微波消解-ICP-MS法測定小麥粉及其制品中17種元素

喬秋菊，夏昊云，黃為紅，刁春霞，陳瑞英

（1.泰州市疾病預防控制中心，江蘇泰州225300；2.南京理工大學泰州科技學院，江蘇泰州225300）

微波消解-ICP-MS法測定小麥粉及其制品中17種元素

喬秋菊1，夏昊云2，黃為紅1，刁春霞1，陳瑞英1

（1.泰州市疾病預防控制中心，江蘇泰州225300；2.南京理工大學泰州科技學院，江蘇泰州225300）

為了解泰州市區各個區域內小麥粉及其制品中多元素分布，建立電感耦合等離子體質譜法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）同時測定小麥粉及其制品中的 B、Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Ba、Pb 17種元素的分析方法。以內標法改善基體效應及干擾，通過標準曲線法計算樣品濃度。根據測定結果可知，泰州市的小麥粉及其制品總體上是安全的，未檢出人為添加的污染物。部分面制品在制作或運輸過程中可能存在一些元素污染，市民需均衡合理飲食，避免引起潛在的健康風險。

電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）；微波消解；小麥粉及其制品；元素

面制品是人們喜愛的傳統食品，其衛生質量直接影響著社會人群的身體健康。面制品在原料生產制作過程中可能引入鉛、砷等重金屬的污染[1]，某些微量元素也可能流失。為了解泰州市面制食品質量狀況，加強食品化學污染物的監督[2]，為今后面制品衛生管理提供科學依據，對泰州市面制食品加工作坊進行監督抽查，進行鉛等多元素含量的檢測，并對結果進行分析。

目前，多元素同時分析多采用電感耦合等離子體發射光譜法（Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer，ICP-OES）和電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS），ICP-MS法具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬，可同時檢測多元素的優點，具有廣泛的應用[3-5]。本文采用污染小、損失少的微波消解法消化樣品[6-9]，ICP-MS法測定樣品中17種元素，該方法精密度高，簡便快捷，可以較好地應用于食品中多元素分析中。

1 試驗部分

1.1 材料來源

檢測樣品：泰州市（4市3區）面制品門店作坊，種類及數量分別為小麥24份、面粉57份、油條41份、燒餅47份、面條33份、餃皮21份、饅頭32份。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 主要儀器

7900ICP-MS：安捷倫科技有限公司；Mars6微波消解儀：CEM公司（ChemistryElectronicMicrowave，CEM）；XS205DU電子分析天平：梅特勒托利多國際有限公司；F80型高速粉碎機：姜堰市新康醫療器械有限公司；HR7633飛利浦食品加工機：珠海經濟特區飛利浦家庭電器有限公司；BAO-150A精密鼓風干燥箱：施都凱儀器設備有限公司。

1.2.2 試劑

混合標準溶液（1 000 μg/mL，B、Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Ba、Pb）、混合內標溶液（100 μg/mL,Lu、Bi、Y、Sc、In、Ge、Tb、Rh）：國家有色金屬及電子材料分析測試中心；質譜調諧液（10 μg/L，Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y）：安捷倫科技有限公司；優級純硝酸：德國默克公司；試驗用水：二級超純水（電阻率18.25 MΩ·cm，25℃）。

1.3 試驗部分

1.3.1 樣品前處理

樣品粉碎混勻后，于80℃烘箱中干燥4 h，然后轉移置于干燥器中冷卻。稱取冷卻后的樣品0.25 g左右（精確到0.001 g），置于消解內罐中，加入6 mL優級純硝酸，在80℃的預消解儀中預消化1 h。冷卻后，旋緊外蓋，置于CEM微波消解盤中，按照設定程序消解，見表1。

表1 微波消解樣品程序Table 1 Program of microwave assisted sample digestion

消解完全后冷卻，在通風櫥中打開瓶蓋，并于140℃趕酸至0.2 mL～0.5 mL，取出冷卻，以超純水清洗內罐，轉移定容至5 mL，制成待測液，同時做試劑空白。

1.3.2 樣品的測定

ICP-MS開機預熱后，以調諧液對儀器進行調諧，當各參數達到表2所示數值時即可。以優化后的ICPMS依次對標準系列溶液、空白溶液和待測液進行測定，內標溶液濃度為2 mg/L，三通閥在線引入。調諧參數標準見表2。

表2 調諧參數標準Table 2 The standard parameters of tune

2 結果與討論

2.1 方法的準確度及精密度

在樣品中加入一定濃度的多元素標準溶液，測定其精密度及加標回收率，結果見表3。

表3 精密度和回收率試驗（n=6）Table 3 The tests for precision and recovery

續表3 精密度和回收率試驗（n=6）Continue table 3 The tests for precision and recovery

加標回收率在81%～119%之間，相對標準偏差（RSD）在0.90%～4.7%之間。由于樣品中鎂、鈣、鐵元素含量較高，所以沒有進行加標回收試驗，直接用1%硝酸稀釋后測定。由表3中結果可知，本方法能準確地測定小麥粉及其制品中的多元素。

2.2 方法的檢出限

按照試驗方法，對空白樣品連續進行測定11次，取11次測定空白樣品值的3倍標準偏差除以曲線斜率，即得各元素的方法檢出限（見表4），由表4可知，各元素具有較低的檢出限。

表4 元素的檢出限及相對標準偏差（RSD）Table 4 The detection limit and relative satandard deviation of elements

2.3 面制品中各元素檢測結果

按照試驗方法，對各類小麥粉及其制品中17種元素進行測定，測定結果見表5、表6和表7。

表5 小麥粉及其制品中污染物類元素含量Table 5 The content of contaminant elements in wheat flour and its products mg/kg

表6 不同類別小麥粉及其制品中鉛含量Table 6 The content of lead in different kinds of wheat flour and its products

鉻等污染物類的金屬元素按照GB 2762-2012《食品安全國家標準食品中污染物限量》進行評價。鉻限量標準為1 mg/kg，在所測樣品中鉻超標率為0，其中小麥粉中鉻最高含量值略高于其它幾類面制品中鉻最高含量值，簡單加工的餃皮中鉻含量最低，說明已檢測的7類小麥粉及其制品中應該沒有人為添加含鉻添加劑，可以放心食用?！妒称分形廴疚锵蘖俊分袃H對氫化植物油及氫化植物油為主的產品中鎳含量進行限量指標（以Ni計，1.0 mg/kg），故此不對面制品中鎳含量高低的安全性能進行評價。砷、鎘限量指標分別為 0.5 mg/kg（以 As計）、0.1 mg/kg（以 Cd計）。由表 5可知，7類小麥粉及其制品中砷、鎘都未超標，且小麥粉中砷、鎘最高含量值略高于其它幾類面制品中最高含量值，表明油條等面制品加工過程中并未引入砷、鎘污染物。鉛限量指標分類為：帶餡（料）面制品限量0.5 mg/kg、谷物及其面制品限量為0.2 mg/kg，7類面制品中鉛最高含量均超過0.2 mg/kg，詳細超標率見表6。由表6可知，小麥中鉛合格率較低，小麥、面粉、油條中鉛含量均值都超過0.2 mg/kg。這可能是小麥生長環境中鉛含量較高導致，從小麥加工成面粉，再由面粉加工成油條、燒餅、面條等面制品，在加工環節也有可能無意中引入鉛，導致面制品中鉛含量較高，這需要有關部門有效結合環境監管與食品監管，才能較好地控制食品安全。表7中則是面粉及其制品中其它12種元素含量，其中常見元素鎂、鈣、鐵、鋅含量較高，稀釋后測定。

根據《中國居民膳食營養素參考手冊》可知（見表8），每日推薦攝入的鈣、鎂、錳、鐵、鋅較高，該5種元素在面粉及其制品中含量也較高，屬于常見礦物質元素，日常均衡飲食即可滿足營養需求[10-11]。微量元素硒在面粉及其制品中含量均值約為0.02 mg/kg，鉬在面粉及其制品中含量均值約為0.2 mg/kg，人們日常正常攝入一定量的面制品即可滿足微量元素的需求。

表7 小麥粉及其制品中其它元素含量Table 7 The content of other elements in wheat flour and its products mg/kg

通過測定各類面制品發現，小麥中17種元素含量均值都高于面粉及其制品中含量見圖1。

可能的原因是小麥未經篩選、清洗、脫麥皮等，直接打碎進行測定，或者小麥產地不同[12-14]。17種元素含量均值在面粉中和油條等面食品中變化不大，表明大多數面制品在制作過程中未引入污染，可以放心食用。部分超標食品，如燒餅中鉛含量超過0.2 mg/kg，可能原因是制作方式引起的，本市部分燒餅傳統工藝是在燒煤的大鍋爐內把餅炕熟[15]，燃煤產生的煙會部分進入燒餅內，如果內爐清潔不當，留有煤渣也會引起燒餅內鉛含量升高。

表8 中國居民膳食營養素參考攝入量（RNI）/適宜攝入量（AI）Table 8 Chinese residents dietary reference intake of nutrients（RNI）/appropriate intake of nutrients（AI）

3 結論

本文通過微波消解-ICP-MS法測定小麥粉及其制品中17種元素，操作簡單快捷，方法準確，靈敏度較高。通過調查分析，泰州市售大多數小麥及其制品可放心食用，但對于部分超標食品，如燒餅，可通過改進傳統工藝，把燒餅爐膛內部與加熱層完全隔開，避免煤煙進入燒餅，降低燒餅中鉛含量。小麥中鉛含量較高的，可追溯其原產地，對產地的土壤環境進行調查分析，觀察小麥生長環境中鉛含量，分析鉛含量較高的原因。本次調查研究，為進一步了解泰州市市售面粉及其制品中多元素本底值提供一定的數據參考，也對人們的合理膳食具有一定的指導意義。

圖1 小麥粉及其制品中各元素平均含量Fig.1 The average contents of kinds of elements in wheat flour and its products

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Determine 17 Kinds of Elements in Wheat Flour and Its Products by ICP-MS Using Microwave Digestion

QIAO Qiu-ju1，XIA Hao-yun2，HUANG Wei-hong1，DIAO Chun-xia1，CHEN Rui-ying1
（1.Taizhou Center for Disease Control and Prevention，Taizhou 225300，Jiangsu，China；2.Taizhou Institute of Science and Technology，Nanjing University of Science and Technology，Taizhou 225300，Jiangsu，China）

To find out the elements distribution in wheat flour and its products in various areas of Taizhou city，an analytic method by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry （ICP-MS）was developed for the simultaneous determination of 17 kinds of elements in wheat flour and its products，including B，Mg，Ca，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，As，Se，Sr，Mo，Cd，Ba and Pb.The matrix effect and interference were depressed by internal standard method，the concentration of samples could be calculated according to the standard curve.From the detection results，the wheat flour and its products in general were safe in Taizhou，and contaminate elements added deliberately could not detected.Part of the wheat flour and its products may be polluted in production process or transport process，so balanced and reasonable diet should be needed to avoid causing potential health risks.

Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry（ICP-MS）；microwave digestion；wheat flour and itsproducts；elements

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.17.038

2016-12-13

江蘇省衛生計生委科研課題合同書“含鋁食品添加劑新標準在泰州市面制品行業執行情況追蹤研究”（Y2015047）

喬秋菊（1986—），女（漢），初級技師，碩士研究生，研究方向：食品、化妝品、水質中元素分析。