乳粉中鐵元素檢測(cè)的研究

近年來乳制品相關(guān)的重大安全問題頻發(fā)，消費(fèi)者對(duì)國(guó)內(nèi)奶業(yè)市場(chǎng)的信任度大大降低，不僅影響了消費(fèi)者的健康，更引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。在質(zhì)量檢測(cè)行業(yè)樣品分析中, 只有縮短質(zhì)檢人員工作時(shí)間, 提高工作人員工作效率, 提高檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度, 才能更加適合大批量樣品的分析。本文用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）、火焰原子吸收光譜法進(jìn)行分析測(cè)定了某種品牌乳粉，驗(yàn)證兩種方法的準(zhǔn)確性及便捷性。通過研究，希望能夠?qū)﹁F元素在乳粉食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用提供一些幫助和啟示。

用同一樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在相同的樣品前處理、相同的曲線、同一人員操作在兩種儀器上測(cè)定該樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中鐵元素含量。

實(shí)驗(yàn)原理：

1. 火焰原子吸收光譜法：試樣消解后，經(jīng)原子吸收火焰原子化，在248.3nm 處測(cè)定吸光度值，在一定濃度范圍內(nèi)鐵的吸光度值與鐵含量成正比，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

2. 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)：樣品消解后，由電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定，以元素的特征譜線波長(zhǎng)定性；待測(cè)元素譜線信號(hào)強(qiáng)度與元素濃度成正比進(jìn)行定量分析。

實(shí)驗(yàn)材料及儀器

實(shí)驗(yàn)儀器

研究中所使用的實(shí)驗(yàn)器材主要包括：美國(guó)鉑金埃爾默 Optima 8000 ICP-OES、美國(guó)鉑金埃爾默 原子吸收分光光度計(jì)900T（配火焰原子化器）、美國(guó)鉑金埃爾默 鐵空心陰極燈、賽多利斯 反滲透純水系統(tǒng)、MRA 微波消解儀、上海屹堯 酸純化儀、上海屹堯 微波消解罐、賽多利斯 BS224S 萬分之一分析天平。

標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)物質(zhì)

樣品及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及其來源：

樣品：某品牌乳粉，30g；

黃豆標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10013(GSB-4)其中鐵元素含量（139±4）mg/kg 來自于地球物理地球化學(xué)勘探研究所，定值日期：2013 年12 月，有效期 ：2023年12 月；

鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液GSB G62022-90 含量為1000 μg/mL 來自于國(guó)家鋼鐵研究總院，定值日期：2019 年03 月04 日。

實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑

按照ICP-OES 和火焰原子吸收檢測(cè)的要求：

硝酸：優(yōu)級(jí)純?cè)偌兓瑏碜杂趪?guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

經(jīng)分析探討，已經(jīng)表明巨型被補(bǔ)償水電站裝機(jī)容量選擇不宜采用保證出力作調(diào)峰電站設(shè)計(jì)，而應(yīng)該采用可靠出力作調(diào)節(jié)作用相當(dāng)有限的徑流式水電站設(shè)計(jì)。為了避免產(chǎn)生多余的裝機(jī)容量，最好規(guī)劃成分期建設(shè)。

氬氣：純度≥99.995%，來自于盤錦宇通氣體有限公司；

乙炔氣：純度≥99.995%，來自于盤錦宇通氣體有限公司；

試劑配制

實(shí)驗(yàn)中的所使用的各種容器均使用（1+5）的硝酸內(nèi)浸泡24 小時(shí)，用自來水反復(fù)沖洗，然后使用超純水反復(fù)清洗三次，然后在陰涼處晾干。

硝酸純化：取國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的硝酸經(jīng)酸純化儀純化一次后使用。

硝酸溶液（5+95）：取50 mL 硝酸，緩慢加入950 mL 水中，混勻。

鐵元素標(biāo)準(zhǔn)中間液（100.0 μg/mL）：吸取鐵元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 μg/mL）10.0mL 于100mL 容量瓶中，用硝酸溶液（5+95）稀釋至刻度，搖勻。有效期：1 個(gè)月

鐵元素標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液：吸取鐵元素標(biāo)準(zhǔn)中間液（100.0 μg/mL）0 mL，0.50 mL，1.00 mL，2.00mL，3.00 mL,5.00 mL 于一系列100mL 容量瓶中用硝酸溶液（5+95）定容至刻度。

實(shí)驗(yàn)方法及過程

儀器的參數(shù)調(diào)整

1. 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀操作條件：

積分時(shí)間：30 s；測(cè)量次數(shù)：2 次；提升時(shí)間：30 s；提升速率：1.0 mL/min。

2. 火焰原子吸收操作條件：燈電流5 （mA）；狹縫 0.2 （nm）；波長(zhǎng) 248.3（nm）；負(fù)高壓220（v）。

樣品的處理方法

1. 使用MRA 微波消解儀，對(duì)混合均勻的樣品進(jìn)行消解，分別稱取0.4838g 和0.4796g 樣品; 稱取0.5013g 和0.5026g 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)加入7ml 硝酸放置過夜，旋緊罐蓋，按照下面步驟進(jìn)行消解。

①控制溫度70 ℃；升溫時(shí)間5min；恒溫時(shí)間5min；

②控制溫度90 ℃；升溫時(shí)間3min；恒溫時(shí)間5min；

③控制溫度110℃；升溫時(shí)間5min；恒溫時(shí)間5min；

④控制溫度130℃；升溫時(shí)間3min；恒溫時(shí)間5min；

⑤控制溫度160℃；升溫時(shí)間5min；恒溫時(shí)間5min；

⑥控制溫度190℃；升溫時(shí)間5min；恒溫時(shí)間20min；

冷卻后取出，緩慢打開罐蓋排氣，在趕酸儀上用130℃趕酸2h。用少量水多次沖洗內(nèi)蓋，樣品消解以后使用去離子水定容至50 ml。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定容至50 ml。

樣品的檢測(cè)

同一樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在火焰原子儀器上設(shè)為樣品A-1,A-2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)B-1,B-2; 在ICP-OES 儀器上設(shè)為樣品A-3,A-4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)B-3,B-4。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，奶粉中的鐵元素含量如表1 所示，火焰原子吸收測(cè)得值為55 mg/kg，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)得值為50 mg/kg 均符合食品國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn) 食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn)GB14880-2012 中對(duì)鐵元素的標(biāo)準(zhǔn)要求（25-135）mg/kg；誤差分別為0.5%,0.6%均在5% 以內(nèi)，不影響檢測(cè)結(jié)果最終的標(biāo)準(zhǔn)性。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)量結(jié)果也在均誤差允許范圍內(nèi)。從結(jié)果我們可以看出雖然兩種儀器最終的檢驗(yàn)結(jié)果中鐵元素含量的測(cè)定值都符合標(biāo)準(zhǔn)要求但火焰原子吸收光譜法的測(cè)定值會(huì)高于電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的測(cè)定值，而且從定值標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來看也得到了印證，即火焰原子吸收光譜儀的測(cè)定值更接近標(biāo)準(zhǔn)值。

表1

從目前來看，食品安全日益受到關(guān)注，食品安全檢測(cè)的方法和手段越來越多，在所有的檢測(cè)方法和手段中，我們選擇了火焰原子吸收光譜法和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法這兩種最常用的方法進(jìn)行比較，比較結(jié)果見下表2。

表2：兩種方法比較

通過以上表格可以清晰的看到兩種方法優(yōu)缺點(diǎn)。那么在選擇法方的時(shí)候就可以根據(jù)自身的需要來進(jìn)行選擇。