電感耦合等離子體質譜法測定食品中的有機硒

龔 亮 熊 珺 余以剛

(1. 廣東省東莞市質量監督檢測中心，廣東 東莞 523808；2. 華南理工大學食品科學與工程學院，廣東 廣州 510640)

電感耦合等離子體質譜法測定食品中的有機硒

龔 亮1,2熊 珺1余以剛2

(1. 廣東省東莞市質量監督檢測中心，廣東 東莞 523808；2. 華南理工大學食品科學與工程學院，廣東 廣州 510640)

建立食品中有機硒直接測定的方法。在pH值為7.0的水溶液中加入環己烷超聲萃取有機硒，萃取液經微波消解后進電感耦合等離子體質譜儀測定有機硒的含量。在最佳測試條件下，方法檢出限為0.45 μg/kg，定量限為1.5 μg/kg，試樣加標回收率為93.5%～103.0%。該方法具有操作簡便，精密度高，線性范圍寬等優點，適用于食品中有機硒含量的測定，在實際檢測中有廣泛的應用前景。

電感耦合等離子體質譜；超聲萃取；微波消解；有機硒；食品

硒的形態主要分為無機硒和有機硒，據研究[1-3]，無機硒的毒性大并且生物活性低，有機硒的毒性小，被生物吸收和利用率高。因此，有機硒食品的開發成為熱點，相應的檢測技術也愈來愈受到重視。

目前，對食品中有機硒的測定主要是原子熒光光譜法[4-6]，通過測定食品中總硒和無機硒含量，然后利用差減法間接得出有機硒的含量。但該方法操作步驟多，耗時長，試劑消耗量大。基于此，本試驗擬通過摸索和條件優化，旨在建立一種簡單高效、環境友好的食品中有機硒總量的測定方法。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

硒標準溶液：100 μg/mL，中國計量科學研究院；

硒胱氨酸(SeCys2，有機硒標準品)：98%，美國Aldrich公司；

甲基硒代半胱氨酸(MeSeCys，有機硒標準品)：95%，美國Sigma公司；

鍺標準溶液：1 000 μg/mL，上海市計量測試技術研究院；

硝酸、鹽酸：優級純，德國CNW科技公司；

雙氧水：優級純，廣州化學試劑廠；

環己烷、氫氧化鈉：分析純，廣州化學試劑廠；

試驗用水：電阻率18.2 MΩ·cm的超純水，由Milli-Q超純水儀制備；

電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)：7700x型，美國Agilent科技公司；

微波消解儀：Ethos，配帶智能控溫趕酸器，意大利Milestone公司；

研磨儀：A11，意大利IKA公司；

超聲儀：SY-1030F型，東莞市三源超聲波設備有限公司；

pH計：SG2-ELK型，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；

超純水系統：Milli-Q，美國Millipore公司；

所有玻璃器皿均用20% HNO3浸泡24 h，并依次用蒸餾水和超純水洗滌，晾干待用。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理 稱取經研磨粉碎樣品1.0 g于100 mL三角燒瓶中，加30 mL 水充分混勻后，用1 mol/L鹽酸溶液或1.25 mol/L氫氧化鈉溶液調節樣品溶液的pH值為7.0，加入10 mL環己烷，放入超聲儀中，在1 500 W功率下超聲萃取20 min，吸取上層有機相到微波消解罐中；同法再超聲萃取一次，合并上層有機相至相同消解罐中；將盛有環己烷萃取液的消解罐置于智能控溫趕酸器中90 ℃揮至近干。放冷后于消解罐中加入過氧化氫2.0 mL 和硝酸6.0 mL進行微波消解，微波消解條件參照表1。消解完成，冷卻后取出消解罐，開蓋，在智能控溫趕酸器上160 ℃加熱揮酸至剩余1～2 mL，冷卻后轉移至25.0 mL容量瓶或比色管中，用去離子水少量多次沖洗消解罐，合并洗液，用超純水定容至刻度，搖勻待測。每個試樣稱取3個平行，同時做試劑空白試驗。

1.2.2 標準系列的配制 ICP-MS檢測的是元素的總量，與被測物的形態和價態無關，因此使用總硒標準溶液即可滿足本試驗的需要。將100 μg/mL的硒標準溶液用5%硝酸溶液逐級稀釋配制成以下標準系列：硒濃度為0.00，1.00，5.00，20.0，50.0，100.0 μg/L。內標溶液的配制：以鍺元素作為內標，用5%硝酸溶液逐級稀釋至使用濃度為1.0 μg/mL。

1.2.3 儀器參數的優化 按儀器使用方法開機預熱穩定后，用儀器專用質譜調諧液(Li、Mg、Co、Y、Ce、Tl，1.0 μg/L)對儀器進行最優化調諧，使儀器的分辨率、靈敏度、雙電荷和氧化物等各項技術指標均符合測定要求。儀器工作參數：射頻(RF)功率1 600 W，等離子體氣流量15 L/min，載氣流量0.34 L/min，稀釋氣體流量0.59 L/min，氦氣流量5.0 mL/min，霧化室溫度2 ℃，樣品提升泵速率0.5 r/s，樣品分析泵速率0.1 r/s；采用玻璃同心霧化器，鎳錐截取錐，采樣深度10 mm；采集模式：質譜圖，積分時間3 s，每峰測定點數3，重復次數3；分析模式：[He]碰撞反應池。

1.2.4 定量測定 儀器參數設置和調諧完成后，打開方法編輯器設置好測定方法和數據處理方法，由三通進樣管在線加入內標，觀察內標的靈敏度和穩定性情況，符合要求后，將標準系列、試劑空白、樣品消化液分別導入儀器。儀器自動繪制標準曲線，由回歸方程分別計算出樣液中硒元素的濃度。

1.2.5 單因素試驗設計

(1) 提取液pH對有機硒測定的影響：試驗添加有機硒標液并加水至30 mL，調節提取液的pH，加入環己烷10 mL，超聲萃取，微波消解后測定，考察提取液pH值(5.0，5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0)對有機硒加標回收率的影響。

(2) 萃取方法對有機硒測定的影響：稱取同一魚肉樣品1.0 g，加入水30 mL，調節樣品提取液的pH為7.0，加入環己烷10 mL，分別用分液漏斗萃取和超聲萃取，經微波消解后測定，考察不同萃取方法對有機硒測定的影響。

(3) 萃取溶劑對有機硒測定的影響：稱取同一魚肉樣品1.0 g，加入水30 mL，調節樣品提取液的pH為7.0，加入甲苯或環己烷10 mL，超聲萃取，經微波消解后測定，考察不同萃取溶劑對有機硒測定的影響。

(4) 消解方法對有機硒測定的影響：稱取同一魚肉樣品1.0 g，加入水30 mL，調節樣品提取液的pH為7.0，加入環己烷10 mL，超聲萃取，分別使用干灰化法、濕消解和微波消解后測定，考察不同消解方法對有機硒測定的影響。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 提取液pH的影響 運用相似相溶原理，無機硒溶于水，有機硒溶于環己烷；溶液的酸堿度可以改變硒的有機化合物在水和環己烷中的分配系數；不同形態的硒對亞甲藍的退色時間不同，亞甲藍在有機硒作用下褪色時間為5～10 min，而無機硒作用下則為30～60 s[7]，根據退色時間不同來判斷有機硒的提取效率，經反復試驗后發現當溶液的pH值為6.0～7.5時，有機硒在環己烷中溶解最大，并且采用超聲配合萃取，樣品中的無機硒能夠快速完全進入水相中，實現了有機硒和無機硒的完全分離，試驗加標回收結果見圖1。本試驗選擇樣品提取液的pH為7.0。

2.1.2 萃取方法的選擇 對于液液萃取，經典方法有分液漏斗萃取和超聲萃取。試驗考察了兩種萃取方法對有機硒測定的影響，結果見表2。由表2可知，超聲萃取的測定結果比分液漏斗萃取的高，穩定性更好。并且相對于超聲萃取，分液漏斗萃取方法操作更繁瑣，用時更久。故本試驗選取超聲萃取作為萃取方法。

2.1.3 萃取溶劑的選擇 有機硒能溶解于甲苯和環己烷中，甲苯極微溶于水，環己烷不溶于水，這兩種溶劑都可用來提取有機硒。試驗考察了兩種萃取溶劑對有機硒測定的影響，結果見表3。由表3可知，兩種萃取溶劑對測定結果沒有明顯差別，但考慮到甲苯毒性較大，故選擇環己烷作為萃取溶劑。

2.1.4 消解方法的確定 試驗考察了干灰化法、濕消解和微波3種消解方法對有機硒測定的影響，結果見表4。由表4可知，微波消解法的測試結果最高，平行性最好。干灰化法在高溫下進行，有機硒損失最大。濕消解試劑用量大，消解時間長，操作步驟繁多，穩定性差。故本試驗選擇微波消解作為樣品的消解方法。

2.2 精密度試驗和方法的檢出限

有機硒種類繁多，形態復雜，據報道[8-11]在檢出有機硒的食品中大多含有SeCys2和MeSeCys。本試驗以在實際樣品中加入SeCys2和MeSeCys的方法考察精密度：在稱好的樣品中加入配制好的有機硒標準混合溶液，加入量0.2 mg/kg，按本方法確定的條件進行重復性試驗，由表5可知，其相對標準偏差RSD≤ 5%，方法加標回收率在93.5%～103.0%。本方法用于測定食品中有機硒含量具有較好的精密度。

依據1.2.1條稱取1.0 g試樣進行樣品處理，定容至25 mL，按照1.2.2條配制標準溶液進行測定，連續測定空白試樣11次。計算響應值的標準偏差，以儀器響應值的3倍和10倍標準偏差除以工作曲線斜率，再以1.0 g取樣量定容至25 mL，計算出本方法的檢出限和定量限，線性方程：y=458.4x-0.547 9，擬合系數：0.999 6，檢出限：0.45 μg/kg，定量限：1.5 μg/kg。

2.3 方法比對試驗

分別用GB 5009.93—2010《食品安全國家標準 食品中硒的測定》的方法測定總硒，DBS 42/002—2014《湖北省食品安全地方標準 富有機硒食品硒含量要求》的方法測定無機硒，本試驗建立的方法測定有機硒，結果見表6。由表6可知，本試驗建立的方法測定結果與標準方法的比率在94.7%～103.3%，說明該方法可行，結果可信。

2.4 實際樣品的測定

將方法應用于市售22種常見食品中有機硒的測定，結果見表7。由表7可知，家禽和水產動物類、藻類、菌類等均含有有機硒，相對而言，牛肝菌中有機硒含量最高，動物肝臟中的含量明顯高于其肉體，而飲用水、蔬菜、大米、水果、調味品等未檢出有機硒。

3 結論

試驗建立了直接測定食品中有機硒的方法，在pH值為7.0的水溶液中加入環己烷超聲萃取有機硒，經微波消解萃取液后采用電感耦合等離子體質譜儀進行測定，方法靈敏度高，線性范圍廣，操作簡便，彌補了直接測定食品中有機硒的方法空缺，為客觀評價食品的質量提供了科學方法。本試驗方法只能夠快速測定食品中有機硒總含量，但對有機硒價態的評定和種類的定性，還需要借助質譜聯用等技術做進一步研究。

? 比率=有機硒/(總硒-無機硒)×100%。

? “N.D.”表示未檢出，定量限為1.5 μg/kg。

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Determination of Organic Selenium in Food by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

GONG Liang1,2XIONGJun1YUYi-gang2

(1.GuangdongDongguanQualitySupervisionTestingCenter,Dongguan,Guangdong523808,China; 2.CollegeofFoodSciencesandTechnology,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou,Guangdong510640,China)

A method was established to direct determination of organic selenium in food. The organic selenium was extracted by adding cyclohexane in aqueous solution with pH value of 7.0, and the content of organic selenium was determined by inductively coupled plasma mass spectrometry after microwave digestion. In the best test conditions, the limit of detection and quantification were 0.45 μg/kg and 1.5 μg/kg, respectively. The recoveries ranged from 93.5% to 103.0%. The method has many advantages such as simple operation, high precision, wide linear range and so on, and can be used for accurate determination of selenium in food. So it has a wide application prospect in practical detection.

Inductively coupled plasma mass; ultrasound extraction; microwave digestion; organic selenium; food

廣東省質量技術監督局科技項目(編號：2013ZS01)；廣東省科技計劃項目(編號：2016B090918103)

龔亮，男，廣東省東莞市質量監督檢測中心工程師，碩士。

余以剛(1968—)，男，華南理工大學教授，博士。 E-mail: yuyigang@scut.edu.cn

2017—01—03

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.03.013