ICP-AES法測定山西地區幾種醋中的金屬元素

劉 芳

(山西工程職業技術學院，山西 太原 030009)

采用HNO3微波消解法對山西地區生產的幾種醋的樣品進行處理，利用ICP-AES儀測定樣品中鈣、鉀、鎂、鋅、鐵、銅、鉻、錳、鎳等9種金屬元素的含量。實驗結果表明，這幾種醋中均富含鈣、鉀、鎂、鋅、鐵、錳等對人體有益的金屬元素，鉻、鎳等有害元素含量低于食品安全國家標準食品中污染物限量。該方法回收率在85%～102%，相對標準偏差≤2.97%，檢出限介于0.001 μg/mL～0.174 μg/mL。為指導人們合理膳食提供科學依據。

微波消解；電感耦合等離子體發射光譜法；醋；金屬元素

山西省是我國的產醋大省，也是食醋大省，市場上常見的醋品種有：老陳醋、熏醋和釀造白醋等。山西老陳醋居我國四大名醋之首，以高粱、麩皮、谷糠和水為主要原料，以大麥、豌豆所制大曲為糖化發酵劑，經過蒸、酵、熏、淋、陳五道工藝，特別是“冬撈冰夏伏曬”的陳放過程，使醋中的雜質沉淀、水分通過蒸發或結冰析出，使醋達到高濃度。而在此過程中-醋中的物質又充分地進行化學反應，產生出香、醇、濃、酸且色澤佳的老陳醋。山西熏醋產于山西臨汾，以優質高粱為原料，大曲等作糖化酵劑，酒精和醋酸采用固體發酵，增加一道熏醋工序，制得的醋坯置入瓷缸內，加蓋，外部用火熏制5 d～6 d，色澤紅棕發亮，濃度適當，醋香濃郁；釀造白醋的原料主要有大米、高粱和水，另外，添加少量的小麥、玉米、鹽，以蒸餾過的酒經醋酸發酵,不經陳釀制成。

目前，對食醋衛生標準的分析主要包括感官檢查、理化檢驗。理化檢驗主要測定食醋中總酸、游離礦酸、鉛、砷、黃曲霉毒素B1等[1]。陳燕清[2]、鄭彥婕[3]等探索了基于無機元素含量判別食醋種類和品牌的研究。醋中含有的常量或微量金屬元素對引導人們合理搭配營養有積極意義。目前，對醋中金屬元素的測定主要采用原子吸收光譜法[4-5]、電感耦合等離子體發射光譜法[6-7]、電感耦合等離子體質譜法[8]等，對樣品的處理方法主要有微波消解法[6-7]、HNO3-HClO4濕法消解[4]、HNO3-H2O2消化法、HNO3稀釋法[9]。本文采用微波消解-ICP-AES法，可同時測定多種元素，具有檢測速度快、靈敏度高、分析精度高、穩定性好、線性范圍寬、化學干擾低等優點。

1 試劑、材料及儀器

1.1 材料與試劑

6種食醋：分別來自4個不同生產廠家的老陳醋A、B、C、D，臨汾某廠生產的熏醋，釀造白醋，均購自太原市場；高純氬氣(≥99.995%)，市售；硝酸為優級純；用水均為高純去離子水。

鈣、鉀、鎂、鋅、鐵、銅、鉻、錳、鎳標準儲備溶液，1 000 μg/mL，國家標準物質研究中心，使用時按需要用硝酸溶液(5+95)逐級稀釋。

1.2 儀器

Plasma 2000電感耦合等離子體發射光譜儀，北京納克分析儀器有限公司；AUY120電子天平，感量為0.1 mg，島津SHIMADZU；MDS-6G微波消解儀(配有聚四氟乙烯消解內罐)，上海新儀微波化學科技有限公司；101-2電熱恒溫鼓風干燥箱，天津路達建筑儀器有限公司；ECH-8微機控溫加熱板，上海新儀微波化學科技有限公司。

玻璃儀器均經10% HNO3浸泡過夜，用去離子水清洗。

2 實驗方法

2.1 樣品處理方法

移取樣品2 mL于聚四氟乙烯消解罐中，加入6 mL HNO3預處理10 min，補加5 mL HNO3，置于微波消解儀中，采用程序升壓消解法。微波消解工作條件見表1。

表1 微波消解工作條件

消解完成后將消解罐取出置于控溫加熱板上于120 ℃趕酸20 min，待冷卻到室溫后，轉移到100 mL容量瓶中，用去離子水定容。同時做空白實驗。

2.2 儀器工作條件

用ICP-AES儀測定微波消解處理后食醋樣品中的金屬元素，工作條件見表2。

表2 ICP-AES儀器測定條件

2.3 分析線的選擇

根據食品安全國家標準推薦的分析譜線[10]和儀器推薦的優先級譜線，選擇靈敏度高、干擾小、檢測線低、信噪比高的譜線作為分析線，測定元素的分析線見表3。

表3 測定元素的分析線

2.4 標準曲線、檢出限

稀釋各元素的標準儲備溶液，分別配制鈣、鉀、鎂混合標準系列溶液，金屬元素的質量濃度范圍為0.500 μg/mL～100 μg/mL；配制鋅、鐵、銅、鉻、錳、鎳混合標準系列溶液，其中，鋅、鐵、鎳金屬元素的質量濃度范圍為0.200 μg/mL～2.00 μg/mL，銅、鉻、錳金屬元素的質量濃度范圍為0.050 0 μg/mL～0.500 0 μg/mL。將標準曲線濃度輸入，測定后儀器自動繪制各元素標準工作曲線。連續測定樣品空白溶液11次，以3倍的濃度標準偏差計算此儀器對各元素的檢出限，結果見表4。

表4 線性回歸方程、相關系數和檢出限

由表4可知，在所測濃度范圍內，有良好的線性關系。

2.5 樣品測定結果(見表5)

由表5可以看出，6種醋中均富含對人體有益的鈣、鉀、鎂、鐵、鋅、錳等金屬元素，鉻、鎳等有害金屬元素含量低于國家標準食品中污染物限量[11]。但老陳醋和熏醋中金屬元素含量明顯高于釀造白醋中的含量。

表5 樣品測定結果比較

2.6 加標回收率和精密度

為了驗證該方法的可靠性和檢驗結果的準確性，按照實驗方法對老陳醋C的消化液進行加標回收實驗，對加標的老陳醋C樣品平行測定5次，計算相對標準偏差，考察其精密度，實驗結果見第40頁表6。

經實驗，本方法的回收率在85%～102%，相對標準偏差≤2.97%，表明該方法具有較好的準確度和精密度。

表6 老陳醋C樣品加標回收率和精密度實驗(n=5)

3 結果與討論

本文對山西太原市場上的6種食醋，包括4種不同廠家的老陳醋、臨汾某廠的熏醋、釀造白醋等樣品，采用HNO3微波消解-ICP-AES法測定，簡便快速，數據可靠，方法回收率介于85%～102%，相對標準偏差≤2.97%，檢出限介于0.001 μg/mL～0.174 μg/mL。

醋產品由于產地水質、生產原料、配料比例、生產工藝等存在的差異，使得金屬含量也存在較大差異。經檢驗，6種食醋樣品均含有鈣、鉀、鎂、鋅、鐵、錳等金屬元素，鉻、鎳元素含量均低于食品安全國家標準食品中污染物限量。4種老陳醋中所測金屬元素含量均高于釀造白醋，鈣含量分別為1.7倍～3.0倍，鉀含量分別為25.6倍～69.7倍，鎂含量分別為6.0倍～16.4倍，鋅含量分別為1.4倍～2.8倍，鐵含量分別為1.8倍～6.8倍，錳含量分別為5.4倍～24.6倍。將幾種老陳醋產品比較，基本呈現酸度越大，金屬元素含量越高的趨勢。本研究結果為山西地區人們的合理攝取食醋，平衡營養提供數據參考。

[1] 北京市防疫站.食醋衛生標準的分析方法:GB/T 5009.41-2003[S].北京：中國標準出版社，2017:329-332.

[2] 陳燕清,倪永年,舒紅英.基于無機元素的含量判別食醋的種類和品牌方法研究[J].光譜學與光譜分析,2009,29(10):2860-2863.

[3] 鄭彥婕,胡書玉,黎永樂,等.基于無機元素含量的地理標志食醋分類[J].食品與發酵工業,2012,38(9):167-169.

[4] 王香愛.火焰原子吸收光譜法測定提子醋中的微量元素[J].中國調味品,2015,40(11):93-95.

[5] 趙欣,楊慶文,韓建欣,等.微波消解-原子吸收光譜法測定山西老陳醋中微量元素[J].中國釀造,2017,36(3):165-169.

[6] 李利華.微波消解-ICP-AES法同時測定四種市售食醋中的10種無機元素[J].中國調味品,2015,40(9):101-103.

[7] 李玉紅,喬丹丹.電感耦合等離子體發射光譜法測定食醋中元素[J].中國調味品,2014,39(9):128-131.

[8] 張萍,謝華林.食醋中多種微量元素的快速質譜分析[J].化學試劑,2012,34(9):819-822.

[9] 張勇,周紀侃,關西安.ICP-AES法測定山西食醋中的十二種元素[J].山西大學學報(自然科學版),1991(2):173-178.

[10]國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準食品中多元素的測定：GB 5009.268-2016[S].北京：中國標準出版社，2016:13-14.

[11]國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準食品中污染物限量:GB 2762-2017[S].2017:8-9.