嬰幼兒魚肉泥輔食中無機砷測定方法的研究

◎ 康 立

（品測（上海）檢測科技有限公司，上海 201108）

魚類的營養價值一直以來都是大多數營養研究者所公認的。魚肉中含有豐富的蛋白質且氨基酸的組成比較齊全。在脂肪酸的組成上，也多為對人體有益的不飽和脂肪酸。此外，魚類中還富含K、Ca、Na、Mg、P、Cu和Zn等人體所必需的常量及微量元素[1-2]。作為一種營養豐富的食物來源，魚類同樣適合于嬰幼兒，因此食品生產企業采用魚類為原料，制成各種魚肉泥類輔食，并添加到嬰幼兒的日常飲食中，幫助嬰幼兒獲得更多的營養。然而，由于環境的污染，海洋環境中的砷已經成為人們食用水產品的一大威脅，各種形態的砷存在于海洋以及海洋生物體內[3]。其中，無機砷對于人體的毒性要明顯大于有機砷[4]。因此，對于水產品中的無機砷的檢測，尤其是標準要求更加嚴格的嬰幼兒食品中的無機砷檢測，顯得尤為重要。傳統無機砷的檢測方法是基于有機砷無法被6 mol·L-1鹽酸溶液提取，而無機砷能夠被提取的原理，用酸提取出樣品中的無機砷進行測定，而這種方法會將一部分的有機砷誤報為無機砷。近年來，液相色譜-光譜聯用技術開始興起，相比傳統測定方法，去除干擾的能力明顯提高[5-6]；而相比于光譜來說，質譜則具有更高的靈敏度以及更低的檢出限。本文通過液相色譜-電感耦合等離子體質譜儀聯用的方法研究了嬰幼兒魚肉泥輔食中的無機砷含量的測定方法，以期為今后嬰幼兒輔食中的無機砷檢測提供一定的研究基礎。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

嬰幼兒輔食（Heinz?胡蘿卜鱈魚泥）。

標準品：亞砷酸根標準物質（As（Ⅲ），o2Si）、砷酸根標準物質（As（Ⅴ），o2Si）。

硝酸（Sigma-Aldrich，MOS級）；氨水（國藥，AR）；磷酸（國藥，AR）。

1.2 儀器與設備

NexION1000電感耦合等離子體質譜儀（美國Perkin Elmer公司）；Flexar高效液相色譜儀（美國Perkin Elmer公司）；超純水制備儀（美國Merck Millipore）；恒溫水浴鍋（上海一恒）；高速冷凍離心機（湖南湘儀）；渦旋振蕩儀（德國IKA）。

1.3 試驗方法

1.3.1 前處理

以第1組試驗為例，取1 g樣品于50 mL離心管中，加20 mL 0.05 mol·L-1硝酸溶液，在70 ℃水浴下超聲提取15 min，在8 000 r·min-1下離心10 min，取5 mL上清液，加5 mL正己烷除脂，棄去正己烷層后重復操作一次，下層清液過0.22 μm濾膜后，進儀器分析[7]。

1.3.2 正交試驗設計

以空白樣品作為基質，添加濃度水平分別為0.5 mg·kg-1的As（Ⅲ）和As（Ⅴ）標準溶液作為模擬試樣，進行提取時間、提取溫度和硝酸濃度的3水平3因素正交試驗。正交試驗因素及水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表

1.3.3 儀器條件

（1）液相色譜條件。Hamilton PRP-X100陰離子交換色譜柱、流動相：分別準確稱取0.820 g無水乙酸鈉，0.303 g硝酸鉀，1.56 g磷酸二氫鈉，0.075 g乙二胺四乙酸二鈉，用水定容至1 000 mL，氨水調節pH值=10，混勻。經0.45 μm水系濾膜過濾后，于超聲水浴中超聲脫氣30 min，備用[7]。流速：1.5 mL·min-1；進樣量：50 μL。

（2）ICP-MS條件。射頻功率：1 500 W；等離子體氣流量：15 L·min-1；霧化器流量：1.0 L·min-1；輔助氣流速：1.2 L·min-1；儀器模式：氦氣碰撞模式；氦氣流量：3 mL·min-1；檢測質量數：75As。

1.3.4 線性范圍

分別取100 μg/L的As（Ⅲ）和As（Ⅴ）標準溶液，用流動相分別稀釋到 1.0 μg·L-1、2.5 μg·L-1、5.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、25.0 μg·L-1和 50.0 μg·L-1。以濃度為橫坐標，峰面積為縱坐標，繪制標準曲線。

1.3.5 精密度及回收率

以空白樣品為基質進行3水平加標，加標水平分別 為 0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1， 每 個水平進行6次重復試驗，考察測定的重復性及回收率。

2 結果與分析

2.1 線性范圍

設置儀器的操作參數，待儀器預熱30 min后，開始進行標準溶液及樣品的測定。預先配制1.0 μg·L-1、2.0 μg·L-1、5.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、20.0 μg·L-1和50.0 μg·L-1的混合標準溶液，分別注入儀器，以待測砷形態的濃度為橫坐標，待測砷形態的峰面積為縱坐標，繪制標準曲線，并計算出線性方程與線性相關系數。試驗測得As（Ⅲ）線性方程為y=104 111.8x-16 379.88，相關系數0.999 768；As（Ⅴ）線性方程為y=105 275.2x+33 659.24，相關系數為0.999 746。

2.2 樣品的測定

將試劑空白溶液、樣品基質溶液，以及As（Ⅲ）和As（Ⅴ）加標水平分別為0.5 mg·kg-1的加標樣品溶液分別注入儀器，測定2種砷形態的峰面積，通過標準曲線，計算得到樣品中無機砷的含量，試驗測得試劑空白中均不含有As（Ⅲ）和As（Ⅴ）；樣品基質中，As（Ⅲ）為 0.002 mg·kg-1、As（V)為 0.001 mg·kg-1；加標樣品中，As（Ⅲ）0.431 mg·kg-1、As（Ⅴ）為 0.452 mg·kg-1。

2.3 正交試驗

提取時間、提取溫度和硝酸濃度的3水平3因素正交試驗，結果見表2。

表2 正交試驗結果表

通過對正交試驗3個因素的極差R進行分析可知，B＞A＞C，因此影響無機砷含量的3個因素的順序依次為提取時間＞提取溫度＞硝酸濃度。綜合不同處理下無機砷含量的最終結果，可以得出獲得較高的無機砷含量的影響因素組合為A3B3C2，即提取溫度90 ℃、提取時間60 min、硝酸濃度0.15 mol·L-1。在此影響因素組合條件下，無機砷含量為0.899 mg·kg-1。結合其他無機砷檢測的報道來看，提取條件正交試驗的結果所反映出的影響因素的順序結論和相關文獻報道中的結果也是一致的[8]。

2.4 精密度試驗

以空白樣品為基質進行3水平加標，加標水平分別 為 0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1， 每 個水平進行6次重復試驗，計算RSD，考察測定方法的精密度。結果見表3。試驗結果顯示，在0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-13 個添加水平下，測定方法的RSD范圍為0.6%～2.3%，均小于相關檢測標準的精密度要求水平。

2.5 回收率試驗

以空白樣品為基質進行3水平加標，加標水平分別 為 0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1， 每 個水平進行6次重復試驗，計算每個樣品的回收率，計算出平均回收率，考察測定方法在不同加標水平下的回收率，結果見表4。

表4 加標試驗回收率表

試驗結果顯示，在0.03 mg·kg-1添加水平下，回收率為82.9%和83.0%；在0.10 mg·kg-1添加水平下，回收率為91.5%和92.8%；在0.50 mg·kg-1添加水平下，回收率為92.9%和93.3%；3個添加水平下，測定方法的平均加標回收率范圍在82.9%～93.3%，均符合相關標準中對于加標回收率的要求。

3 結論

以0.15 mol·L-1硝酸為提取劑，90 ℃浸提60 min，能夠使樣品中無機砷的提取效率最大化。采用HPLCICP-MS測定嬰幼兒輔助食品中砷化合物含量，使用國標中的色譜條件和儀器方法，在14 min內As（Ⅲ）和As（Ⅴ）可以完全分離。采用最優提取條件，對加標樣品進行了實際測定。結果表明，方法的相對標準偏差為0.6%～2.3%，樣品中無機砷的回收率為82.9%～93.3%。本文中所建立的方法高效準確，適合嬰幼兒魚肉泥輔食中無機砷含量的測定，為有效執行國家食品安全標準，保證監管力度以及保障嬰幼兒食品的食用安全性提供了可靠的技術支持。