微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定牛奶中的鉛含量

文/祝秀梅 梁 斌 張 憬 南玉琴 吳志奇 戴海潔

微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定牛奶中的鉛含量

文/祝秀梅 梁 斌 張 憬 南玉琴 吳志奇 戴海潔

（甘肅省獸藥飼料監察所）

采用微波消解儀對牛奶樣品進行消化處理。對石墨爐的灰化溫度、原子化溫度和基體改進劑等條件進行了優化，篩選出了鉛的石墨爐原子吸收光譜法最佳測定條件。在儀器的最佳條件下測定牛奶中的鉛含量。該方法測定的線性范圍在0～20 ng/mL，相關系數r=0.9998，添加回收率為97%～101%。結果表明，該方法前處理簡單，重現性好，回收率和精密度高，完全滿足牛奶中鉛的檢測要求。

微波消解；石墨爐原子吸收光譜法；牛奶；鉛

隨著生活水平的提高，牛奶作為乳制品已日趨成為人們重要的日常營養食物之一，牛奶質量直接關系到人們的身體健康。因此，測定牛奶中重金屬污染情況有著重要的意義。鉛作為危害最大的重金屬之一，可傷害人的腦細胞，致癌、致突變，影響兒童智力正常發育[1～2]。

目前，我國已頒布測定食品中鉛的標準方法[3]，但還沒有關于牛奶中鉛含量測定的方法。而牛奶中由于含量低、基質復雜等因素，鉛的檢測歷來是牛奶檢測中的難點和重點[4～6]。目前測定鉛常用的方法有石墨爐原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、二硫腙比色法和單掃描極譜法[7]以及ICP-MS法[8~9]。而近年來出現的樣品前處理技術——微波消解技術，具有消解時間短、樣品污染小、操作簡便等特點，被廣泛應用于各個行業[10～15]。因此，本研究鑒于牛奶的基質[16]，用微波消解技術處理樣品，并用石墨爐原子吸收光譜法進行測定分析。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

德國耶拿Zeenit 700P型原子吸收分光光度計，安東帕Multiwave 3000微波消解儀，鉛空心陰極燈，超高壓聚四氟乙烯消解罐，博通BHW-09A趕酸儀。

鉛標準儲備液（GSB 04-1742-2004）為國家有色金屬及電子材料分析測試中心；磷酸二氫銨為優級純；硝酸為Fisher Scientific公司生產；30%雙氧水為分析純試劑；試驗用水為密理博超純水。

玻璃儀器均用20%硝酸浸泡24 h以上，用水反復沖洗，最后用去離子水沖洗，干燥后使用。

1.2 測定方法與步驟

1.2.1 樣品前處理

在消解罐中加入2 mL樣品，2 mL硝酸，1 mL 30%雙氧水，并放入微波消解儀中消解，微波消解程序如表1所示。待消解完成后自然冷卻至室溫，開蓋180 ℃趕酸儀趕酸，趕酸至近干，反復3 次后，用水定容到25 mL，混勻備用，同時做試劑空白。

1.2.2 標準曲線配制

精確吸取鉛標準儲備液（1 000 μg/mL），用1%硝酸逐級稀釋至20 ng/L，用水定容至刻度。上機時用自動校正進樣，此曲線系列濃度為0、4、8、12、16、20 ng/mL。

1.2.3 儀器測試條件

由于不同儀器的參數不同，測試前將儀器調至最佳狀態。德國耶拿Zeenit700P原子吸收光譜儀測試參數見表2，石墨爐升溫程序見表3。

1.2.4 樣品測定

儀器預熱一段時間后，以優化后的最佳條件測定標準系列溶液和樣品溶液。以標準系列溶液的鉛濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線，并通過樣品溶液的吸光度值求出樣品溶液中的鉛濃度。

1.2.5 結果計算

計算公式為：X=（C1-C0）×V×1 000/m×1 000

式中：X﹣試樣中Pb含量，單位為微克每千克或微克每升（μg/kg或μg/L）；

C1﹣測定樣液中Pb含量，單位為納克每毫升（ng/mL）；

C0﹣空白液中Pb含量，單位為納克每毫升（ng/mL）

V﹣試樣消化液定量總體積，單位為毫升（mL）；

m﹣試樣質量或體積，單位為克或毫升（g或mL）；

計算結果保留2 位有效數字。

1.2.6 添加回收試驗

在空白樣品中，分別加入200 ng/mL鉛標準溶液各0.5 mL，2 mL進行加標回收試驗，處理過程與樣品的處理一致，每個添加同時做四平行。結果見表4。

表1 微波消解儀條件

表2 ZEEnit700P光譜儀條件

表3 石墨爐升溫程序

2 結果

2.1 標準曲線與線性范圍

用20 ng/mL Pb的使用液在上機時用自動校正進樣，曲線系列濃度為0、4、8、12、16、20 ng/mL。然后用濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標繪制標準工作曲線如圖1。結果表明，鉛的濃度在20 ng/mL以內與吸光度呈線性關系，相關系數為0.9998。

圖1 標準工作曲線圖

2.2 檢出限

平行測定空白溶液11 次，計算出信噪比（3S/N）為0.3 ng/mL。根據稱樣量和稀釋體積從而計算出方法的檢出限為3 ng/mL。

2.3 精密度

按照上述試驗方法對10 ng/mL標準鉛溶液連續平行測定11 次，計算吸光度值的相對標準偏差（RSD）為2.0%。

2.4 回收率試驗

回收率試驗結果如表4所示。

3 討論

3.1 樣品前處理及操作注意事項

國標規定食品中測定鉛含量時，樣品前處理方法有干法灰化、濕式消解法、過硫酸銨灰化法等。但因這些方法或因安全因素，或因樣品損失太大而有一定的局限性[17]。在本試驗中采用微波消解法對樣品進行前處理，該處理過程相對安全，且消化徹底，管腔密封性強，樣品損失較少，特別是對鉛、汞、砷等易揮發性元素的測定極為有利。

由于酸度太大會對石墨管產生損害，縮短石墨管的使用壽命，因此消解后需對樣品進行趕酸，在趕酸時需控制好溫度，以防止溫度過高，導致液體飛濺，造成元素損失，使結果偏低。本試驗中用180 ℃趕酸儀趕酸，樣品至近干時加水，反復3 次。但在近干時易發生碳化現象，所以需要留意。同時也做加標回收試驗驗證趕酸的效果。

在試驗過程中還需要注意以下幾點：

（1）牛奶中鉛含量的檢測是易污染、含量低的痕量分析，空白越低，準確度越高，因此在試驗過程中要嚴格控制污染。所有的試驗試劑均使用優級純，所有的玻璃器皿均用20%硝酸浸泡24 h后，用純水沖洗干凈，自然晾干。

（2）保證樣品定容后酸的含量和標準曲線中酸的含量一致。

（3）因本實驗室同時承擔飼料和牛奶的鉛檢測項目，在這種情況下，所用的試驗器皿需分開。這是因為飼料中的鉛含量很高，通常是牛奶中鉛含量的20 倍以上，如果混用會造成交叉污染，并難以清洗干凈。

3.2 儀器反應條件的優化

試驗在儀器推薦條件的基礎上對干燥、灰化、原子化3 個階段中所采用的溫度和時間進行了優化，試驗過程中發現適當降低干燥溫度，可防止樣品暴沸。并在加入基改的條件下，提高灰化溫度和原子化溫度，可大大提高靈敏度。最終確定的灰化溫度是750 ℃，原子化溫度為1 750 ℃。

表4 添加回收試驗結果

由于石墨管的使用溫度很高，時間長了易積碳，會造成空白值太高，檢測結果不準確。因此在測樣前，將石墨管和石墨錐用酒精棉簽進行清潔處理，必要時對石英窗進行擦拭。

3.3 回收率試驗結果

應用本方法對牛奶進行低和高不同水平加標回收試驗，結果如表4所示。由表4可以看出，其加標回收率為96.77%和100.52%，說明該方法的測定結果準確度高，測定結果準確可靠。

4 小結

本試驗運用微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定牛奶中的鉛含量，試驗結果表明，微波消解法較傳統方法操作簡單，安全，回收率高；石墨爐原子吸收光譜法檢出限低，準確度高。C

[1] Florea T，Huszti S O，Costin C M.Heavy metal contaminants in milk and cheese[J]. The Annals of the University Dunarea de Jos of Galati Fascicle VI-Food Technology，2006：26-32.

[2] 黎源倩，孫長顥，葉蔚云，等. 食品理化檢驗[M]. 北京：人民衛生出版社，2006．

[3] 中華人民共和國衛生部. GB 5009.12-2010食品中鉛的測定[S]．北京：中國標準出版社，2010.

[4] 張穎琦，楊佩燕，張建文，等. 某市市售牛奶中的鉛含量檢測結果分析[J]. 職業與健康，2010，26（15）：1723-1724.

[5] 姜楠，吳玲玲，姚建紅. 微波消解-石墨爐原子吸收法測定牛奶中的鉛[J]. 中國食品業，2007（8）：58-59.

[6] 王玉英，陳靜，王婷婷，等. 微波消解-原子熒光檢測乳制品中鉛的方法[J]. 中國乳品工業，2011（5）：57-59.

[7] 中華人民共和國衛生部. GB 5009.12-2010食品安全國家標準 食品中鉛的測定[S]. 北京：中國標準出版社，2010.

[8] 黎桂文，林慶昶，何風芹. 微波消解-ICPMS法測定蔬菜中的鉛、鎘、鉻、砷[J]. 安徽化工，2013（3）：94-95.

[9] Mishra K P. Lead exposure and its impact on immune system：A review[J]. Toxicology In Vitro，2009，23（6）：969-972.

[10] Radostits O M，Gay C C，Hinchcliff K W，et al. A textbook of the diseases of cattle，horses，sheep，pigs，and goats[J].Veterinary Medicine，2007：1798-1808.

[11] Hu Q F，Yang G Y，Zhao Y Y，et al.Determination of copper，nickel，cobalt，silver，lead，cadmium，and mercury ions in water by solid-phase extraction and the RP-HPLC with UV-Vis detection[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry，2003，375（6）：831-835.

[12] 石英，蒲志. 微波消解-火焰原子吸收測定化妝品中的鉛、鉻[J]. 微量元素與健康研究，2009（5）：50-51.

[13] 王敏，趙沖厚，張晴，等. 微波消解-原子吸收分光光度法測定土壤中重金屬的研究[J].安徽農業科學，2013（16）：88-89.

[14] 龍玲，黃安民，孟迪，等. 微波消解-原子吸收光譜法測定人造板飾面材料中鉛鎘鉻[J]. 光譜學與光譜分析，2012，32（9）：2572-2575.

[15] 梁淑軒，王欣，吳虹，等. 微波消解/ICPMS測定水系沉積物中的9種重金屬元素[J].光譜學與光譜分析，2012，32（3）：809-812.

[16] 蔡青青. 鉛與蛋白質相互作用及除鉛方法研究：碩士論文[D]．洛陽：河南科技大學，2010．

[17] 李宏，李潔，陳瑛. 氫化物原子熒光光譜法測定牛奶中鉛的方法改進與探討[J]. 中國乳業，2016（2）：63-67.

2017-07-28）

農業部發布10月奶業市場形勢分析月報

【本刊輯】生鮮乳收購價繼續上漲。據農業部監測，2017年10月我國奶業主產省的生鮮乳收購價為每千克3.47 元，環比上漲0.6%，同比上漲0.9%。鮮奶零售價略有上漲。根據中國價格信息網監測，10月全國監測城市鮮奶平均零售價每500克5.26 元，環比上漲0.4%，同比持平。奶粉零售價格同比略漲。根據中國價格信息網監測，10月全國監測城市三段幼兒配方牛奶粉平均零售價每500克97.96 元，環比持平，同比漲4.1%。乳制品進口環比減少。據海關總署統計，9月我國乳制品進口量17.06 萬噸，環比減少16.8%，同比增長33.1%；進口額3.52 億美元，環比減少29.2%，同比增長83.3%。乳制品出口量0.32 萬噸，環比增長8.5%，同比增長17.1%；出口額0.05 億美元，環比增長24.9%，同比增長25.3%。

Microwave Digestion and Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometric Method for the Determination of Lead in Milk

Zhu Xiu-mei， Liang Bin，Zhang Jing， Nan Yu-qing， Wu Zhi-qi， Dai Hai-jie
（Institute of Animal Health Inspection of Gansu Province）

A microwave digestion method was used in treatment of milk samples to determine lead content. The optimal conditions of lead determination by graphite furnace atomic absorption spectrometry were obtained through intensive screening of various graphite furnace. The linear range of standard curve was 0 to 20 ng/mL and the correlation coeff i cient was 0.9998. The recovery rates in milk lead were 97%～101%. The results showed that feature of this method was simple，good reproducibility，high recovery rate and precision and is suitable for the analysis of lead content in milk and milk products.

microwave digestion；atomic absorption spectrometry；milk；lead

祝秀梅（1981-），女，碩士，助理研究員，主要從事飼料及乳制品檢測方法的研究。