ICP-MS法分析香辛料粉中5種重金屬含量及來源

王培 李露

摘要? ? 采用微波消解前處理，電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）測定部分香辛料中鉛、砷、鎘、鉻、汞含量。結果表明，5種重金屬在樣本中均有檢出，含量滿足國家食品安全標準要求。5種重金屬在不同使用部位的香辛料中含量差異較大，分析其來源主要來自于種植期間土壤的輸入。以標準蒜粉作為質量控制物，驗證了方法的準確度和精密度符合國家標準要求。由此說明該方法能夠簡單、快速、靈敏、準確測定香辛料中重金屬元素。

關鍵詞? ? 香辛料;重金屬含量;ICP-MS法

中圖分類號? ? TS264.3? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2019）11-0232-02

Abstract? ? The contents of lead，arsenic，cadmium，chromium and mercury in some spices were determined by ICP-MS after microwave digestion. The results showed that all the five heavy metals were detected in the samples，and the content met the requirements of national food safety standards. The contents of the five heavy metals varied greatly in different parts of the spices，and their sources were mainly from the soil input during planting. Standard garlic powder was used as quality control material，and the method was proved to be accurate and precise，which was in accordance with the national standard. The method is simple，rapid，sensitive and accurate in determination of heavy metal elements in spices.

Key words? ? spice;heavy metal content;ICP-MS

香辛料是一種調味品，在我國居民的餐桌上必不可少，備受消費者喜愛。目前市場銷售的香辛料種類繁多，依據《香辛料和調味品 名稱》（GB/T 12729.1-2008）規定了68種香辛料;按照使用部分分為根莖、鱗莖、植株、葉、果實葉、花、花序、果皮、樹皮和花蕾等。隨著生活水平的提高，人們對食品安全的要求越來越高。人們在享受香辛料帶來的美好味覺的同時，也擔憂香辛料中污染物是否會對身體產生危害。香辛料中常見的污染物為重金屬，一般香辛料中污染物的來源主要有2種途徑：一是香辛料種植期間從土壤環境中吸收;二是從大氣和灌溉水中吸收。因香辛料使用部位不同，其重金屬含量有一定的差異，因而在香辛料制成品中的殘留量不同。由于重金屬在人體中代謝緩慢，容易積累，對人體危害極大[1]，因而研究香辛料中重金屬殘留現狀尤為必要，且國家對香辛料中重金屬含量做出了規定要求。基于以上考慮，本研究擬采用微波消解結合ICP-MS法測定香辛料中重金屬含量，對香辛料中重金屬含量水平評估提供依據，并對其來源進行初步探討。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 供試材料

香辛料：干姜粉（根）、洋蔥粉（鱗莖）、辣椒粉（果實）、香蔥粉（植株）、大蒜粉（鱗莖）、咖喱粉（混合香辛料）。每種采購2個品種，市售。

1.2? ? 儀器與試劑

供試儀器：電感耦合等離子體質譜儀（RQ）（ICP-MS）（美國賽默飛世爾）、MARS微波消解儀（美國CEM公司）、分析天平、賽多利斯電子天平BSA124S。

供試試劑：1 000 μg/mL多元素標準溶液（鉛、鉻、鎘、汞、砷）GNM-M071413-2013，由國家有色金屬及電子材料分析中心提供，大蔥標準物質GBW10049（GSB-27）;硝酸優級純、鹽酸優級純、雙氧水優級純，均為國藥集團提供。所有玻璃儀器均經過5%硝酸浸泡過夜，去離子水沖洗后淋干備用。

1.3? ? 樣品前處理

1.3.1? ? 微波消解。稱取0.45 g樣品于消解罐內，加入6 mL硝酸和1 mL雙氧水，放置過夜，密封，放入微波消解爐中進行消解，消解程序如表1所示。

1.3.2? ? 消解條件選擇。依據李? 蓉等[2]和《食品安全國家標準食品中多元素的測定》（GB5009.268—2016）標準規定的方法以及廠家對MARS微波消解的推薦條件和對方法的驗證進行微波條件篩選后發現，HNO3∶H2O2=6∶1條件最佳，雙氧水可以打破植物結殼，防止壓力過高，對比全硝酸和混合消解條件，差異性不大，采用混合調節條件。

1.3.3? ? 儀器條件。石英霧化室，石英一體化矩管，2.5 mm中心通道，屏蔽距，等離子體為射頻功率1 450 W、載氣流量0.8 L/min、冷卻器14 mL/min，霧化室溫度2 ℃，接口處采樣錐（Ni）孔徑1 mm、截取錐（Ni）0.4 mm。采樣深度為8.5 mm，質譜儀碰撞池模式跳峰3次、He流量5.0 mL/min、跳峰采集3點掃描，重復測定3次。

1.3.4? ? 標準工作曲線。將混合標準溶液配制成標準儲備液，由標準儲備液配制成系列混合標準溶液，鉛、鉻、砷、鎘濃度設為0、1、5、10、30、50 μg/L，汞濃度設為0、0.1、0.5、1.0、1.5、2.0 μg/L，在選定的儀器工作條件下對各標準溶液進行測定，由儀器自帶工作站繪制工作曲線，其相關系數和加標回收見表2。

1.3.5? ? 測定方法。將定容后的樣品消解液采用ICP-MS測定，同時分析測定各個元素的檢出限、精密度，并作加標回收率的計算，通過標準物質的測定來驗證方法。以大蔥標準物質作為質控樣品。采用ICP-MS法測定各元素的同位素質量數及內標元素分別為Pb（208，209Bi）、As（75，73Ge）、Cr（52，45Sc）、Cd（111，115In）、Hg（202，185Re）。

1.3.6? ? 方法的精密度和準確度。為考察方法可靠性，對大蔥標準物質進行了準確度測試，同時對大蔥粉做加標回收。

2? ? 結果與分析

從表2可以看出，各元素的回收率符合《食品安全國家標準? 食品中多元素的測定》（GB5009.268—2016）標準規定的要求，故方法的準確度和精密度滿足香辛料中5種重金屬測定要求。

從表3可以看出，5種重金屬在香辛料中均有不同程度的檢出，其中鉛含量0.074～1.120 mg/kg，鎘含量0.021～0.211 mg/kg，汞含量0.000 21～0.009 5 mg/kg，砷含量0.032 6～0.334 0 mg/kg，鉻含量0.248 4～1.630 0 mg/kg，均低于《食品安全國家標準? 食品中污染物限量》（GB2762—2017）規定的要求，這與李立兵等[3]和范文秀等[4]對香辛料和天然復合調味品中重金屬分析結果相一致，說明當前市場銷售的香辛料中重金屬含量基本滿足食品安全要求。

對各元素在各種香辛料的使用部分進行分析，5種重金屬在不同使用部位的香辛料中含量差異較大，鉛含量表現為洋蔥>香蔥粉>咖喱粉>干姜粉>辣椒粉>大蒜粉;鉻含量表現為香蔥粉>干姜粉>洋蔥粉>大蒜粉>咖喱粉>辣椒粉;砷含量表現為香蔥粉>干姜粉>洋蔥粉>大蒜粉>咖喱粉>辣椒粉，鎘含量表現為香蔥粉>辣椒粉>咖喱粉>干姜粉>洋蔥粉>大蒜粉;汞含量表現為大蒜粉>香蔥粉>咖喱粉>干姜粉>辣椒粉>洋蔥粉。可見，重金屬在根系、莖和鱗莖中的含量高于果實。

3? ? 結論與討論

重金屬進入植物體的途徑有3種，一是葉片的吸收和吸附，二是根系的吸收和吸附，三是加工過程中的代入。現有研究表明，根系吸收的鉛大部分被局限于根系組織（比例大約為95%或者更高），僅有少部分鉛可借助共質體途徑向地上部輸送并積累，這些植物包含大蒜[5]，與本研究中大蒜粉中的鉛含量低于其他調味品相一致。植物體對鉻的吸收因植物不同而不同[6]，鉻以不同的形態存在于植物不同的部位。盆栽試驗表明，植物吸收的鉻多累積在根和莖葉中，果實中很少，一般植物鉻在根部的積累量是莖和其他組織的10～100倍[7]，證明了本研究中辣椒粉中鉻含量明顯低于其他香辛料與其在植物體內的運轉有一定關系;鎘在植物體各部位分布的情況基本上是根>葉>莖>花、果、籽粒[8]。唐? 文等[9]對不同種類蔬菜中鉛和鎘含量的研究表明，葉菜類>蔥蒜類>根莖類>瓜果種子類。進一步研究表明，葉菜類蔬菜的葉片部位含鎘量和含鉛量較高。宣建國等[10]對7種蔬菜中重金屬鉛和鎘含量的分析研究表明，污水灌溉后的青椒中鉛和鎘含量增高，表明青椒對這2種重金屬有富集能力，這與本研究中青椒中鉛和鎘均有不同程度的檢出一致，表明鉛和鎘來源于土壤。以上研究說明，種植期間土壤環境是決定香辛料中重金屬含量的主要因素。因此，應加強種植農田土壤環境管理[11-12]。香辛料粉主要工藝是碾磨工藝[13]，碾磨工具不可考證，故本研究未對加工工藝進行研究。

目前市售香辛料中重金屬的含量符合《食品國家安全標準? 食品中污染物限量》（GB2762—2017）的要求。本研究表明，香辛料中重金屬主要來源于種植期間的土壤環境條件[14-15]，因而加強種植期間土壤環境質量管理是減少香辛料中重金屬的主要途徑。本文目前還未對加工工藝造成的重金屬污染進行研究，后期這方面的研究將有待加強。

4? ? 參考文獻

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作者簡介? ?王培（1987-），女，江蘇徐州人，助理工程師，從事食品中重金屬分析工作。

收稿日期? ?2019-02-21