火焰原子吸收光譜法測定食品中鐵的方法學驗證

黨翠紅，燕群

咸陽市食品藥品檢驗檢測中心（咸陽 712000）

鐵元素是人體必需的微量元素之一，具有參與氧的運輸與儲存[1]、參與合成機體代謝酶[2]、促進其他微量元素吸收、增強免疫力[3]等重要作用。機體缺鐵會導致貧血、免疫功能降低、兒童身體及智力發育障礙等問題。食用經過鐵強化的食品和營養輔助食品對貧血和缺鐵性貧血的改善有較好的效果[4]，因而成為補充鐵元素的重要途徑[5-6]。過量攝入鐵則對人體有毒害作用[7-8]，會對肝臟造成損害，甚至危及生命。因此，準確測定食品中的鐵含量很有必要。

火焰原子吸收光譜法（FAAS）因分析速度快、抗干擾等優點被廣泛應用于食品中元素含量的測定，依據GB/T 27417—2017《合格評定 化學分析方法確認和驗證指南》對火焰原子吸收光譜法（FAAS）測定食品中鐵含量的方法即GB 5009.90—2016《食品安全國家標準 食品中鐵的測定》第一法進行驗證，作為實驗室使用該標準方法準確測定食品中鐵含量的依據，進而為人們更有針對性的選擇富鐵食品且不至于攝入過量的鐵起到一定指導作用，同時可為鐵食品營養強化劑及食品添加劑相關標準的制（修）訂提供參考依據[9]。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

小麥粉、紅富士蘋果、固體飲料（購于超市）。

硝酸（德國默克密理博公司）；鐵單元素標準溶液（1 000 mg/，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）。

1.2 主要儀器與設備

ETHOS UP微波消解儀（意大利邁爾斯通公司）；AA6880原子吸收分光光度計（配Fe燈、D2燈，日本島津儀器公司）。

1.3 試驗條件

1.3.1 微波消解條件

升溫程序：用10 min時間升至120 ℃，保持5 min，用15 min時間升至160 ℃，保持5 min，用18 min時間升至190 ℃，保持20 min。

1.3.2 原子吸收分光光度計條件

吸收波長248.3 nm；燈電流12 mA；狹縫寬0.2 nm；點燈方式BGC-D2。

1.4 試驗方法

1.4.1 試樣前處理

小麥粉、固體飲料充分混勻；蘋果用水洗凈，晾干后取可食部分勻漿備用。

參考GB 5009.90—2016中5.2.2小節[10]對試樣進行消解，稱樣量統一為0.5 g。加標試樣在稱樣完成后加入，其余處理方法相同。

1.4.2 校準曲線制作

參考GB 5009.90—2016中5.3.2小節[10]制作校準曲線，鐵標準系列工作液的質量濃度分別為0，0.500，1.00，2.00，4.00和6.00 mg/L。

1.4.3 試樣測定

在制作校準曲線之后于相同的試驗條件下，將試樣空白和試樣溶液（視情況進行稀釋）分別導入火焰原子化器，測定吸光度，與校準曲線比較定量。

1.4.4 檢出限測定

檢出限為某特定方法在給定的置信度內可以從樣品中檢測出待測物質的最小濃度和量[11]。檢出限是一個統計概念，估算和報告檢出限時不能離開具體的方法[12]。故參考GB 5009.90—2016第一法給定的方法檢出限，在現有檢測條件的基礎上，通過考察得到符合自身實際的檢出限[13]。

1.4.4.1 方法一

目視評價法[14]。分別選用小麥粉、蘋果、固體飲料3種樣品基質進行測定。稱取小麥粉0.5 g 4份，蘋果0.5 g 4份，固體飲料0.5 g 4份，在3種基質的4份樣品中分別加入質量濃度10 mg/L的鐵標準中間液0，12.5，25和37.5 μL，即加入的鐵質量濃度依次為0，0.005，0.010和0.015 mg/L。前處理后，以加入的鐵質量濃度0 mg/L的試樣溶液為空白，依次對加入的鐵質量濃度為0.005，0.010和0.015 mg/L的試樣溶液分別進行7次連續測定，7次測定結果均為陽性值所對應的最低濃度即為檢出限對應的濃度，視為ρ-ρ0，代入式（1）即鐵含量計算公式得到鐵的檢出限。

式中：ρ1-ρ0為扣除空白后試樣中鐵的質量濃度，mg/L；V為待測試樣的定容體積，mL；m為稱取待測試樣的量，g或mL；X為待測試樣中鐵的含量，mg/kg或mg/L。

1.4.4.2 方法二

在制作校準曲線之后，對試樣空白進行11次連續測定，將11次連續測定結果的標準偏差SD值代入式（2），得到鐵的檢出限對應的濃度，代入式（1），得到鐵的檢出限。

式中：SD為11次測定值的標準偏差；b為工作曲線的斜率，mg/L；DL為檢出限對應的質量濃度，mg/L。

對2種方法得到的檢出限進行綜合比較，選用較大的值作為該研究得到的檢出限。

1.4.5 正確度與精密度驗證

正確度用方法回收率表示，精密度用重復性表示，以實驗室內變異系數（C.V.）進行評價。對小麥粉、蘋果、固體飲料3種試樣各自進行低、中、高3個濃度點（加標量均依次為50，100和250 mg/kg）的加標處理，分別分組命名為加標樣1、加標樣2、加標樣3。各濃度點連續重復測定7次，計算7次測定結果的平均值、標準偏差，方法回收率和實驗室內變異系數（C.V.），方法回收率和實驗室內變異系數（C.V.）分別參考GB/T 27417—2017附錄A、附錄B[14]進行評價。

2 結果與分析

2.1 線性范圍

采用校準曲線法定量，所得的校準曲線結果見圖1，其線性回歸方程為y=0.102 39x+0.022 778，相關系數r=0.999 1，符合GB/T 27417—2017中對于準確定量方法，線性回歸方程的相關系數不低于0.99的要求。可知在0～6 mg/L范圍內線性較好。

圖1 鐵校準曲線

2.2 檢出限

方法一測定結果見表1，方法二測定結果見表2。

表1 方法一測定結果

表2 方法二測定結果

2種方法得出的檢出限結果比較見表3，經綜合評估，小麥粉、蘋果、固體飲料的檢出限均為0.5 mg/kg，低于GB 5009.90—2016第一法給定的方法檢出限。

表3 2種方法得出的檢出限結果比較

2.3 正確度和精密度

方法回收率和實驗室內變異系數（C.V.）測定結果見表4。3種試樣的加標回收率范圍為96.0%～ 100.2%，符合GB/T 27417—2017附錄A[14]的要求，實驗室內變異系數（C.V.）范圍為0.20%～6.5%，符合GB/T 27417—2017附錄B[14]的要求。

表4 加標回收率與精密度測定結果

3 結論與討論

用火焰原子吸收光譜法測定小麥粉、蘋果、固體飲料3種食品中的鐵含量，參考GB/T 27417—2017進行方法學驗證。驗證結果表明：校準曲線在0～6 mg/L范圍內線性良好，線性回歸方程的相關系數r=0.999 1；3種食品的檢出限均為0.5 mg/kg；回收率范圍96.0%～100.2%，滿足GB/T 27417—2017附錄A的要求；實驗室內變異系數（CV）范圍0.20%～6.5%，滿足GB/T 27417—2017附錄B的要求，進而證實GB 5009.90—2016第一法火焰原子吸收光譜法在實驗室可用。我國對檢出限測定方法并未做明確規定，該研究結果初步顯示不同食品基質鐵的檢出限測定結果差別不大，而檢出限測定結果可能受樣品成分、雜質元素的含量、進樣量、儀器條件及預處理過程等因素的影響，因此，在后續研究中，運用目視評價法測定檢出限時，更多種類的樣品基質、更加密集的濃度梯度對檢出限測定結果的影響有待進行。同時不同的儀器條件、樣品預處理方式及進樣體積和稱樣量對檢出限測定結果的影響也有待進一步研究。