李寶升， 繆 璐， 干寧軍，陳同歡， 莫佳琳*， 馮 琳， 玉瓊廣（. 廣西壯族自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，廣西 南寧 530007；. 廣西農(nóng)墾明陽生化集團股份有限公司，廣西 南寧 5306）

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ICP-MS測定醋酸酯淀粉中7種元素含量

李寶升1， 繆 璐1， 干寧軍1，陳同歡1， 莫佳琳1*， 馮 琳2， 玉瓊廣2
（1. 廣西壯族自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，廣西 南寧 530007；2. 廣西農(nóng)墾明陽生化集團股份有限公司，廣西 南寧 530226）

摘 要：建立了醋酸酯淀粉中7種元素含量微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）測定方法。通過比較干法、濕法、微波消解三種醋酸酯淀粉前處理方法，選用耗時短、回收率高、操作穩(wěn)定的微波消解法對醋酸酯淀粉進行消解，利用ICP-MS法測定硼、鋁、鉻、鎳、砷、鎘、鉛7種元素含量。該方法線性范圍廣，線性相關系數(shù)r＞0.999 7，回收率92.0%～100.3%，RSD＜3.8%。具有操作簡單、快速、準確、可靠等優(yōu)點，在醋酸酯淀粉分析中，取得了令人滿意的結果。檢測結果表明，醋酸酯淀粉中鋁含量在4 mg/kg～7 mg/kg，其余元素均小于0.2 mg/kg。

關鍵詞：醋酸酯淀粉；電感耦合等離子體質(zhì)譜；元素

隨著食品工業(yè)的發(fā)展，作為食品原料及食品添加劑，醋酸酯淀粉在食品中廣泛使用，其衛(wèi)生安全直接關系到人類健康。鉛、鎘、砷、鋁等元素是淀粉中主要的有毒有害元素，這些元素在人體內(nèi)積累, 會誘發(fā)多種嚴重疾病[3]，因此，有必要對淀粉中鉛、鎘、砷、鋁等有毒有害元素的含量加以控制。

目前元素測定的前處理方法有干法、濕法、微波消解法。干法時間長，高溫控制不準容易造成部分易揮發(fā)元素損失；濕法酸用量大易干擾，精密度相對略低；微波消解時間短，用酸量小，適合大批量、快速處理樣品[4]。元素的測定方法有原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP）法和電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法。原子吸收光譜法只能一次測定一種金屬元素、前處理復雜、靈敏度低；ICP法可同時檢測多種元素，但是檢出限有限；而ICP-MS法樣品需要量少，動態(tài)線性范圍極好，可多元素同時分析，分析速度快，檢出限低（μg/L級，有的元素可達ng/L）[5]。因此，本文選用微波消解、ICP-MS同時測定醋酸酯淀粉中硼、鋁、鉻、鎳、砷、鎘、鉛7種元素，為醋酸酯淀粉的生產(chǎn)質(zhì)量控制提供一種快速高效、準確的檢測方法。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

醋酸酯淀粉1～4號樣品（不同木薯產(chǎn)區(qū)，相同工藝），氬氣（純度99.999%），實驗用水為超純水，電導率為18.2 MΩ·cm，所用玻璃容器均需用10%硝酸浸泡24 h以上，臨用前用自來水沖洗并用去超純水沖洗干凈，1 000 mg/L硼、鋁、鉻、鎳、砷、鎘、鉛標準溶液（購自中國計量科學研究院），過氧化氫（30%）、硝酸（65%），優(yōu)級純。

Thermo X Series 2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國Thermo Fisher公司；微波消解系統(tǒng)，Multiwave 3000，奧地利Anton Paar公司。

1.3 標準系列溶液的配制

用體積分數(shù)為1%的HNO3介質(zhì)將硼、鋁、鉻、鎳、砷、鎘、鉛元素標準儲備液逐級稀釋于系列50 mL容量瓶中，配制成混合標準系列。空白溶液為1%的HNO3。

1.4 儀器測定條件

綜上所述，肺功能下降、氣道阻塞、重睡眠呼吸紊亂及低氧血癥相互影響；OS患者較單純 COPD患者缺氧更為明顯且日間肺功能損害更嚴重。應積極診治，減少并發(fā)癥。

工作參數(shù)：電感偶合等離子體參數(shù)為射頻功率1 100 W；冷卻氣（Ar）流量14.0 L/min，輔助氣（Ar）流量0.80 L/min，載氣（Ar）流量0.95 L/min。質(zhì)譜儀參數(shù)：分析室真空為4.7×10-7mbar，分辨率（10%峰高）0.8，霧化室溫度為3℃，數(shù)據(jù)采集方式為跳峰，單峰采樣點數(shù)為3，測量方式為質(zhì)量掃描，樣品分析時間100 s。測定質(zhì)量數(shù)：硼（11.0093）、鋁（26.9815）、鉻（51.9405）、鎳（59.9308）、砷（74.9216）、鎘（110.9042）、鉛（207.9766）。

1.5 樣品前處理方法

1.5.1干法消化

稱取樣品l g（準確到0.000 1 g）置于50 mL坩堝中，將坩堝放在控溫電爐上進行低溫炭化，直至冒煙至盡。若發(fā)現(xiàn)炭化不完全，可沿坩堝壁滴幾滴濃HNO3幫助炭化。將炭化好的樣品放入馬弗爐中500℃保持6 h，使樣品完全灰化。冷卻后，先用1 mL（1＋1）HNO3溶解，移入25 mL比色管中定容。同時做樣品空白。

1.5.2濕法消化

稱取樣品l g（準確到0.000 1 g）置于三角瓶中，加入濃硝酸和高氯酸體積比4∶1組成的混合酸20 mL，放置過夜后，加熱至冒白煙，消化液呈無色透明或略帶黃色，同時注意避免炭化，冷卻后用超純水溶解定容至25 mL比色管中。同時做樣品空白。

1.5.3微波消解

稱取樣品l g（準確到0.000 1 g）置于微波消解罐中，首先用少量水潤濕，然后加入5 mL硝酸、1 mL過氧化氫，設定合適的微波消解條件（使用微波最大功率1 500 W，設定壓力1.8 MPa，其它條件如表1所示進行消解。消解完畢后，轉入到25 mL比色管中，并用水少量多次洗入合并溶液，定容至刻度，搖勻備測。若放置時間長，則倒入聚乙烯塑料瓶保存。同時做空白試驗。

表1 微波消解條件

2 結果與討論

2.1 前處理方法回收率及精密度比較

采用三種前處理方法進行加標回收率實驗，樣品平行測定6次，測定結果如表2所示。

表2 三種消化方法的回收率及精密度比較（n＝6）

由表2可知，采用干法、濕法和微波消解三種不同樣品前處理方法測定7種元素的加標回收率在85.2%～97.9% 之間，RSD值＜4.5%，其中微波消解法較其他兩種處理方法有較高的回收率和精密度。2.2 線性范圍及檢出限

在選定的測定參數(shù)下，將所配制的B、Al、Cr、Ni、As、Cd、Pb元素混合標準系列溶液用ICP-MS法測定各元素強度，繪制標準曲線，得出其線性回歸方程。對樣品空白溶液進行12次平行測定，以3倍標準偏差計算方法的檢出限，結果如表3所示。由表3可見，各測定元素的線性相關系數(shù)均大于0.999 7。

表3 標準工作曲線及檢出限

2.3 回收率和精密度

對已知濃度的醋酸酯淀粉樣品進行三水平添加回收率試驗，每個水平重復6次，結果如表4所示。從表4可以看出，其平均回收率＞92.0%，RSD值＜3.8%。

表4 回收率和精密度（n＝6）

2.4 樣品測定

選取4個不同產(chǎn)區(qū)的木薯，采用相同工藝生產(chǎn)的醋酸酯淀粉，檢測結果如表5所示。從表5可以看出，醋酸酯淀粉中B含量小于0.030 mg/kg，Al含量4.3～6.4 mg/kg，Cr含量0.10～0.22 mg/kg，Ni含量0.048～0.19 mg/kg，As含量＜0.018 mg/kg，Cd未檢出，Pb含量0.014～0.028 mg/kg。

表5 樣品檢測結果（mg/kg）

3 結論

通過比較研究干法、濕法及微波消解法三種樣品前處理方法，選擇回收率和精密度較高的微波消解法消解醋酸酯淀粉，用ICP-MS法測定了4種醋酸酯淀粉中7種元素。該方法線性范圍廣，線性相關系數(shù)r大于0.999 7，回收率大于92.0%，RSD值小于3.8%。該法操作簡單、快速、準確度和精密度較高，在醋酸酯淀粉分析中，取得令人滿意的結果，適用于醋酸酯淀粉中B、Al、Cr、Ni、As、Cd、Pb元素的測定。

參考文獻：

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Determination of 7 Kinds of Elements in Starch Acetate by ICP-MS

GAN Ning-jun1, LI Bao-sheng1, MIAO Lu1, CHEN Tong-hua1, MO Jia-lin1*, FENG Lin2, YU Qiong-guang2
（1. Guangxi Zhuang Autonomous Region Institute of Product Quality Inspection, Nanning 530007, China; 2. Guangxi State Farms Mingyang Biochemical Group INC., Nanning 530226, China）

Abstract:Seven kinds of elements in starch acetate were determined by inductively coupled Plasma-mass spectrum(ICP-MS). Three pretreatment methods including dry, wet and microwave digestion methods were compared. It was showed that microwave digestion method was high-efficient, stable, with high recovery rate. Starch acetate was pretreated by microwave digestion and seven kinds of elements in starch acetate were determined by ICP-MS, including boron, aluminum, chromium, nickel, arsenic, cadmium, lead. The results showed that the linear range of the method was wide, linear correlation coefficient(r) wsa more than 0.999 7, recovery was more than 92.0%, RSD was lower than 3.8%. The method was simple, fast, sensitive and accurate, and achieved satisfactory results in the analysis of starch acetate. It was indicated that in starch acetate, aluminum content was between 4 mg/kg and 7 mg/kg, and others were less than 2 mg/kg.

Key words:starch acetate; inductively coupled Plasma-mass spectrum; element

* 通訊作者：莫佳琳（1977~），女，廣東佛山人，博士，高級工程師；主要從事食品檢測技術研究。maggeimo@163.com

作者簡介：李寶升（1984~），女， 遼寧遼陽人，助理工程師；主要從事食品檢測技術研究。

基金項目：廣西科技計劃項目（桂科攻14122006-3）。

收稿日期：2015-12-03

文章編號：1009-220X(2016)01-0010-05

DOI:10.16560/j.cnki.gzhx.20160108

中圖分類號：O657.63

文獻標識碼：A