微波消解-ICP-MS 同時測定油條中 鉛、砷、鎘、鉻、鋁

◎ 趙四標，耿 妮，趙云龍

（昆明市食品藥品檢驗所，云南 昆明 650034）

油條作為傳統面食類早點，以小麥粉、水和膨松劑為主要原料[1]，經面團調制、醒發、成型和油炸等工藝制作而成。但其在生產制作過程中可能會受到鉛、砷等重金屬元素的污染[2]。

鋁是廣泛存在于自然界的一種元素，但并非機體所必需的微量元素[3]。在人們的日常生活中，無論是主食、飲料還是甜點，都含有一定量的鋁，這些食品中的鋁都會在一定程度上影響人們的健康[4]。鉛攝入過量對造血系統產生影響，嚴重時導致患者出現貧血。鎘進入人體后可損壞血管，引起組織缺血，造成多系統損傷，還可干擾銅、鈷、鋅等元素代謝[5]。鉻是人體的必需元素，六價鉻毒性大于三價鉻[6]。人體接觸少量的砷會造成生長緩慢，懷孕減少，自然流產，骨骼礦化降低等問題[7]。為了解昆明市轄區內油條整體的質量狀況，抽取10 家不同門店的油條進行多元素含量的檢測并對結果進行分析。為今后面制品衛生管理相關標準、規范的制定提供科學的數據支撐，呼吁加強食品化學污染物的監督[8]，保障人們的身心健康。

目前，常見的食品前處理方法主要有微波消解、干法消解、濕法消解和壓力罐消解等[9]。相比其他方法，微波消解法安全性高、樣品及試劑用量少、樣品消解完全、消解速度快、空白值較低、精密度好和回收率高，對環境友好，在食品中重金屬元素分析方面被廣泛應用[10]。

GB 5009.268—2016 第一法電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS），因檢出限低、線性范圍寬、效率高及可多元素同時分析，在元素痕量檢測和分析中應用廣泛[11]。

本實驗采用微波消解-ICP-MS 法測定不同油條中的金屬元素含量，對該方法的線性、線性范圍、檢出限、精密度、回收率和準確度等指標進行了評價，并運用此方法對購買的10 份油條及其制品中的金屬元素含量進行了測定與比較。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

ICP-MS iCAP Q 電感耦合等離子體質譜儀（賽默飛世爾科技）、Multiwave PRO 微波消解儀（安東帕公司）、AL104 電子天平（梅特勒-托利多公司，感量為0.000 1 g）、BHW-09A45 控溫電熱板、GZXGF101-2-BS-Ⅱ恒溫干燥箱（上海躍進醫療器械有限公司）、CP224C 高速粉碎機（奧豪斯公司）以及arium comfort 超純水機（賽多利斯公司）。

ICP分析用多元素標準溶液（GNM-M261674-2013）；ICP 分析用多元素內標溶液（GNM-M061667-2013）；大米中鉛、總砷、鎘質控樣品（FAPAS QC MATERIAL SHEET，批號：T07314QC）；粉絲中鋁含量檢測內部質控樣品（CFAPA-QC444B-1，大連中食國實檢測技術有限公司）；硝酸（優級純，重慶川東化工）；待測樣品為油條、面粉、食用油；超純水（18.2 MΩ）。

1.2 樣品前處理

油條試樣粉碎后，置85 ℃恒溫干燥箱中干燥4 h，然后轉入干燥器中冷卻待用。待測樣中分別加入8 mL濃硝酸，在120 ℃溫度下，恒溫趕酸45 min。待預消解處理完成，按照表1 微波消解儀的工作參數設置消解程序進行微波消解。消解完成后，冷卻至室溫，于120 ℃恒溫趕酸，直至消解液體積在0.5 ～1 mL，定容至50 mL 待測。同時做標準質控樣品、平行樣品、試劑空白等一系列質量控制措施。

1.3 儀器測定工作條件

1.3.1 微波消解儀工作條件

預消解完成后，按照表1 中微波消解儀的的工作參數對樣品進行處理。

表1 微波消解儀的工作參數表

1.3.2 ICP-MS 工作條件

ICP-MS 開機預熱后，在STD 模式下，以不同質量數的鋰（Li）、鈷（Co）、銦（In）和鈾（U）4 個元素CPS 信號值分別為80 000、100 000、220 000和300 000 保證靈敏度達到要求，同時氧化物比值（156CeO/140Ce）小于2%，雙電荷Ba++/Ba 比值小于3%，在此基礎上，采用碰撞反應池技術，優化條件后，KED 模式下Co 信號值CPS ＞30 000，59Co/17Cl16O 比值＞18，ICP-MS 工作條件見表2。

表2 ICP-MS 儀器的工作參數表

1.4 標準工作曲線的繪制

用2%的硝酸稀釋得系列濃度分別為0 μg·L-1、1.0 μg·L-1、2.0 μg·L-1、4.0 μg·L-1、8.0 μg·L-1、10 μg·L-1、20 μg·L-1和50 μg·L-1，將50 μg·L-1的內標通過三通在線混合在待測液中，繪制標準工作曲線。

1.5 測定條件的優化

酸度的選擇：通過選用體積分數分別為1%、2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%和20%的硝酸溶液，考察酸度對60 μ g·L-1的鋁標準溶液測定的影響。

1.6 準確度

使用已優化好的樣品前處理方法對質控樣品進行前處理，通過優化好的儀器條件，對處理好的大米中鉛、總砷、鎘質控樣品和粉絲中鋁含量檢測內部質控樣品進行測試。

1.7 精密度及加標回收率

以門口小店購買的油條為本底樣品，進行5 次平行樣測試，已知樣品中鉛、砷、鎘、鉻和鋁的含量分別為0.017 80 mg·kg-1、0.006 91 mg·kg-1、0.011 20 mg·kg-1、0248 00 mg·kg-1和661 mg·kg-1，以該樣品為本底進行加標回收測試。

分別配制濃度為1 μg·L-1、4 μg·L-1、20 μg·L-1鉛、砷、鎘、鉻多元素標準使用液，濃度為10 μg·L-1、50 μg·L-1、200 μg·L-1的鋁標準使用液，分別進樣各測試5 次，進行精密度測試，得不同濃度各元素的RSD值。

1.8 參考標準

實驗參照《食品安全國家標準 食品中污染物限量》（GB 2762—2017）、《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014），標準規定見表3。

表3 國標中5 種金屬元素限量表

2 結果與分析

2.1 方法優化結果

2.1.1 線性方程、線性范圍、相關系數及檢出限

5 種元素的線性方程、線性范圍、相關系數和檢出限見表4，結果表明線性方程R＞0.999，檢出限在0.002 ～0.554 μg·L-1。

表4 5 種元素的線性方程、相關系數、線性范圍和檢出限表

2.1.2 酸度考察

結果表明，硝酸體積分數在1%～8%時，檢測信號強度變化不大；酸度高于8%后，檢測信號強度隨溶液中硝酸體積分數變大而逐漸增大；酸度高于15%后，信號強度變化趨勢更為明顯。因此酸度增強，空白值加大，基體效應增強，高濃度酸對儀器的損害也比較大；酸度過低，不利于待測元素的穩定。綜合考慮，試驗選擇酸度控制在1%～4%。

2.1.3 質控樣測定結果

質控樣中鉛、砷、鎘和鋁4 種元素的檢測結果均在指定的中值附近，具體實驗數據見表5，檢測結果表明該方法數據準確、結果可靠。

表5 大米和粉絲質控樣中鉛、砷、鎘和鋁4 種元素的含量表

2.1.4 樣品的加標回收率和精密度測試

如表6 所示，檢測方法加標回收率在90.2%～104%，精密度測試的相對標準偏差（RSD）在0.98%～4.10%，進一步證實本方法能準確地測定油條及其制品中的多元素含量。

2.2 樣品的測定

采用已優化過微波消解-ICP-MS 同時測定16 個樣品（10 個油條樣品、3 個食用油樣品、3 個面粉樣品）中鉛、砷、鎘、鉻和鋁5 種金屬元素的含量，結果見表7。

表6 檢測方法的加標回收率和精密度測試表

表7 不同門店鉛、砷、鎘、鉻、鋁5 種元素的分析結果表

由表7 可知，所購買的油條試樣來源不同，重金屬含量不相同。參照GB 2762—2017 中鉛的污染物限值為0.2 mg·kg-1，10 個油條樣品中重金屬元素的含量均未超標。其中面粉中鉛的含量略高于油條、油中鉛的最高含量，面粉通過油炸處理做成油條后油條中鉛的含量很低，說明油條中未引入鉛含量過高的物質，可以放心使用。砷、鎘限量指標分別為0.5 mg·kg-1、0.1 mg·kg-1，由表7 可知，油條、面粉、食用油中砷、鎘都未超標，并且面粉中鎘、總砷最高含量值都略高于油條、食用油中砷、鎘的含量，表明油條加工過程中，并未引入砷、鎘污染物。油條中鉻的最高值都高于面粉、食用油中鉻的最高含量值，說明在由面粉、食用油油炸加工成油條的過程中，有可能無意引入含鉻的相關添加劑，或者是加工油過程中，鉻有可能遷移到油條中，雖然總含量不高，但是還是應該引起相關部門的關注。

按照《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）規定的限量標準進行評價，當樣品中的鋁含量≤100 mg·kg-1時為合格。因此可見上述10 個油條試樣，來自門口小店和小推車的含鋁量均超標（表7）。鋁超標的可能原因是，面團發酵過程中，有部分商家會過量使用明礬，或油炸油條的油反復使用，或油炸油條過程中使用鋁制器皿等。

3 結論

本文采用微波消解對樣品進行前處理，ICP-MS方法進行定量檢測，引入碰撞池技術及內標進行干擾校正有效消除多原子干擾、基質干擾，檢測方法線性好、范圍寬、檢測限低，有很好的重復性，能夠快速進行多元素的檢測，通過微波消解-ICP-MS 法能夠快速、高效、準確對面粉、食用油及油條制品中的5 種金屬元素含量進行檢測。

通過實驗數據分析，面粉、食用油等原材料中鉛、鉻、鎘和砷4 種重金屬元素的含量很低，可排除人為添加，通過面粉、食用油加工成的油條制品，全部油條中以上4 種重金屬元素都未超標，符合GB 2762—2017中污染物限值要求。但是油條制品中鉻的含量經過加工后相比面粉、食用油明顯增加，需引起關注。

油條中鋁有超標添加的情況，需引起警惕。在油條的制作過程中，所使用的面粉中存在天然鋁元素，在其面團發酵過程中，有部分商家會使用明礬，即硫酸鋁鉀，含鋁量較高。同時，用來炸油條所用到的食用油中也會含有鋁元素，尤其是當油被重復多次利用時，含鋁量也會隨之增加。使用鋁制工具制作油條，再次增加了鋁進入油條的幾率。其中，采用明礬發酵是食用油條中鋁含量容易超標的最主要原因。希望相關監管部門介入，把好油條原材料的質量關，優化油條生產工藝。