等離子體光譜法測定醬腌菜中鋇含量的方法研究

張喜琦，陳曉媛，高喜鳳，趙發

(山東省食品藥品檢驗研究院，濟南 250100)

等離子體光譜法測定醬腌菜中鋇含量的方法研究

張喜琦，陳曉媛，高喜鳳，趙發

(山東省食品藥品檢驗研究院，濟南 250100)

鋇鹽對生物體有較大毒性，醬腌菜受鋇鹽污染的風險較大。文章采用微波消解進行樣品處理，采用等離子體原子發射光譜法對醬腌菜中的鋇進行測定。測定的精密度為0.93%～1.88%，加標回收率為90.0%～104.2%，對相關國家標準物質的測定結果與標準值相吻合。該方法操作簡便，結果穩定性好，具有比國家標準更高的準確度和精密度，是鋇檢測中值得推廣的一種理想的檢測方法。

等離子體原子發射光譜；醬腌菜；鋇；測定

鋇是一種有毒元素，其可溶性鋇鹽對生物體有較大的毒性[1]，隨著現代社會工業和科學技術的發展，鋇及鋇鹽被應用于很多領域。鋇的毒性作用與溶解度有關，溶解度愈高，毒性愈大。由于制鹽工業中鋇鹵水中含有大量氯化鋇，如四川、湖北一帶所產鋇黃鹵，含氯化鋇高達2～4 g/L。當蒸發過程中，析出食鹽時，氯化鋇隨母液一道附著于鹽粒上，干燥后，氯化鋇便析出混合于食鹽中，成為鋇鹽[2]。氯化鋇屬有毒物質，人食用后會出現中毒癥狀，甚至造成死亡。我國傳統食品醬腌菜是我國各族人民喜歡的調味副食品之一。由于醬腌菜清脆爽口，鮮甜脆嫩，具有咸鮮辛辣等獨特香味，又具有一定的營養價值，因此深得群眾青睞，成為人們日常生活中常見的調味食品。但是由于醬腌菜需要大量的食鹽進行腌制，因此容易引入鋇鹽的污染。尤其是有些不法商販為了節約成本，在腌制過程中加入工業鹽，增大了醬腌菜鋇污染的風險。

目前國家標準中沒有食品中鋇的通用測定方法。GB/T 5009.42-2003《食鹽衛生標準的分析方法》中規定食鹽中鋇的測定方法為比濁法。比濁法檢測精度低，對于基體復雜的樣品會產生沉淀干擾，造成較大測定誤差，難以滿足醬腌菜中鋇含量測定的要求。本文采用電感耦合等離子體光譜法(ICP)測定醬腌菜中的鋇，經過對方法準確度和精密度的驗證， 可以滿足醬腌菜中鋇的測定需求。

1 材料與方法

1.1 儀器和設備

美國珀金埃爾默產電感耦合等離子體光譜儀(Optima 8000)；美國CEM微波消解儀；萬分之一分析天平；超純水機。

1.2 試劑

30%過氧化氫(優級純)、硝酸(優級純)用亞沸純化儀純化，測定用水為超純水。鋇標準溶液：購自中國計量科學研究院，編號GBW(E)080243，100 μg/mL。

1.3 樣品前處理

稱取約0.5～1.0 g試樣于微波消解罐中，依次加入8 mL濃硝酸、1 mL 30%過氧化氫，用微波消解儀消化至溶液澄清透明。取出后在趕酸電熱板上150 ℃趕酸至溶液近干，冷卻后用蒸餾水定容至25 mL容量瓶中，搖勻待用，同時作樣品空白。微波消解儀的工作參數見表1。

表1 微波消解儀的工作參數Table 1 The working parameters of microwave digestion system

1.4 標準曲線

準確移取5 mL鋇單元素標準溶液于50 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液稀釋至刻度并搖勻，配制成濃度為10 μg/mL的鋇單元素標準物質母液。分別移取0，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00 mL鋇單元素標準物質母液于一組100 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液稀釋至刻度并搖勻，配制成濃度依次為0，0.1，0.2，0.4，0.6，0.8 mg/L的鋇標準工作液系列，以鋇元素濃度為橫坐標、發射光強度為縱坐標繪制標準工作曲線。

1.5 測量

1.5.1 ICP操作參數選擇

因為等離子體光源激發能量很高，可獲得大量發射譜線，幾乎每種元素的分析線均受到不同程度的光譜干擾，所以ICP操作參數的選擇應主要考慮分析元素有較大的譜線強度，同時有較小的背景干擾。從ICP的工作原理可以看出ICP功率、載氣流量和觀測高度對元素譜線強度影響較大。增大功率可以增強譜線強度，但是有可能造成分析元素部分電離，檢出限相應地偏高，適當增大載氣流量可以降低分析通道溫度，有助于減少電離效應。經試驗確定儀器操作參數見表2。

表2 等離子體原子發射光譜儀的工作參數Table 2 The working parameters of plasma-atomic emission spectrometry

1.5.2 樣品測定

按表2條件優化好儀器，待儀器預熱穩定后，依次將標準曲線溶液、空白溶液、消化好的試樣上等離子體原子發射光譜儀進行測定。

2 測試結果及討論

2.1 測定譜線的選擇

由于ICP光源能量高，會產生大量的譜線，因此在選擇鋇的分析譜線時，除了要保證所選的分析線具有足夠高的靈敏度，又要盡量避免其他譜線直接或間接重疊干擾。在實驗過程中對鋇單元素標準溶液和多元素混合溶液進行波長掃描對比，選擇干擾少、靈敏度高的波長作為分析線。選擇233.527，455.403，493.408，230.425 nm 4個波長同時進行檢測，100 μg/L的鋇標準溶液光譜圖見圖1，標準物質芹菜光譜圖見圖2。經對比和篩選，分析線確定為455.403 nm。

圖1 100 μg/L的鋇標準溶液光譜圖Fig.1 The spectrogram of 100 μg/L standard solution of barium

圖2 標準物質芹菜光譜圖Fig.2 The spectrogram of standard material celery

2.2 線性范圍和檢出限

儀器預熱狀態穩定后，按表2條件優化好儀器，測定不同濃度鋇標準溶液的譜線發射強度，以鋇元素發射強度對標準溶液濃度做工作曲線。結果表明：在0～1000 μg/L范圍內，鋇的濃度與吸光值呈良好的線性關系，線性相關系數r達到0.999以上。標準溶液工作曲線光譜圖見圖3。

圖3 標準溶液工作曲線光譜圖Fig.3 The spectrogram of working curve of standard solution

元素檢出限指凈測量值，等于11次空白測量值的標準偏差3倍時所對應的分析物濃度。在優化后的儀器條件下，連續11次測定空白溶液，測試結果見表3。根據計算得出鋇的最低檢出限為1.0 μg/L。

表3 空白溶液測試結果Table 3 Test results of blank solution μg/L

2.3 精密度

一般對同一樣品連續6次測定，用測定值的相對標準偏差表示測定方法的精密度，選用3種不同的樣品，添加5 mg/kg的鋇，重復測試6次，經計算，得到等離子體原子發射光譜測定醬腌菜中鋇的精密度，見表4。

表4 等離子體原子發射光譜測定鋇的精密度Table 4 The precision of barium detected by plasma-atomic emission spectrometry

由表4可知，鋇含量在5 mg/kg左右，測試精密度在0.93%～1.88%范圍內。說明該方法測定醬腌菜中的鋇的穩定性和重現性很好，可以很好地滿足試驗要求。

2.4 加標回收率

選用3種不同的樣品，分別加入0.5，5.0，50.0 mg/kg濃度的鋇標準溶液，測定其含量并計算回收率，回收率在90.0%～104.2%之間，結果見表5。

表5 等離子體原子發射光譜測定鋇的加標回收率Table 5 The adding standard recovery rate of barium detected by plasma-atomic emission spectrometry

由表5可知，鋇0.5 mg/kg添加水平的回收率在91.0%～95.2%之間，5.0 mg/kg添加水平的回收率在97.1%～99.9%之間，50.0 mg/kg添加水平的回收率在99.7%～104.2%之間，說明方法的準確度良好。

2.5 準確度

我們選取國家標準物質紫菜(GBW10023)，芹菜(GBW100248)和大蔥(GBW10049)進行測定，來進一步驗證方法的準確性，測定結果見表6。

表6 國家標準物質測定結果Table 6 The determination results of national standard materials

由表6可知，等離子體原子發射光譜法測定國家標準物質中鋇的測定結果與標準值吻合，充分證實了該方法測定醬腌菜中的鋇是準確可靠的。

3 結論

采用電感耦合等離子體發射光譜儀測試醬腌菜中鋇的含量，最低檢出限為1.0 μg/L。

在455.403 nm波長下測定鋇元素，發射強度較大，背景干擾較小，標準曲線線性相關系數達到0.999以上。

鋇的溶液濃度與發射強度在很大范圍內均呈良好的線性關系，從幾十微克每升到一千微克每升范圍內測試精密度和準確度都很高。

樣品前處理操作步驟簡單，上機檢測分析時間短，分析效率高。

從實驗過程和驗證結果看，該測試方法適用于醬腌菜中鋇的測定。

[1]王躍兵,黃文麗,李蘊成.微量元素鋇與人體健康[J].地方病通報,2009,24(1):81-83.

[2]任海波.現代制鹽工業中鹵水處理方法選擇的研究[D].鄭州:鄭州大學,2003:19.

Research on Detection of Barium Content in Pickle byPlasma-Atomic Emission Spectrometry

ZHANG Xi-qi, CHEN Xiao-yuan, GAO Xi-feng, ZHAO Fa

(Shandong Institute for Food and Drug Control, Ji'nan 250100,China)

Barium salt has great toxicity to organisms, and the risk of pickles contaminated by barium salt is big. In this paper, determine the barium content in pickles by microwave digestion and plasma-atomic emission spectrometry.The precision of determination of barium is 0.93%～1.88%,the adding standard recovery rate of determination of barium is 90.0%～104.2%. The determination results of the relevant national standard materials correspond to the standard values. Compared with national standards, this method is more simple and it has more stable results, the precision and accuracy of data are better.This method is an ideal detection method, it is worth promoting in barium determination.

plasma-atomic emission spectrometry;pickles;barium;detection

2017-03-15

張喜琦(1973-)，男，山東高密人，副研究員，主要從事食品安全質量分析。

TS255.53

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.08.027

1000-9973(2017)08-0123-04