石墨爐原子吸收光譜法測定食品中鉻的方法學驗證

賈欣

（山西省食品研究所（有限公司），山西太原 030024）

鉻廣泛存在于自然環境中，是一種毒性很大的重金屬，其中以六價鉻的毒性最強，這些化合物進入人體，易被人體吸收并蓄積，引起黏膜腦水腫，腎臟損傷，嚴重的可能導致腎臟壞死，具有免疫毒性、致癌誘變作用。由于鉻的性質穩定、溶解度低，難以進入植物體內，所以正常情況下食品中鉻的含量較低，預包裝食品中鉻的來源主要為食品原材料的污染。為了保證食品安全和保障公眾體健康，GB 2762—2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》標準中對不同產品中鉻的限量做了明確規定，食品中鉻的限量范圍為0.5 mg/kg～2.0 mg/kg，因此對預包裝食品中鉻測定結果的準確度和靈敏度有較高要求。本文旨在對石墨爐原子吸收光譜法測定食品中鉻的方法的檢出限、定量限、重復性、精密度、準確度等指標進行驗證，證明該方法適于測定食品中鉻元素的含量。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

ZEEnit 700P石墨爐原子吸收分光光度計，德國耶拿；MARS One微波消解儀，美國CEM；EHD-24電熱消解儀，北京東航科儀儀器有限公司；TD465可調式電熱板，天津拓至明實驗儀器技術開發有限公司；GS 系列12 孔壓力消解器，南京瑞尼克科技開發有限公司；SX-8-10 箱式電阻爐；北京中興偉業儀器有限公司；恒溫干燥箱；電子天平。

鉻單元素標準溶液，標準物質編號GBW08614，標準值1 000μg/mL；純硝酸，優級純；磷酸二氫銨溶液，質量濃度20 g/L；超純水。

1.2 試驗方法

1.2.1 試樣前處理

將食品試樣粉碎均勻，備用。樣品消解方法參照GB 5009.123—2014《食品安全國家標準食品中鉻的測定》，處理方法略有修改。

微波消解：準確稱取試樣0.1 g～0.5g（精確至0.001 g）于微波消解罐中，加入5 mL硝酸，按照微波消解條件（見表1）消解試樣。冷卻后取出消解罐，在電熱板上于150 ℃趕酸至0.5 mL～1.0 mL。消解罐放冷后，將消化液轉移至10 mL 容量瓶中，用少量水洗滌消解罐3 次，合并洗滌液，用水定容至刻度。同時做試劑空白試驗。

表1 微波消解條件

濕法消解：準確稱取試樣0.5 g～3.0 g（精確至0.001 g）于錐形瓶中，加入10 mL 硝酸、1 mL 高氯酸，在可調式電熱爐上消解。消解至冒白煙，消化液呈無色透明或略帶黃色，取出消化管，冷卻后用水定容至10 mL。同時做試劑空白試驗。

高壓消解：準確稱取試樣0.3 g～1.0 g（精確至0.001 g）于消解內罐中，加入5 mL 硝酸，蓋好內蓋，旋緊不銹鋼外套，放入恒溫干燥箱，于150 ℃消解4 h～5 h。在箱內自然冷卻至室溫，緩慢旋松外罐，去除消解內罐，在電熱板上于150 ℃趕酸至0.5 mL～1.0 mL。冷卻后將消化液轉移至10 mL 容量瓶中，用少量水洗滌消解罐3 次，合并洗滌液，用水定容至刻度。同時做試劑空白試驗。

干法灰化：準確稱取試樣0.5 g～3.0 g（精確至0.001 g）于坩堝中，小火加熱，炭化至無煙，轉移至馬弗爐中，于550 ℃恒溫3 h～4 h。灰化至試樣呈白灰狀，取出冷卻，用硝酸溶液（1+1）溶解并用水定容至10 mL。同時做試劑空白試驗。

1.2.2 標準溶液的配制

將鉻標準儲備液用1%硝酸溶液逐級稀釋至鉻質量濃度100 ng/mL，制成鉻標準使用液。吸取5 mL鉻標準使用液于25 mL 容量瓶中，用1%硝酸溶液稀釋至刻度，混勻。采用石墨爐自動進樣器自動配制，標準系列溶液為0.0 ng/mL、4.0 ng/mL、8.0 ng/mL、12.0 ng/mL、16.0 ng/mL、20.0 ng/mL。

1.3 試樣測定

將石墨爐原子吸收分光光度計工作條件調至最佳狀態，儀器測定參數見表2。測定標準系列溶液的吸光度值，得到標準曲線方程。在與測定標準溶液相同的試驗條件下，分別測定空白溶液和樣品溶液，測其吸光度值，與標準系列溶液比較定量。

表2 原子吸收分光光度計儀器參數

1.4 統計分析

數據經錄入整理后，采用SPSS 25.0軟件對采用4 種樣品前處理方式檢測結果的加標回收率、精密度和準確性進行統計學分析。

2 結果與分析

2.1 方法的線性

對質量濃度分別為0.0 ng/mL、4.0 ng/mL、8.0 ng/mL、12.0 ng/mL、16.0 ng/mL、20.0 ng/mL 標準系列溶液的吸光度進行測定，結果見下頁表3。以鉻溶液質量濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標，繪制標準曲線（圖1），得到線性回歸方程為y=0.023x+0.009 3，R=0.999 2＞0.999，故能滿足分析檢測要求。

表3 鉻標準系列溶液測定結果

2.2 檢出限和定量限

采用微波消解前處理方式，連續測定21次樣品空白（見表4），得到空白值的標準偏差（SD）0.030，根據檢出限的測定方法，得到該方法的檢出限為0.090μg/L，定量限為0.30μg/L。當稱樣量為0.5 g，定容體積為10 mL 時，方法檢出限為0.001 8 mg/kg，定量限為0.006 mg/kg。

表4 方法檢出限的測定 μg/L

2.3 回收率和精密度

隨機選擇某小米樣品，分別采用4 種樣品消解方式，測定樣品中鉻的含量，每組試驗制備6 個平行試樣，同時進行加標回收試驗，計算相對標準偏差（RSD）。在樣品中分別加入低、中、高濃度的標準溶液，分別測定經過4 種消解方式后樣品中鉻的加標回收率，結果見表5。由表5 可知，該方法測定食品中鉻的平均回收率為94%～104%，精密度為1.21%～2.35%。由統計學分析可知，4 種消解方式測定食品中鉻的回收率無統計學意義（F=1.081，P＞0.05），精密度差異無統計學意義（F=0.681，P＞0.05）（表6）。根據GB/T 27404—2008《實驗室質量控制規范食品理化檢測》中對回收率和精密度的規定，被測組分含量范圍為100 mg/kg～1 000 mg/kg的回收率要求為95%～105%，精密度要求為RSD＜5.3%，故本試驗測定結果滿足需求。

表5 4種樣品消解方式測定的回收率和精密度

表6 4種樣品消解方式測定結果的統計學分析

2.4 方法重復性

采用4 種樣品消解方式，每種消解方式的樣品中分別加入低、中、高濃度的標準溶液，每組樣品分別制備6 個平行試樣，相對標準偏差（RSD），試驗結果見表5。由表5 可知，該方法測定食品中鉻的RSD為1.21%～2.35%，滿足GB/T 27417—2017《合格評定化學分析方法確認和驗證指南》中的規定，即被測組分含量為100 mg/kg～1 000 mg/kg，實驗室變異系數＜5.3%。

3 結論

本試驗對食品中鉻測定方法的檢出限、線性范圍、精密度、回收率、重復性、準確度等進行了方法學驗證。采用微波消解、濕法消解、高壓消解和干灰化法4 種樣品消解方式，所得試驗結果無明顯差異。通過對該方法各項指標的驗證，可知該方法均能符合檢驗檢測要求，故本試驗方法能滿足食品風險監測中對鉻的測定。