巢靜波，史乃捷，吳冰

(中國計量科學(xué)研究院，北京 100029)

干灰化-離子色譜法測定木耳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的鉀、鈣、鎂*

巢靜波，史乃捷，吳冰

(中國計量科學(xué)研究院，北京 100029)

采用離子色譜法對木耳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的K，Ca，Mg進(jìn)行測定，對樣品消解以及離子色譜分離條件進(jìn)行了優(yōu)化。在優(yōu)化實驗條件下，該法對木耳中K，Ca，Mg 3種元素測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于1.0% (n=7)。采用該方法對NIST西紅柿葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(SRM1573a)進(jìn)行測定，測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相符，同時與ICP-OES方法比較驗證，兩者測定結(jié)果一致。對該方法測定結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評定，K，Ca，Mg測定結(jié)果的相對擴(kuò)展不確定度(k=2)分別為2.3%，3.3%，1.9%。該方法準(zhǔn)確可靠，能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的要求。

離子色譜法；鉀；鈣；鎂；木耳

木耳是一種食用和藥用價值均很高的膠質(zhì)真菌［1］，被譽(yù)為“素中之王”，除含有大量蛋白質(zhì)、糖類、鈣、磷、鐵及鉀、鈉、少量脂肪、粗纖維、維生素B1、維生素B2、維生素C、胡蘿卜素等人體所必需的營養(yǎng)成分外，還含有卵磷脂、腦磷脂、鞘磷脂及麥角甾醇等。木耳具有益氣、潤肺、補(bǔ)腦、涼血、澀腸、活血和美容等功效，可抑制血小板凝聚，降低血液中膽固醇的含量，對冠心病、動脈血管硬化、腦心血管病患者有一定益處，并有一定的抗癌作用［2-5］。

2011年4月，為嚴(yán)厲打擊食品生產(chǎn)經(jīng)營中違法添加非食用物質(zhì)、濫用食品添加劑以及飼料、水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用違禁藥物，衛(wèi)生部、農(nóng)業(yè)部等部門根據(jù)風(fēng)險監(jiān)測和監(jiān)督檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，進(jìn)一步更新了非法使用物質(zhì)名單，在47種可能在食品中“違法添加的非食用物質(zhì)”名單中，就有向木耳中添加的工業(yè)氯化鎂，添加目的是為了增加產(chǎn)品重量和美化外觀。為配合上述行動，中國計量科學(xué)研究院緊急啟動了木耳中無機(jī)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制工作。按照一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)技術(shù)規(guī)范的要求，該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用多種不同原理的測量方法如IDMS，ICP-OES，ICP-MS，AAS，IC等方法進(jìn)行定值。木耳基體成分復(fù)雜，鉀、鈣、鎂的含量較高，基于檢測成本和ICP-MS干擾情況，不適宜采用同位素稀釋質(zhì)譜法測定，只能采用相對法測量。離子色譜法是測定鉀、鈣、鎂等陽離子以及多種陰離子的常用技術(shù)手段，在復(fù)雜基體樣品測定時，與AAS，ICP-OES等方法相比，具有較好的抗基體干擾能力(不需加入基體改進(jìn)劑、進(jìn)行基體匹配等)、干灰化樣品前處理過程簡單、樣品稀釋倍數(shù)小等特點(diǎn)。筆者采用干灰化-離子色譜法對木耳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中鉀、鈣、鎂進(jìn)行測定，并對測定結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

離子色譜儀：ICS-3000型，美國Dionex公司；電子天平：PX504型，瑞士Mettler-Toledo公司；鼓風(fēng)干燥箱：DKN302型，日本YAMATO公司；超純水處理系統(tǒng)：美國Millipore公司；

鉀單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：編號為GBW(E)080125，1 000 μg／mL，相對不確定度為0.5%，中國計量科學(xué)研究院；

鈣單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：編號為GBW(E)080118，1 000 μg／mL，相對不確定度為0.5%，中國計量科學(xué)研究院；

鎂單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：編號為GBW(E)080126，1 000 μg／mL，相對不確定度為0.5%，中國計量科學(xué)研究院；

西紅柿葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：美國NIST，SRM 1573a。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

木耳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)原料為東北黑木耳，經(jīng)泡發(fā)去根、洗凈、晾至半干、烘干等步驟后，采用球磨機(jī)研磨成180 μm(80目)的粉末，過篩后分裝于棕色玻璃瓶中，最后以60Co的γ射線輻照后用于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值及均勻性、穩(wěn)定性檢驗。

測定時準(zhǔn)確稱取1 g木耳粉末標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(準(zhǔn)確到0.000 1 g)于石英燒杯中，加蓋并敞開小口，在馬弗爐中控制溫度100，200，300，500℃逐漸炭化、灰化，消解條件見表1。同時稱取約1 g樣品共4份，于80℃條件下烘干4 h，烘干后放入盛有硅膠的干燥器中保存，冷卻至室溫后進(jìn)行稱量，以計算樣品的失水率作為干重的校正系數(shù)。

表1 木耳樣品的干灰化法消解步驟

1.2.2 樣品測定及結(jié)果計算

分別準(zhǔn)確稱取一定量的鉀、鈣和鎂單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)到塑料瓶中，用純水稀釋到50 mL后稱重?fù)u勻，再用純水稀釋，使標(biāo)準(zhǔn)溶液的鉀、鎂和鈣的含量約為10，4，10 μg／g，該含量與待測液的含量接近。在樣品測定前，首先要對色譜柱進(jìn)行淋洗，待色譜基線穩(wěn)定后，注入純水確證無雜質(zhì)峰后再進(jìn)行樣品測定。每個樣品測定兩次，且被測樣品與標(biāo)準(zhǔn)溶液交替進(jìn)樣，以校正儀器的漂移；并同時做空白試驗。儀器測量條件見表2，樣品中待測離子的濃度按式(1)計算：

式中：cx——被測元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，μg／g；

cb——標(biāo)準(zhǔn)溶液中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，μg／g；

A1，A2——樣品進(jìn)樣前后標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積，μS·min；

Ax——被測樣品的峰面積，μS·min；

f——樣品的稀釋倍數(shù)。

表2 離子色譜儀測量參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理條件優(yōu)化

樣品酸度過大會對離子色譜測量產(chǎn)生干擾，因此采用干灰化的方法進(jìn)行樣品消解。在樣品前處理過程中應(yīng)采用逐步升溫的方法，以免因溫度上升過快造成樣品損失。木耳因含有大量的膠質(zhì)而很容易灰化。實驗選擇灰化溫度為500℃，灰化時間為10 h，這與文獻(xiàn)報道的植物樣品干灰化條件基本一致［6］。另外在干灰化過程中，可適當(dāng)打開石英燒杯的蓋子，以增加氧氣的進(jìn)入量，從而有利于樣品灰化完全。灰化完成后，采用水而非酸進(jìn)行樣品轉(zhuǎn)移，以防止在測定時因酸度過大導(dǎo)致鈣、鎂離子峰變形［6］和降低色譜柱的使用壽命。

2.2 儀器測定條件的優(yōu)化

離子色譜分析樣品的時間較長，不適合采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，故采用單點(diǎn)校正法進(jìn)行測定。該方法對標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制要求較高，即標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度應(yīng)盡量與樣品溶液的濃度接近，以此消除儀器的非線性影響。在測定過程中，為校正儀器漂移，需要在待測溶液的前后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)溶液測定。

2.3 測定結(jié)果

木耳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中K，Ca，Mg的測定結(jié)果見表3。

表3 木耳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中鉀、鈣、鎂含量測定結(jié)果

2.4 方法驗證與比較

用干灰化-離子色譜法測定NIST SRM1573a西紅柿葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(SRM 1573a)，通過與標(biāo)準(zhǔn)值比較進(jìn)行方法確認(rèn)，測定結(jié)果見表4。

表4 西紅柿葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中元素含量的測定結(jié)果 μg／g

由表4可知，該方法對西紅柿葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定值與標(biāo)準(zhǔn)值基本相符。另外采用微波消解法對樣品進(jìn)行前處理，以同樣經(jīng)過基體匹配、NIST SRM 1573a等方法確認(rèn)以及國際比對驗證(CCQM-K89中草藥中As，Ca，Cd，Pb和Zn)的ICP-OES方法對樣品進(jìn)行測定，K，Ca，Mg的測定值(平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差，n=7)分別為(7 175±56) μg／g，(7 019±53) μg／g，(2 841±12) μg／g，與表3中離子色譜法的測定結(jié)果一致。通過比較確認(rèn)該方法測定木耳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的K，Ca，Mg是準(zhǔn)確可靠的。

3 不確定度評定

3.1 A類不確定度評定

木耳中K，Ca，Mg測量結(jié)果的A類不確定度為測量值平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，即：

3.2 B類不確定度評定

B類不確定度主要由樣品稱量(u1)、樣品的消解轉(zhuǎn)移等前處理過程(u2)、樣品的稀釋定容(u3)、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制(u4)、被測溶液色譜峰面積(u5)和標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜峰面積測定(u6)引入的不確定度組成。樣品前處理時，溫度、消解時間和轉(zhuǎn)移不一致而引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，可通過統(tǒng)計方法得到經(jīng)驗值。木耳樣品易消解，樣品中K，Ca，Mg含量較高，且500℃時不易揮發(fā)，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2估計為0.3%。儀器采用色譜工作站進(jìn)行譜圖處理，測量樣品時每個樣品測量兩次，被測溶液中K，Ca，Mg的色譜峰面積分別1.7，1.2，3.0左右。被測溶液峰面積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來自兩方面：儀器的變動性，由儀器的隨機(jī)變化引起的；色譜曲線積分時由積分結(jié)果的處理引起的。由于此次測定樣品的峰面積較小，估計3種元素由被測溶液峰面積測定引入的相對不確定度分別為1.0%，1.5%，0.8%。木耳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各元素測定結(jié)果的A類和B類相對不確定度分量及合成相對不確定度(u)和相對擴(kuò)展不確定度(U)見表5。

表5 木耳中各元素測定結(jié)果的相對不確定度 %

4 結(jié)語

采用干灰化-離子色譜法對木耳中的K，Ca，Mg進(jìn)行了測定，并對其不確定度進(jìn)行了評定，各元素的相對擴(kuò)展不確定度均小于3.5%。經(jīng)與NIST標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和ICP-OES方法比較驗證，該方法準(zhǔn)確可靠，能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的要求。

［1］張秀娟，季宇彬，曲中原.黑木耳多糖藥理學(xué)研究進(jìn)展［J］.中國微生態(tài)學(xué)雜志，2003，15(6): 373-374.

［2］趙進(jìn)，潘祖光，黃祖良，等.百色產(chǎn)黑木耳中的微量元素分析［J］.微量元素與健康研究，2006，23(1): 24-25.

［3］劉永昶，劉永宏.黑木耳的營養(yǎng)保健作用及深加工［J］.中國食用菌，2005，24(6): 51-52.

［4］陳和生，孫振亞.黑木耳多糖的研究進(jìn)展［J］.時珍國醫(yī)國藥，2003，14(5): 102-103.

［5］高麗娟.黑木耳中多糖的測定［J］.中國醫(yī)藥工業(yè)雜質(zhì)，2003，34 (3): 144-145.

［6］王穎，張威，李雪，等.干法灰化-離子色譜法測定煙草中的鉀、鈣和鎂［J］.煙草科技，2012(1): 43-46.

Determination of K，Ca and Mg in Black Fungus Certified Reference Material by Dry Ashing-ion Chromatography

Chao Jingbo， Shi Naijie， Wu Bing
(National Institute of Metrology， Beijing 100029， China)

The contents of potassium，calcium and magnesium in black fungus certified reference material were determined by ion chromatography after dry ashing digestion. Sample digestion and ion chromatography conditions were optimized. Under optimal conditions, the relative standard deviation of detection results of K，Ca and Mg in black fungus was less than 1.0% (n=7). The method was used to determine tomato leaves reference material (NIST SRM1573a), and the results were consistent with standard value. The results detected by the method were compared with those detected by ICPOES, and they were coincided with each other. The relative expanded uncertainties (k=2) of the results were evaluated，which were 2.3%，3.3% and 1.9% for K，Ca and Mg，respectively. The method is accurate and reliable，and it can meet the requirements of certification of reference material.

ion chromatography; potassium; calcium; magnesium; black fungus

O657.7

A

1008-6145(2014)04-0011-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.04.003

*中國計量科學(xué)研究院基金項目(AKY1222, AKY1216-13)

聯(lián)系人：巢靜波；E-mail: chaojb@nim.ac.cn

2014-04-16