保健品中鈣含量測定的ICP-OES法和FAAS法比較

李波平 *，陳文銳 ，盧麗 ，李政軍，劉艷艷 ，詹業添

1. 廣州海關技術中心（廣州 510623）；2. 廣東省動植物與食品進出口技術措施研究重點實驗室（廣州 510623）

鈣是人體必需的礦質元素之一，其攝入量對身體健康至關重要。我國膳食習慣多以含鈣低的谷物和植物為主，造成我國居民鈣的攝入量嚴重不足，尤其是青少年、兒童和老年人[1]。佝僂病、婦女骨質疏松癥、齲齒、手足抽搐等成為常見疾病，因此補鈣保健食品自然是備受青睞的。世界衛生組織制定了每日攝入鈣質的劑量標準，最高攝入量2 000 mg。中國營養學會推薦：成人每日的鈣攝入量應在800～1 200 mg之間[2]。市場上補鈣產品品質參差不齊，鈣含量自然也千差萬別，準確測定保健食品中的鈣含量對于指導膳食、合理補鈣具有重要意義。

目前，鈣含量的測定方法有FAAS光譜法[2-6]、EDTA滴定法[7-8]、高錳酸鉀滴定法[9]、FAAS分光光度法近紅外法[10]、電感耦合等離子光譜發射（ICPOES）法[11-12]等。高錳酸鉀滴定法是一種間接測定鈣含量的方法，滴定過程復雜，大批量操作比較耗時。采用EDTA滴定法易受干擾，終點變化不明顯且以氰化鉀作為掩蔽劑，氰化鉀毒性太強，損害實驗人員健康，對環境不友好。FAAS法是目前比較經典的測定方法，但線性范圍窄，對于鈣含量較高的保健食品需要做多倍數稀釋，測定過程需要加入氧化鑭掩蔽劑，操作步驟繁瑣，稀釋倍數增加會增加不確定度。而ICP-OES線性范圍寬，抗干擾性強。

試驗以日常抽檢樣品中液體水基、固體粉及顆粒基、固體片劑和軟膠囊4種不同基質的保健品為對象，采用超級微波消解后，ICP-OES法測定鈣含量，并與FAAS法對比結果，以樣品標簽值（或參考范圍）和不同鈣含量水平的3種有證標物作為參考物質，驗證方法的可靠性，擬建立快速測定保健食品中的鈣含量的方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Optima 5300DV電感耦合等離子體發射光譜儀（美國PE公司）；200 Series AAFAAS儀（Agilent公司）；ETHosA型微波消解儀（意大利Milestone公司），配Ultra WAVE超級微波消解平臺（意大利Milestone公司）；Milli-Q超純水系統（18.2 MΩ·cm，Millipore，Bedford MA）。

硝酸（68%，UP級，蘇州晶瑞有限公司）；氬氣（大于99.999 2%，空氣化工產品氣體（廣州）有限公司）；氮氣（大于99.999%，空氣化工產品氣體（深圳）有限公司）。

鈣標準儲備液：1 000 μg/mL（GBW（E）080118），中國計量科學研究院。鈣標準儲備液：10 000 μg/mL（O2si公司）。GBW（E）010227嬰幼兒配方奶粉、GBW 10024（扇貝）、GBW 10020（柑橘葉）均購買于國家標準物質研究中心。

所有玻璃器皿均用20% HNO3浸泡24 h，用水反復沖洗，最后用去離子水沖洗干凈，待用。所用水為超純水。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品前處理

稱取0.3±0.001 g樣品（液體樣品搖勻、固體粉及顆粒、片劑經粉碎搖勻、膠囊去殼后液體混勻）于超級微波消解罐中，加入3 mL硝酸，混勻放置過夜以進行冷消化。設置微波消解系統的升溫條件（表1）進行消解，消解完畢冷卻后，打開罐蓋，置于控溫加熱板上驅趕殘酸至剩余溶液1 mL左右，冷卻后用去離子水定量轉移并定容至25 mL離心管中，搖勻，作為待測液，同時做試劑空白試驗。根據樣品中鈣元素含量差異，做適當比例的稀釋，同時做平行對照和樣品空白。

表1 超級微波升溫程序

1.2.2 標注曲線繪制

ICP-OES法標準曲線的繪制：分別配制0，5.0，10.0，20.0.0，50.0和100.00 mg/L的鈣標準溶液，以質量濃度（x）對光譜強度（y）繪制標準曲線，用5%硝酸作為稀釋液。

FAAS法標準曲線的繪制：分別配制0，0.50，2.0，5.0，10.0，20.00和30 mg/L的鈣標準溶液，每支溶液中要加入2%氧化鑭[3]后再用2%硝酸定容至刻度。以質量濃度（X）對吸光度（Y）繪制標準曲線。

1.2.3 儀器工作參數

ICP-OES儀器參數：檢測波長317.9 nm[13]，功率1 500 W，等離子體氣流量15.0 L/min，輔助氣流量0.20 L/min，霧化氣流量0.55 L/min，蠕動泵流量1.5 mL/min，徑向的觀測方式，載氣99.996%高純氬氣。

FAAS儀器參數：燈電流2.0 mA，波長422.7 nm，燃料為空氣（3.5 L/min）與乙炔（1.5 L/min）。

1.2.4 測定

ICP-OES：儀器預熱、調波長到最佳工作狀態，將標準曲線溶液、試劑空白溶液、樣品溶液（根據實際樣液濃度適當稀釋）分別引入儀器測定。

FAAS法：在優化的儀器條件下，將標準曲線溶液、試劑空白溶液、樣品溶液（根據實際樣液濃度適當稀釋）上機測定。樣品中鈣含量按式（1）計算。

式中：Cn為樣品中鈣元素的含量，mg/kg；Nn為消化后樣液中鈣元素的濃度，mg/L；N0為空白質量濃度，mg/L；k為稀釋倍數；V為定容體積，mL；Wn為稱樣質量，g。

1.3 統計學處理

采用Excel進行方差統計分析，對比結果差異。

2 結果與分析

2.1 樣品處理方法

文獻[3，5，11]論證了三種前處理方法對結果的影響，最后發現微波消解法適用于保健品；文獻[11]論證了微波消解中硝酸體系的有效性；文獻[1]論證了FAAS法以鑭鹽或EDTA鹽作為測定鈣基體改進劑的必要性；文獻[3]論證了用鑭鹽優于用EDTA鹽。因此，試驗采用超級微波消解法，硝酸為樣品消化體系，該體系消解徹底，操作方便，一次可以消解多個樣品，該法全程在密閉通風櫥中進行，能有效減少待測物質的污染。選用加入2%氧化鑭[3]作為FAAS法的基體干擾消除劑。

2.2 線性范圍、檢出限與定量限

根據1.2.1樣品前處理方法制備11份空白樣品，根據1.2.4方法測定，分別計算各方法的標準偏差。以稱樣量0.3 g、定容體積25 mL計算2種方法的檢出限和定量限，結果見表2。其檢出限和定量限均能達到GB 5009.268—2016[13]和GB 5009.92—2016[14]的要求。

表2 線性范圍、檢出限和定量限

2.3 精密度與回收率

在液態水基（A）、固體粉及顆?；˙）、固體片劑（C）和膠囊（D）4種不同基質保健品中選取已知鈣含量的樣品作為代表，每種樣品平行稱取6份，依照上述前處理方法消解后，分別采用ICP-OES法和FAAS法測定鈣含量，求得平均值，計算相對標準偏差（RSD）。同時進行加標回收試驗，結果見表3。

表3 精密度和回收率試驗（n=6）

2.4 方法準確性驗證

為進一步驗證方法的準確性，采用低、中、高3個水平已知鈣元素含量的國家標準參考物質作為測試樣品，依照上述1.2.1方法前處理，用ICP-OES法和FAAS法分別測定鈣含量，平行測定6次，取平均值，結果見表4。結果顯示，2種方法的測定值均與標物證書參考值相符，檢測結果均落在標準參考物質參考值范圍內，與中值的相對標準偏差均小于8%，表明方法均具有準確可靠性。

表4 有證標準物質測定結果

2.5 樣品的測定

在市場抽檢的保健產品中隨機抽取30份不同基質產品，采用試驗方法測定鈣含量，結果見表5。用Excel對2種方法的測定值進行方差分析，得出F=0.073 253，p=0.787 618 3，Fcrit=4.006 873，F＜Fcrit，p＞0.05，兩種方法無顯著性差異。

表5 鈣含量測定結果比較

3 結論

試驗對比了采用ICP-OES法和FAAS法測定保健產品中鈣含量的差異，結果發現它們在測定值方面無顯著差異，在操作步驟上ICP-OES法相對簡單、快速，適用于批量操作。同時對市場抽檢的保健食品含鈣量進行了初步篩查分析，發現一般膠囊產品中含鈣量比較高，液態水基產品中含鈣量低。實際測定鈣含量值和產品標簽值基本相符。因此，在日常購買中可以參照標簽來選用自己適用的補鈣產品。