測定牛奶中鉛含量的兩種前處理方法比較分析

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(jiān)察所）

隨著生活水平的提高，牛奶已日趨成為人們重要的日常營養(yǎng)食物之一，牛奶的質(zhì)量安全直接關(guān)系到人們的身體健康。因此，測定牛奶中重金屬污染有著重要的意義。鉛作為危害最大的重金屬之一[1]，可傷害人的腦細胞、致癌、致突變，影響兒童智力正常發(fā)育。

由于含量低，基質(zhì)復(fù)雜[2]等原因，牛奶中的鉛含量歷來是檢測的難點和重點。目前，我國已頒布了測定食品中鉛的標準方法，但沒有專門測定牛奶中鉛含量的方法。本試驗參照《食品中鉛的測定》（GB/T 5009.12-2010）[3]進行牛奶中鉛含量的測定。樣品的消解環(huán)節(jié)對于鉛含量的準確測定十分重要[4]，消解方法主要有壓力罐消解法、干法消解、過硫酸銨消解和濕法消解等，其中濕法消解是傳統(tǒng)的樣品前處理方法，因試劑用量多、消解時間長、操作復(fù)雜，以及消解過程中產(chǎn)生的大量酸霧危害工作人員身體健康和污染環(huán)境等原因而慢慢棄用；而微波消解法則是近年來發(fā)展很快的一種新型消解方法[5～9]，已得到廣泛應(yīng)用。本文分別采用微波消解法和壓力罐消解法兩種前處理方法，結(jié)合石墨爐原子吸收光譜檢測方法，對測定牛奶中鉛含量進行探討。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

儀器：德國耶拿Zeenit 700 P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。

試劑：鉛標準儲備液（1 000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心生產(chǎn)）；磷酸二氫銨，優(yōu)級純；硝酸（Fisher Scientific公司生產(chǎn)）、30%雙氧水，均為分析純；試驗用水為超純水。

玻璃器皿均用20%硝酸浸泡24 h以上，用水反復(fù)沖洗，最后用去離子水沖洗，干燥后使用。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品前處理

（1）微波消解

在微波消解罐中加入2 mL牛奶樣品、2 mL硝酸、1 mL30%雙氧水，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，趕酸儀中180 ℃趕酸，趕酸至近干，用水定容至25 mL，混勻備用。同時做試劑空白。

（2）壓力罐消解

在聚四氟乙烯罐中加入2 mL牛奶樣品、2 mL硝酸，浸泡過夜。再加入2 mL30%雙氧水，蓋好內(nèi)蓋，旋緊不銹鋼外套，放入恒溫干燥箱，120 ℃保持4 h，自然冷卻至室溫，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

用3%硝酸將鉛標準儲備液（1 000 μg/mL）精確逐級稀釋至20 ng/L。上機時采取自動校正進樣，用1%磷酸二氫銨作基體改進劑（簡稱“基改”），標準曲線系列濃度為0、4、8、12、16、20 ng/mL

1.2.3 儀器測試條件

測試前將儀器調(diào)至最佳狀態(tài)。德國耶拿Zeenit 700 P原子吸收光譜儀測試參數(shù)見表2，石墨爐升溫程序見表3。

1.2.4 樣品測定

儀器預(yù)熱一段時間后，以優(yōu)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的鉛濃度。

表1 微波消解程序

表2 Zeenit700 P原子吸收光譜儀測試參數(shù)

表3 石墨爐升溫程序

1.2.5 結(jié)果計算

計算公式為：X=（C1-C0）×V×1000/m×1000

式中：X—試樣中Pb含量，μg/kg或μg/L；C1—測定樣液中Pb濃度，ng/mL；C0—空白液中Pb濃度，ng/mL；V—試樣消化液總體積，mL；m—試樣質(zhì)量或體積，g或mL。

計算結(jié)果保留2 位有效數(shù)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0.5 mL和1 mL，進行加標回收試驗，處理過程與樣品一致，每個添加水平做4次平行試驗。

2 結(jié)果

2.1 標準曲線與線性范圍

將20 ng/mL的鉛標準溶液在上機時采用自動校正進樣，曲線系列濃度為0、4、8、12、16、20 ng/mL。然后以濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標繪制標準工作曲線（圖1）。結(jié)果表明，鉛濃度在20 ng/mL以內(nèi)時，鉛濃度與吸光度呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.9998。

2.2 檢出限及精密度試驗

平行測定空白溶液11 次，求得標準偏差為0.000357，由此得到該儀器的檢出限（3S/N，其中S=0.000357，N=0.00268）為0.40 μg/L。進而以2 g樣品、稀釋至25 mL計算，得到該方法的檢出限為5 μg/L。按照試驗方法對12.0 ng/mL鉛標準溶液平行測定7 次，吸光度值的相對標準偏差為1.7%，即儀器精密度為1.7%（表4）。

2.3 回收率試驗

添加試驗回收率見表5。經(jīng)微波消解處理的樣品，添加8 ng/mL和16 ng/mL的加標回收率為103.24%、101.31%，相對標準偏差為1.02%、1.63%。經(jīng)壓力罐消解法處理的樣品，加標回收率分別為96.26%和97.27%，相對標準偏差為1.28%、4.29%。結(jié)果表明，微波消解處理的樣品重復(fù)性好、回收率高。

圖1 標準工作曲線圖

3 分析與討論

試驗中采用的微波消解和壓力罐消解兩種前處理方法都是利用高溫高壓密閉的環(huán)境來達到快速消解難溶物質(zhì)的目的，減少樣品的損失及污染的可能。但壓力罐消解法處理樣品時需要過夜，而微波消解法加入消解試劑后即可上機消解，大大縮短了時間，提高了工作效率，而且節(jié)省了人力和實驗成本，對外界環(huán)境的污染也大大減少。因此，可采用微波消解法作為所有乳及乳制品樣品的前處理方法。

另外，由于石墨爐的檢測都是在納克級別，靈敏度較高，所以對試劑及玻璃器皿的要求較高，試劑可選用進口優(yōu)級純試劑，玻璃器皿需用20%HNO3浸泡24 h，并用純水沖洗，干燥后方可使用。

表4 精密度試驗

表5 回收率添加試驗結(jié)果

4 結(jié)論

兩種前處理方法的測定結(jié)果沒有顯著性差異，均能滿足牛奶中鉛含量的測定要求。微波消解法更加快速、準確，是測定牛奶中鉛含量時首選的樣品前處理方法。C