周陶鴻 程 慧 林 津 黃 徽 彭青枝 萬旭剛 胡家勇

(湖北省食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院,武漢 430074)

溴酸根早在1992年就被世界衛(wèi)生組織確認(rèn)為氧化性致癌物，主要導(dǎo)致動(dòng)物的腎和膀胱組織發(fā)生癌變，人過量使用會(huì)損壞血液、中樞神經(jīng)和腎臟[1-3]。溴酸鉀作為小麥粉處理劑可加強(qiáng)其強(qiáng)度和彈性，從而顯著改善小麥粉的烘焙效果。雖然經(jīng)過發(fā)酵、醒發(fā)、烘焙等工藝后，溴酸鉀部分會(huì)轉(zhuǎn)化成其他形態(tài)，但是經(jīng)檢測(cè)證實(shí)其中仍會(huì)有較大的殘留量，我國于2005年宣布全面禁止在小麥粉中使用溴酸鉀[4-7]。

國內(nèi)對(duì)于食品中低濃度的溴污染物尚無充分檢測(cè)研究，F(xiàn)AD/WHC聯(lián)合殘留農(nóng)業(yè)專家委員會(huì)的報(bào)告認(rèn)為人體每日允許的溴攝入量是1.0 mg/kg[8-9]。美國環(huán)保署對(duì)食品內(nèi)或表面的無機(jī)溴化物制定了限量，過量的溴元素進(jìn)入人體會(huì)產(chǎn)生中毒[10-14]。我國出口的茶葉、蔬菜、水果等均需檢測(cè)溴化物含量[15-18]，而通常食品中的溴化物低于1 mg/kg，常規(guī)理化、液相及離子色譜均無法檢測(cè)。目前我國檢測(cè)小麥粉中溴酸鹽的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20188—2006容易出現(xiàn)假陽性結(jié)果，因?yàn)殡x子色譜的電導(dǎo)檢測(cè)器對(duì)于樣品中氯離子響應(yīng)靈敏，從而導(dǎo)致溴酸根的色譜峰被掩蓋，在檢測(cè)低濃度的溴酸鹽時(shí)具有一定難度[19-20]。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀檢出限大大低于電導(dǎo)檢測(cè)器，線性動(dòng)態(tài)范圍寬[21-22]，并且能夠避免面制品中有機(jī)酸和陰離子的干擾。根據(jù)國標(biāo)檢測(cè)食品中溴酸鹽同時(shí)建立了ICP-MS測(cè)定食品中溴酸鹽的方法，另外利用HPLC-ICP-MS分析食品中各種形態(tài)溴的含量驗(yàn)證了ICP-MS法測(cè)定溴酸鹽的可行性。10批小麥粉、10批面條及10批大米的檢測(cè)結(jié)果顯示所檢米面食品中溴酸鹽均為未檢出，但是溴離子含量足以引起重視。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

8800 ICP-MS：Agilent；nexion350x ICP-MS：PerkinElmer；Dionex UltiMate 3000液相色譜儀：Thermo；iCAP Q ICP-MS(帶聯(lián)用工作站)：Thermo；Purelab Chorusl超純水器：威立雅水處理技術(shù)(英國)有限公司；Cleanert IC-Ag/H；SB25-12DTS超聲波清洗機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 樣品處理

稱取試樣3.0 g于50 mL離心管中，定量加入30 mL的超純水后混勻。超聲提取30 min，每隔5 min震蕩一次。再以3 900 r/min離心5 min后，收集上清液于離心管中，重復(fù)提取1次，合并提取液。取提取液10 mL用10%氨水調(diào)pH值至9.0，經(jīng)0.25 μm水相濾膜過濾，此為待測(cè)樣液。

1.3 ICP-MS法

1.3.1 ICP-MS法工作條件

功率：1 600 W；輔助氣流量：1.2 L/min；霧化氣流量：0.96 L/min；等離子氣流量：18.0 L/min；采集質(zhì)量數(shù)：溴79；模式:KED；碰撞氣：He 3.0 mL/min。

1.4 HPLC-ICP-MS法驗(yàn)證

1.4.1 HPLC-ICP-MS工作條件

Dionex IonPaxAG19陰離子柱(4 mm×50 mm)；流動(dòng)相：1%甲醇(50 mmol/L硝酸銨，氨水調(diào)pH 9.0)，等度洗脫，0.4 mL/min；柱溫室溫；進(jìn)樣量20 μL?；鞓?biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

2 結(jié)果與分析

2.1 ICP-MS條件的選擇及其質(zhì)譜干擾

由于溴的電離能較高，溴在ICP-MS上的靈敏度相比其他元素要低，所以要針對(duì)溴進(jìn)行儀器工作條件的優(yōu)化。在質(zhì)量數(shù)選擇方面，溴有79和81 2個(gè)同位素，豐度分別為50.54%和49.46%，因81Br有40Ar40Ar1H的干擾，本底要比79Br高4～5倍，故用79Br作為測(cè)量質(zhì)量數(shù)。但79Br同樣存在39Kr40Ar，Cu63O16，1H78Se的干擾問題[4,17]。圖1給出了不同濃度K和Se對(duì)79Br的影響，可見在食品中K%小于2%，Se%小于1%時(shí)，KED模式基本無影響，且實(shí)際樣品中這2種元素的含量遠(yuǎn)低于此水平。同時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)Ag/H柱可以完全除去樣品中的K和Cu等陽離子，幾種金屬多原子離子干擾可被完全消除。

圖1 不同濃度K和Se對(duì)在ICP-MS上響應(yīng)值的影響

2.2 方法學(xué)驗(yàn)證

2.2.1 方法線性范圍及檢出線

在本實(shí)驗(yàn)所確定的實(shí)驗(yàn)條件下，分別將標(biāo)準(zhǔn)工作溶液依次進(jìn)樣測(cè)定。以標(biāo)準(zhǔn)溶液中溴酸鹽濃度為橫坐標(biāo)，以對(duì)應(yīng)峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。溴酸鹽在0.5～50.0 μg/mL范圍內(nèi)呈良好線性相關(guān)性，線性方程為y=193 36x+696.66，相關(guān)系數(shù)為1.000 0；根據(jù)3倍信噪比確定其方法檢出線為0.05 mg/kg。

2.2.2 方法的回收率及精密度

試樣中添加不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使溴酸鹽的含量水平分別為2、10、50 μg/kg，充分混勻，使標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品充分混合均勻，每個(gè)添加水平重復(fù)測(cè)定6次，結(jié)果顯示低濃度加標(biāo)回收率在83.5%～92.8%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.53%～3.28%，高濃度加標(biāo)回收率在91.9%～100.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.12%～3.63%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。以上結(jié)果表明本方法的回收率和精密度較好符合GB/T 27404—2008《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》對(duì)回收率和精密度的要求。

2.3 酸提取、堿提取、水提取3種提取效果比較

表1 加標(biāo)回收及精密度實(shí)驗(yàn)(n=6)

注：1號(hào)樣品為蔬菜,2號(hào)樣品為牛奶,3號(hào)樣品為魚。

2.4 Ag/H柱除Br-

2.6 實(shí)際樣品分析與HPLC-ICP-MS驗(yàn)證

圖和Br-混合標(biāo)液過Ag/H柱后在ICP-MS上的回收率

圖和Br-混合標(biāo)液以不同流速過Ag/H柱后在ICP-MS上的回收率

圖4 面條樣品在KED、STD模式的色譜圖和10 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液圖

表2 食品中水溶性溴化物及溴酸鹽測(cè)定結(jié)果

模式時(shí)，雜峰立即消失。提高He氣流量對(duì)降低背景很有用，但背景等效濃度無變化，故選用KED模式測(cè)定，氣流量3 mL/min。

2.7 ICP-MS法與HPLC-ICP-MS法比較

表3 樣品中的含量測(cè)定結(jié)果

表2表明，小麥粉中添加溴酸鹽后ICP-MS和HPLC-ICP-MS測(cè)定結(jié)果相近，ICP-MS結(jié)果稍低，可能是因?yàn)檫^柱有少量損失(國標(biāo)方法同樣存在過柱損失)；烘焙后溴酸鉀回收率降低，可能其部分轉(zhuǎn)化為有機(jī)溴；小麥粉加工成面包后質(zhì)量變化也有可能導(dǎo)致回收率變化。

3 結(jié)論

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