大米粉中鎘的測定方法驗證

黃家銀

（廣州市增城質量技術監督檢測所，廣東廣州 511300）

鎘是銀白色富延展性的金屬，原子序數48，相對分子質量112.4，熔點320.9 ℃，以化合物的形式存在于巖石、土壤、水體中。在現代工業中，鎘是一種非常重要的金屬資源，在國民經濟中有不可取代的地位，隨著鎘的開發運用，其造成的環境污染問題日益嚴重。受到鎘污染的工業三廢排放到空氣、土壤、水體中，鎘化合物在氧化或還原的環境中均會發生轉化，能通過食物鏈轉移、富集到人體，積累一定劑量后對人體的腎、肺、肝、腦骨骼及血液產生極大毒害，甚至提高致癌發病率。它在自然界中主要分布在硫鎘礦等礦石資源，通過污染地表水或土壤，進而轉移、富集到植物或動物。在人類常見的食品中，大米、水產動物等容易受到鎘的污染而達到比較高的含量水平。

根據實驗室資質認定相關要求，在方法使用前需進行驗證，以確保本實驗室的人員、設備、環境和耗材能滿足開展《食品安全國家標準 食品中鎘的測定》（GB 5009.15—2014）[1]的需求，故筆者對食品中鎘的檢測展開了方法驗證。驗證內容包括儀器設備、標準物質與耗材、方法性能指標（檢出限、定量限、線性范圍、精密度和正確度）。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

濃硝酸（HNO3）：優級純，廣州化學試劑廠；高氯酸(HClO4)：優級純，廣州化學試劑廠；磷酸二氫銨(NH4H2PO4)：分析純，廣州化學試劑廠；超純水；鎘標準儲備液（1 000 mg·L-1）：中國計量科學研究院。

2% HNO3：移取2.0 mL濃硝酸加入98 mL水中。

1% NH4H2PO4：稱取1.0 g磷酸二氫銨，用2%硝酸溶解后定容至100 mL。

20%硝酸溶液（體積比）：200 mL濃硝酸加入800 mL水中，混勻。

實驗室用水若無特殊說明，一般為超純水。玻璃器皿均用硝酸溶液（20%體積比）浸泡24 h以上后用水清洗，晾干備用。微波消解罐使用前加2 mL濃硝酸按樣品消解模式運行清洗，再用水清洗，晾干備用。

1.2 儀器和設備

PWN224ZH/E電子分析天平（精確至0.000 1 g）；ZEEniT700P原子吸收光譜儀（帶石墨爐）；DB-2B數顯恒溫電熱板（室溫-250 ℃）；MDS-15微波消解儀；超純水系統（默克Q5）

1.3 儀器參數

波長228.8 nm；狹縫0.4 nm；燈電流2 mA，燈能量不足時，電流可適當調大。

干燥溫度一：90 ℃，保持20 s；干燥溫度二：105 ℃，保持20 s；干燥溫度三：110 ℃，保持10 s。

灰化溫度800 ℃，保持10 s；原子化溫度1 300 ℃，保持3 s；石墨爐清潔溫度2 300 ℃，保持4 s；背景校正：氘燈校正。

1.4 樣品制備

按照《糧食、油料檢驗 扦樣、分樣法》（GB/T 5491—1985）[2]中的規定進行取樣，稻谷取樣后脫殼，磨碎成均勻的樣品儲于潔凈的塑料瓶中，并標明標記，于室溫下密封保存備用。

1.5 樣品消解

采取微波消解法進行前處理，微波消解升溫程序參考《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）[3]附錄 B 中的表 B.1。稱取大米粉樣品0.4～0.6 g（精確至0.000 1 g），置于微波消解罐中，加5 mL硝酸，置于105 ℃電熱板預消解30 min，冷卻至室溫后，封緊罐子放入微波消解儀中（微波消化程序為溫度一130 ℃，保持10 min；溫度二150 ℃，保持15 min；溫度三180 ℃，保持20 min），程序運行結束后取出，置于消解罐于數顯恒溫電熱板（105 ℃）趕酸至1 mL左右，轉移、超純水定容到25 mL容量瓶，此時消解后的樣品為無色透明的溶液。同時做空白實驗。

1.6 標準曲線制作

鎘標準中間液（1.0 mg·L-1）：吸取鎘標準儲備液0.1 mL于100 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度。

鎘標準曲線工作液：準確吸取鎘標準中間液0 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL和0.5 mL于100 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度，即得到含鎘 量 分 別 為 0 ng·mL-1、1.0 ng·mL-1、2.0 ng·mL-1、3.0 ng·mL-1和 5.0 ng·mL-1的標準系列溶液。

將標準曲線工作液按濃度由低到高的順序各取20 μL注入石墨爐，每次同樣注入1%磷酸二氫銨5 μL，測其吸光度值，以標準曲線工作液的濃度為橫坐標，相應的吸光度值為縱坐標，繪制標準曲線并求出吸光度值與濃度關系的一元線性回歸方程。

1.7 精密度測定

精密度的測定通常需自由度至少為6，故本實驗選取一個陽性大米粉樣品，重復測定7次。

1.8 準確度測定

稱取6份已確認含量的大米粉，其中5份各加入等量的標準物質，再按1.5中的步驟進行處理。

2 結果與分析

2.1 標準曲線及相關系數

根據標準溶液濃度及其吸光度值制作出標準曲線和一元線性回歸方程（見圖1）。

圖1 標準曲線圖及相關系數

2.2 方法檢出限、定量限

方法檢出限、定量限結果見表1。

表1 方法檢出限、定量限

樣品空白連續測定11次，計算樣品空白平均值和標準偏差（S），得出標準偏差S=0.007 47 g·L-1，最低檢出濃度d=3S=0.022 4 g·L-1，最低定量濃度q=10S=0.074 7 g·L-1。

試樣溶液定容V=25 mL，按取樣量m=0.5 g計：

檢出限 =d×V/(m×1 000)=0.001 mg·kg-1

定量限 =q×V/(m×1 000)=0.004 mg·kg-1

2.3 精密度測定結果

精密度測定結果如表2。

表2 精密度測定結果

根據GB/T 27417—2017[4]中5.6.1可算出變異系數（CV值）為2.8%；根據GB/T 27417—2017中附錄B表B.1被測組分含量為0.1 mg·kg-1時，對應的CV值為≤15%，本次實驗得出的變異系數（CV值）2.8%＜對應標準CV值15%，符合該標準要求。

2.4 準確度測定結果

準確度測定結果如表3所示。

表3 準確度測定結果

根據GB/T 27417—2017附錄A表A.1，濃度水平在0.1～1.0 mg·kg-1時，回收率為80%～110%，5次加標回收試驗回收率均滿足該標準要求。

3 注意事項

本實驗過程中的注意事項包括以下幾個方面：①前處理過程中容易發生器皿污染導致結果偏離的現象；②石墨爐使用頻率過高導致壽命變短原因出現樣品吸光度值偏低，因此在每隔10個樣品加插一個2 μg·L-1的標準溶液點進行儀器校正；③1%磷酸二氫銨溶液作為本實驗的基體改進劑，對于高鹽分樣品具有改善峰形的作用；④ZEEniT700P原子吸收光譜儀（帶石墨爐）鎘標準曲線的線性相關范圍為0～5 μg·L-1，超過 5 μg·L-1后曲線呈現非線性相關現象；⑤微波消解過程中功率設定根據消解內的數量，功率或溫度過高容易導致內罐壓力過大而發生炸罐的風險。

4 結論

在現有設備及設施條件下，通過線性范圍、檢出限、精密度和正確度幾個方面對大米粉中鎘含量的測定進行方法驗證。結果表明，標準曲線相關系數為0.999 8，符合GB 5009.15—2014中5.4標準系列濃度曲線相關系數大于等于0.995的要求。鎘方法檢出限0.001 mg·kg-1、定量限 0.004 mg·kg-1均低于《食品安全國家標準 食品中污染物限量》（GB/T 2762—2017）[5]中限值0.2 mg·kg-1要求。精密度的變異系數（CV值）為2.8%，低于GB/T 27417—2017要求的15%；正確度的5次加標回收率依次為102%、96.5%、94.9%、95.2%和101.1%，符合GB/T 27417—2017中濃度水平為0.1～1.0 mg·kg-1時為80%～110%的要求。從以上數據可知，本實驗室能力滿足GB 5009.15—2014的要求。