Mg含量的3～12倍。其次是空心菜和油菜,其Mg含量分別為299.38 mg·kg-1和253.69 mg·kg-1。卷心菜、青椒、西紅柿、白蘿卜、茄子和生菜中Mg的含量比較接近,均小于100 mg·kg-1。

水果中Na含量范圍為0.69～41.27 mg·kg-1,Na含量最高的是葡萄,明顯高于其它水果中Na的含量,是香蕉中Na含量的60倍左右。蔬菜中Na含量范圍為7.65～1352.07 mg·kg-1,芹菜中Na的含量最高,其次是空心菜,從圖1中Na的含量分布可以看出不同蔬菜中Na的含量差別較大,同時,可以發現胡蘿卜和白蘿卜中Na的含量非常接近,分別為795.33 mg·kg-1和814.81 mg·kg-1。從圖1可以看出,水果和蔬菜中Na的含量差別較大,除葡萄外,其余水果中Na的含量均小于10 mg·kg-1,而蔬菜中除西紅柿、韭菜、黃瓜、青椒和茄子Na的含量分別為24.67、15.57、9.38、8.89、7.65 mg·kg-1外,其余蔬菜中Na的含量均大于100 mg·kg-1。

從圖1中各常量元素的含量分布可以看出,水果和蔬菜樣品中Fe的含量較低,水果中Fe的含量低于蔬菜中Fe的含量,但差別不大。水果中Fe的含量最高值出現在香蕉中(2.58 mg·kg-1),最低值出現在梨中(0.78 mg·kg-1)外,其余水果中Fe的含量均較為接近,在1.03～1.91 mg·kg-1之間。蔬菜中Fe的含量范圍為1.94～96.84 mg·kg-1,除菠菜和韭菜中Fe的含量明顯高于其它蔬菜外,分別為96.84 mg·kg-1和42.93 mg·kg-1,其余蔬菜中Fe的含量在1.94～16.26 mg·kg-1之間。

總體而言,蔬菜中常量元素的含量遠高于水果中相應元素的含量。在7種水果中,除葡萄中Na的含量最高,桔子中Ca的含量最高外,K、P、Mg和Fe的最高值均出現在香蕉中,可見香蕉富含大量人體必需的常量元素,而蘋果和梨中相應元素的含量均較低。從圖1可以看出,K、P、Mg和Fe含量的最高值出現在菠菜中,而Na和Ca的最高值分別出現在芹菜和空心菜中,常量元素含量排在前六位的蔬菜中,除西紅柿中K的含量排在K元素含量分布的第六位外,其余排在K、P、Ca、Mg、Na和Fe元素分布前六位的蔬菜均為菠菜、白菜、韭菜、油菜、紫甘藍和芹菜、白蘿卜、紅蘿卜等綠葉和根莖類蔬菜,同時發現,除Na元素含量的分布中Na含量排在第一位的是芹菜外,其余元素分布中排在前兩位的均為菠菜、油菜、韭菜和空心菜等綠葉類蔬菜,而元素含量較低的蔬菜基本為青椒、茄子、西紅柿和黃瓜等果菜類蔬菜。綠葉類蔬菜中比較異常的是生菜,生菜中K、P和Mg的含量最低,這可能與產地等因素有關,需要進一步驗證。綜合分析結果,可以初步得出結論:K、P、Ca、Mg、Na和Fe等常量元素在不同蔬菜中的含量分布為綠葉類蔬菜>根莖類蔬菜>果菜類蔬菜。

2.2 微量元素

從表3給出的水果和蔬菜中微量元素的測定結果可以看出,Zn、Sr、Rb、Mn、Ba和Cu的含量相對較高。

Zn是植物和動物生長過程中非常重要的元素之一,足夠含量的Zn可以消除Cd引起的毒性[2]。水果中Zn的含量范圍為255.25～1657.55 μg·kg-1,其中香蕉和桔子中Zn的含量較高,分別為1657.55 μg·kg-1和1114.01 μg·kg-1,Zn含量最低的是蘋果。蔬菜中Zn的含量范圍為734.06～3957.07 μg·kg-1,Zn含量最高的是菠菜,不同采樣點菠菜中Zn的含量均處于較高水平,其次是韭菜和白菜,Zn含量最低的是卷心菜,不同采樣點卷心菜中Zn的含量差別較大。

水果中Sr的含量范圍為127.62～1112.74 μg·kg-1,Sr含量最高的是桔子,是其它水果中Sr含量的2～9倍。Sr含量最低的是桃子。蔬菜中Sr的含量范圍為162.54～7072.15 μg·kg-1,Sr含量最高的是油菜,5個采樣點油菜中Sr的含量均較高,其次是空心菜、菠菜和芹菜,西紅柿、青椒和茄子中Sr的含量較低,茄子中Sr的含量最低,不同采樣點茄子中Sr的含量差別較大。

Rb是水果和蔬菜中含量較高的微量元素之一。水果中Rb的含量范圍為736.48～3883.07 μg·kg-1,Rb含量最高的是香蕉,其次是桔子,最低的是蘋果。比較發現,不同水果中Rb的含量均高于Zn和Sr。蔬菜中Rb的含量范圍為463.99～4052.10 μg·kg-1,菠菜中Rb的含量最高,其次是紫甘藍和白菜,Rb含量最少的是茄子,除一個采樣點茄子中Rb含量較高外,其余采樣點茄子中Rb的含量均處于較低水平。

圖1 水果和蔬菜中K、P、Ca、Na、Mg和Fe含量分布Fig.1 Contents of K,P,Ca,Na,Mg and Fe in fruits and vegetables

水果中Mn含量范圍為369.34～13738.50 μg·kg-1,香蕉中Mn的含量最高,是其它水果中Mn含量的20～37倍左右,其次是桔子,而蘋果、葡萄和梨中Mn的含量均比較接近。蔬菜中Mn的含量范圍為598.39～12073.77 μg·kg-1,空心菜中Mn的含量最高,其次是菠菜。茄子、西紅柿、青椒、黃瓜和白蘿卜中Mn的含量相對較低,均小于1000 μg·kg-1,在598.39～929.54 μg·kg-1g之間,其中不同地區西紅柿中Mn的含量差別較大,西紅柿中Mn含量最高可達1651.34 μg·kg-1。

Cu也是較為重要的微量元素之一,在生理過程中發揮著重要作用,但是過量攝入會對肝臟和腎臟造成損害[22]。水果中Cu的含量范圍為296.57～1620.77 μg·kg-1,桔子中Cu的含量最高,其次是香蕉。但是比較原始數據發現,桔子的5個采樣點中,有一個采樣點桔子中Cu含量是其它采樣點桔子中Cu含量的13～19倍,因此,若排除該采樣點桔子中Cu含量的特殊性,水果中Cu含量最高的應該是香蕉。桃子、葡萄和梨中Cu的含量比較接近,從表3數據可以看出,不同地區這四種水果中Cu的含量沒有明顯差別。蘋果和李子中Cu的含量相對較低。蔬菜中Cu的含量范圍為87.75～2486.69 μg·kg-1,某采樣點紫甘藍、空心菜和菠菜中Cu的含量均遠高于其它采樣點相應蔬菜Cu含量,這可能是該采樣點這些蔬菜來源相同所致,若排除該特殊性,菠菜中Cu的含量最高,Cu含量最低的是白蘿卜,不同地區白蘿卜中Cu的含量均處于較低水平。

水果中Ba的含量范圍為47.91～453.94 μg·kg-1,桔子中Ba的含量最高,不同采樣點桔子中Ba的含量差別較大,葡萄和桃子中Ba的含量較低,分別為47.91 μg·kg-1和48.08 μg·kg-1,其余水果中Ba的含量均在100 μg·kg-1以上。蔬菜中Ba的含量范圍為57.06～2488.02 μg·kg-1,胡蘿卜、韭菜和空心菜中Ba的含量均較為接近,西紅柿、青椒和茄子中Ba的含量較低,均小于100 μg·kg-1。從表3可以看出,不同地區胡蘿卜中Ba的含量均高于1400 μg·kg-1,遠遠高于其它蔬菜。不同地區西紅柿中,除一個采樣點西紅柿中Ba的含量為216.95 μg·kg-1,其余采樣點西紅柿中Ba的含量均處于較低水平。不同采樣點青椒中Ba的含量也均處于較低水平。

從表3可以看出,水果和蔬菜中Ni、Mo、Cr、V、Co、Pb、As、Se和Cd等元素含量相對較低,但像Pb和Cd這樣的元素,即便在較低濃度水平也會具有一定的毒性,因此,很有必要對其進行討論。而Tl、U和Ag等元素的含量則更少,部分樣品中未檢出此3種元素。

Ni會引起呼吸系統疾病,并且容易致癌[22]。水果中Ni的含量范圍為9.11～79.91 μg·kg-1,Ni含量最高的是桔子,最低的是葡萄。蔬菜中Ni的含量范圍為20.29～190.55 μg·kg-1,菠菜中Ni的含量最高,其次是青椒和韭菜,其余芹菜、胡蘿卜、白菜和白蘿卜等綠葉類和根莖類蔬菜中Ni的含量均比較接近,Ni含量較少的是茄子、黃瓜和西紅柿等果菜類水果。

表3 水果和蔬菜樣品中微量元素測定結果(μg/kg)

Table 3 Results of minor elements in fruits and vegetables(μg/kg)

續表

注：“ND”表示該樣品中未檢測出該元素。水果中Mo的含量范圍為3.26～27.73 μg·kg-1,李子中Mo的含量最高,其次是香蕉,Mo含量最少的是梨。蔬菜中Mo的含量范圍為6.28～95.66 μg·kg-1,白菜和韭菜中Mo的含量較高,Mo含量最少的是生菜。

Cr(Ⅲ)被認為是一種重要的營養元素,能夠幫助人體利用糖分和脂肪,而Cr(Ⅵ)則會致癌[23]。水果中Cr的含量范圍為5.64～28.57 μg·kg-1,Cr含量最高的是桔子,其次是李子,葡萄、香蕉和梨中Cr的含量則相對較低。蔬菜中Cr的含量范圍為3.38～351.75 μg·kg-1,Cr含量最高的是菠菜,其次是韭菜,黃瓜和西紅柿兩種果菜類蔬菜中Cr的含量相對較低。從表3可以看出,不同地區蔬菜中Cr的含量差別較大,差別最大的是白菜,其Cr含量最低為9.03 μg·kg-1,最高可達290.54 μg·kg-1。將Cr的測定結果與國標限量(0.5 mg·kg-1)對比,所有水果和蔬菜樣品中Cr含量均未超標[24]。

水果中V的含量范圍為0.13～1.87 μg·kg-1,桃子和葡萄中V的含量相對較高,香蕉中V的含量最低。不同地區桃子和葡萄中V的含量差別較小。蔬菜中V的含量范圍為0.70～183.40 μg·kg-1,菠菜中V的含量最高。含量最少的是西紅柿,青椒、黃瓜和茄子等果菜類蔬菜中V的含量也處于較低水平。

水果中Co的含量范圍為1.20～16.39 μg·kg-1,Co含量最高的是梨(某個采樣點桔子中Co含量明顯高于其它采樣點,排除該特殊性),最低的是李子。蔬菜中Co的含量范圍為1.88～48.96 μg·kg-1,菠菜中Co的含量最高,其次是韭菜。白蘿卜和油菜等根莖類和綠葉類蔬菜中Co的含量接近,西紅柿、茄子和黃瓜等果菜類蔬菜中Co的含量接近,而果菜類蔬菜中青椒中Co的含量相對較高,與空心菜中Co的含量接近。

Pb屬于毒性較高的元素之一,長期攝入含Pb含量較高的水果和蔬菜等食品,會存在血壓升高、智力水平下降的風險[25]。水果中Pb的含量范圍為4.16～49.22 μg·kg-1,桔子中Pb的含量最高,其次是李子,香蕉中Pb的含量最低,從表3可以看出,不同地區水果中Pb的含量差別較大,部分地區水果中未檢測出Pb。蔬菜中Pb的含量范圍為2.16～116.80 μg·kg-1,菠菜中Pb的含量最高,其次是韭菜,黃瓜、西紅柿和生菜中Pb的含量相對較低,生菜中Pb的含量最低。將Pb的測定結果與國標限量(0.1～0.3 mg kg-1)對比,除一例桔子和一例紫甘藍外,其余水果和蔬菜樣品中Pb含量均未超標[24]。

As是對人體危害較大的元素之一。水果中As的含量范圍為0.76～4.04 μg·kg-1,As含量最高的是葡萄,最低的是香蕉。不同水果中As含量差別不大。蔬菜中As的含量范圍為0.26～51.34 μg·kg-1,As含量最高的是空心菜,其次是菠菜和韭菜。As含量較低的蔬菜分別為青椒、西紅柿和生菜,均小于1 μg·kg-1。將As的測定結果與國標限量(0.5 mg kg-1)對比,所有水果和蔬菜樣品中As含量均未超標[24]。

水果中Se的含量均處于較低水平,除香蕉中Se的含量最高為4.41 μg·kg-1,其次是葡萄中Se的含量為1.67 μg·kg-1外,其余水果中Se的含量均小于0.8 μg·kg-1,在0.46～0.71 μg·kg-1之間。蔬菜中Se的含量范圍為0.91～18.14 μg·kg-1,韭菜中Se的含量最高,其次是紫甘藍和菠菜,其余蔬菜中Se的含量均小于5 μg·kg-1,含量最低的是西紅柿,小于1 μg·kg-1。將Se的測定結果與國標限量(0.05 mg·kg-1)對比,所有水果和蔬菜樣品中Se含量均未超標[24]。

Cd也是毒性較高的元素之一,長期接觸含Cd食品會導致體內功能紊亂,嚴重者會導致軟骨病[25]。水果中Cd的含量較低,除桃子中Cd的含量為2 μg·kg-1外,其余水果中Cd的含量均小于0.95 μg·kg-1。蔬菜中Cd的含量范圍為0.91～30.48 μg·kg-1,不同種類蔬菜中Cd的含量差別較大,Cd含量最高的是菠菜,其次是空心菜、韭菜、白蘿卜和油菜等綠葉類和根莖類蔬菜,其中韭菜、白蘿卜和油菜中Cd含量接近,Cd含量最低的蔬菜是黃瓜。將Cd的測定結果與國標限量(0.05～0.2 mg kg-1)對比,所有水果和蔬菜樣品中Cd含量均未超標[24]。

從以上分析可以看出,除As、Se等元素外,蔬菜中微量元素含量遠大于水果中微量元素的含量。對于蔬菜樣品,不同種類蔬菜中微量元素的含量存在一定差別,蔬菜中微量元素的含量由高到低的順序基本為:綠葉類蔬菜>根莖類蔬菜>果菜類蔬菜。Cr、Pb和As等國標有限量要求的有害元素含量均處于較低水平。

2.3 稀土元素

稀土元素屬于毒性較低的重金屬,因此,本文將稀土元素單獨進行討論。總體而言,水果和蔬菜中稀土元素的含量處于較低水平,遠低于常量和微量元素的含量,從本文測定的水果和蔬菜中稀土元素含量結果表明,La和Ce的含量相對較高,蘋果、葡萄和桃子中La和Ce的含量高于其它水果。菠菜、韭菜和油菜三種綠葉類蔬菜中17種稀土元素的含量均較高。比較發現,Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu和Gd等9種稀土元素的含量相對較高,這與Jiang等人[20]的研究結果接近,這9種元素中Ce的含量最高,其次是La、Y和Pr。同時,西紅柿、黃瓜、茄子和青椒等4種果菜類蔬菜中稀土元素含量較低,芹菜、白菜和白蘿卜等綠葉類和根莖類蔬菜中這9種稀土元素的含量則處于中間水平。將稀土的測定結果與國標限量對比,所有水果和蔬菜樣品中稀土含量均未超標[24]。

3 結論

ICP-MS以其靈敏度高、線性范圍廣和多元素快速分析的能力在水果和蔬菜等農產品中元素分析方面得到了非常廣泛的應用。本文建立的測定水果和蔬菜中K、P、Ca和Mg等40種元素的方法具有較高的選擇性,線性范圍寬,精密度和準確度良好。應用該方法對從北京市主要大型超市、農貿市場和農產品集散地收集到的22種,共計114個水果和蔬菜樣品中的40種元素進行了測定。從實驗數據中不難發現,蔬菜中各種元素含量均高于水果中各元素含量。不同種類蔬菜中各元素的含量存在一定差別,其元素含量順序為綠葉類蔬菜>根莖類蔬菜>果菜類蔬菜,其中比較突出的是菠菜、茄子和白菜,菠菜中常量元素、微量元素和稀土元素的含量均較高,茄子中各種元素的含量均較低。對于水果而言,不同水果中各元素含量無明顯規律,但是,從數據中可以看出,香蕉不但富含K、P和Mg等常量元素,而且富含Zn、Sr、Rb、Mn和Ba等微量元素,但是香蕉中Pb、Cr和Cd等對人體有害元素的含量卻很低。總之,本實驗采集的所有水果和蔬菜樣品中Pb、Cr、Cd、As和Se等國標有限量規定的元素均未超標。本實驗測定的水果和蔬菜中40種元素含量信息和得出的結論具有一定的指導作用,可以為北京地區消費者選擇合適的水果和蔬菜提供一定的幫助。

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Simultaneous determination of 40 elements in fruits and vegetables of Beijing market by inductively coupled plasma mass spectrometry

CHEN Hui,JIN Ling-he,HU Xue-yan,PENG Tao,CHANG Qiao-ying,FAN Chun-lin*

(Chinese Academy of Inspection and Quarantine,Beijing 100176,China)

Thedeterminationof40elementsin22kindsoffruitandvegetablesfromBeijingmarketwasstudiedbyinductivelycoupledplasmamassspectrometryusingmicrowavedigestionforsamplepreparation.Majorelements(K,P,Ca,Mg,NaandFe),minorelements(Zn,Sr,Rb,Mn,BaCu,Ni,Mo,Cr,V,Co,Pb,As,Se,Cd,Tl,UandAg)andrareearthelements(La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,ScandY)in114fruitsandvegetableswereanalyzedanddiscussed,respectively.Theresultsshowedthatconcentrationsofstudiedelementsinvegetableswereallhigherthanthoseinfruits.Inaddition,differentkindsofvegetableswerewithvariousconcentrationlevels,whichconformedtotheregularitydecreasedintheorderleafvegetables,rootandtubervegetables,andfruit-vegetables.

fruit;vegetable;elementconcentrations;ICP-MS

2016-02-26

陳輝(1984-)，男，博士研究生，助理研究員，研究方向：食品安全， E-mail：ciqhuichen@163.com。

*通訊作者:范春林( 1964-) ，男，本科，研究員，研究方向:食品安全，E-mail:caiqfcl@163.com。

科技基礎性工作專項(2015FY111200)。

TS207.3

A

1002-0306(2016)19-0276-08

10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.046