（天津出入境檢驗檢疫局，天津300461）

腌制是將食鹽大量滲入食品組織內(nèi)達(dá)到保藏食品的目的，通過這種手段加工的食品稱為腌制品。目前國家標(biāo)準(zhǔn)對腌制品中鉛的檢測并無特殊規(guī)定，一般采用普通食品檢測所規(guī)定的石墨爐原子吸收法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、二硫腙比色法、火焰原子吸收法等[1]。但是腌制品中通常含有較高濃度的氯化鈉，當(dāng)使用石墨爐原子吸收光譜法檢測時，過高的氯化鈉會在分析過程中產(chǎn)生明顯的背景干擾[2-5]，并且會縮短石墨管的使用壽命，提高檢測成本；當(dāng)使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（Inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）或電感耦合等離子原子發(fā)射光譜（Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrom－etry，ICP-OES）檢測時，鹽分則容易在霧化器和椎孔處沉積對儀器帶來損傷[6-8]，同時也有可能帶來多原子的干擾[9-10]；當(dāng)使用萃取-火焰原子吸收和二硫腙比色法時，操作復(fù)雜，重現(xiàn)性和選擇性較差[11-12]，并且需要使用揮發(fā)性較強的有機試劑，對操作人員的健康會產(chǎn)生一定的影響。此外，有研究通過添加基體改進(jìn)劑[13-15]或基體匹配[16-17]的方法去除高鹽分的干擾，但是基體改進(jìn)劑法會在一定程度上增加樣品空白，從而影響檢出限；而基體匹配的方法并沒有從根本上解決干擾的問題。

固相萃取方法是解決上述問題的有效途徑之一[18-25]。固相萃取技術(shù)利用待測物在不同介質(zhì)中被吸附能力的不同而將目標(biāo)物與基體分離，實現(xiàn)待測物的提純和濃縮，從而去除復(fù)雜基體在檢測中帶來的干擾，并可以大大提高痕量待測物的檢出能力。本文基于上述原理，開發(fā)了一種固相萃取-原子吸收光譜法聯(lián)用檢測腌制品中鉛的方法，使用螯合樹脂作為固相萃取材料對腌制品消解液進(jìn)行固相萃取，實現(xiàn)了鉛離子與含高濃度氯化鈉基體的有效分離，從根本上去除了基體的干擾。

1　材料與方法

1.1　主要儀器與試劑

AA900型原子吸收光譜儀：PE公司；MARS 5型微波消解儀：美國CEM公司；Milli-Q A10型超純水制備儀：Millipore公司；ME 203型電子天平（萬分之一）：梅特勒公司。試驗用超純水、小型離子交換柱：自制；30%過氧化氫（Mos級）：天津風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；70%硝酸（電子級）：默克公司；鈉元素、鉛元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（1 000mg/L）：國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院生產(chǎn)國家標(biāo)準(zhǔn)試劑（GBW）。

1.2　儀器工作條件

1.2.1　微波消解儀工作程序

樣品微波消解程序見表1。

表1　樣品微波消解程序Table 1　Microwave digestion process

1.2.2　原子吸收光譜儀測定鉛的條件

燈電流10 mA，波長283.3 nm，狹縫0.7 nm，檢測方式為石墨爐原子吸收。具體升溫程序見表2。

1.2.3　原子吸收光譜儀測定鈉的條件

燈電流8 mA，波長589.0 nm，狹縫0.2 nm，檢測方式為火焰原子吸收，空氣流量為10.0 L/min，乙炔氣流量為2.5 L/min。

1.3　樣品前處理方法

準(zhǔn)確稱取1.0 g腌制品，精確至0.001 g，置于微波消解管中，向微波消解管中依次加入2 mL過氧化氫、4 mL硝酸，室溫放置30 min后，密閉微波消解管并放入微波消解儀，按照設(shè)定的消解程序進(jìn)行消解。消解完畢后將消解管降至常溫，將消解液進(jìn)行趕酸處理，用去醋酸銨緩沖溶液將鹽分溶解，并轉(zhuǎn)移至50 mL塑料容量瓶中，用醋酸銨緩沖溶液涮洗消解管2次～3次，清洗液同樣轉(zhuǎn)移至容量瓶中，然后用醋酸銨緩沖溶液定容至刻度，搖勻后得測試液；同時做試劑空白。

1.4　固相萃取柱的制備

固相萃取柱選用5 mL針筒型聚丙烯管，先在柱底部墊一片多孔聚乙烯篩板，再將適量的樹脂裝入聚丙烯管內(nèi)，最后在樹脂上方用一片多孔聚乙烯篩板壓實。樹脂層高可根據(jù)實際需要自行選擇，通常0.5 g即可。

1.5　固相萃取過程

首先用10 mL質(zhì)量濃度為5%的稀硝酸清洗萃取柱，再用10 mL pH值為6、濃度為20 mmol的醋酸鹽緩沖溶液活化萃取柱，最后用10 mL去離子水清洗萃取柱。取20 mL待測樣液過已活化的固相萃取柱，流速控制在1 mL/min，棄去流出液，用10 mL去離子水沖洗固相萃取柱，再用10 mL 5%硝酸解吸重金屬離子，收集流出液并定容至10 mL，固相萃取柱可經(jīng)再次活化重復(fù)使用。

2　結(jié)果與分析

2.1　固相萃取材料的選擇

為了找到最合適的吸附材料，考察了下列幾種樹脂，陽離子交換樹脂（Bio Rad 50-X8）；螯合樹脂（亞氨基二乙酸型和硫脲型）；萃淋樹脂（TBP萃淋樹脂、7402萃淋樹脂、Amberlite類型的 XAD-3、XAD-4XAD-1180）等。陽離子交換樹脂具有廣譜性，無法去除堿金屬和堿土金屬的干擾；亞氨基二乙酸基團修飾的螯合樹脂可以有效去除堿金屬的干擾，并且能夠去除90%以上的堿土金屬的干擾；硫脲型離子交換樹脂可以有效去除堿金屬的干擾，但是無法去除堿土金屬的干擾；萃淋樹脂使用壽命較短，可重復(fù)性利用度不高。對比來看，亞氨基二乙酸型螯合樹脂最適合試驗要求，因而選定其為固相萃取材料。

2.2　螯合樹脂的負(fù)載能力和適用pH值范圍

利用螯合樹脂進(jìn)行溶液中鉛離子的吸附時，為確保將鉛離子全部吸附，防止出現(xiàn)吸附飽和，就需要測定其對鉛離子的吸附容量，這對準(zhǔn)確測定食品中重金屬的含量有重要意義。稱取1.0 g樹脂于7個100 mL的具塞三角燒杯中，再加入不同pH值的溶液，然后分別加入1 000 μg待測離子，將三角燒瓶置于搖床動態(tài)吸附24 h后，測量溶液中剩余待測離子的濃度，計算溶液中殘留待測離子量，并通過差值反推樹脂吸附待測離子的總量，樹脂吸附容量見圖1。

圖1　溶液pH值與吸附能力關(guān)系Fig.1　Effect of pH on the adsorption capacity

由圖1可以看出，亞氨基二乙酸基團修飾的螯合樹脂對鉛的吸附效果非常好，吸附容量在9.2mg/g～9.9mg/g，完全滿足日常檢測的要求。

螯合樹脂吸附鉛離子是螯合反應(yīng)，所以pH值對金屬離子在樹脂上的吸附能力有很大影響[18]?？疾炝讼后w系pH值對螯合樹脂吸附鉛離子的影響。由圖1可以看出，當(dāng)溶液pH值在2以下時，溶液中的氫離子與金屬離子競爭螯合位點，樹脂吸附能力較小；隨著pH值增大，樹脂對鉛離子的吸附能力逐漸增強，在pH 5.5～6.5時時吸附容量最大。因此進(jìn)行固相萃取試驗時，溶液pH值選擇5.5～6.5效果最佳。

2.3　螯合樹脂去除基底能力研究

在固相萃取試驗過程中，對每毫升流出液中鉛和鈉的濃度進(jìn)行實時監(jiān)測，并繪制洗脫曲線考察鈉離子和鉛離子的分離效果，如圖2所示。

圖2　鈉離子和鉛離子淋洗曲線Fig.2　Elution curve for Na+and Pb2+

由圖2可以看出，1 mL～10 mL為上樣過程，螯合樹脂并不吸附鈉離子，很快流出液中即可檢測出高濃度的鈉離子，但是鉛離子被萃取柱完全吸附，流出液中鉛離子濃度為零；11 mL～20 mL為去離子水清洗固相萃取柱的過程，在清洗過程的前7 mL，柱中殘留的鈉離子被洗出，鉛離子濃度仍舊為零，未被洗出；在去離子水清洗過程的后3 mL，鈉離子和鉛離子濃度均為零，說明固相萃取柱中殘留的鈉離子已被完全洗出，鉛離子仍舊吸附于萃取柱中；21 mL～30 mL為5%硝酸解吸附過程，此過程中鉛離子從螯合樹脂上脫離，洗出液中鉛離子濃度在很快達(dá)到高峰后逐漸降低，直至未檢出，說明鉛離子完全被洗出。由此可以看出，鉛離子和鈉離子在不同時間段分別從固相萃取柱中流出，實現(xiàn)了有效分離。

2.4　抗干擾能力測試

食品中重金屬元素檢測的挑戰(zhàn)性在于待測元素通常含量較低，而基體中的常量元素 Na、K、Ca、Mg、Cl等的含量高，極易對測定過程帶來干擾[26-28]。此外，含有螯合基團的樹脂一般可以與多種金屬元素相結(jié)合，食品樣品中通常含有一定量的Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素，有可能存在與待測離子的競爭螯合位點的情況，并影響待測離子的檢測效果。因此，為研究固相萃取柱的抗干擾能力，向待測樣品溶液中添加一定濃度的共存離子，然后按照前述萃取測定步驟進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示，常見金屬離子不會對鉛的測定產(chǎn)生干擾，待測元素的加標(biāo)回收率在97.1%～102.3%之間，滿足日常檢測的要求，結(jié)果見表3。

表3　共存離子的影響Table 3　The effect of coexisting ions

2.5　線性方程及重復(fù)性

試驗中以 0、5、10、20、30、40、50 μg/L 為濃度梯度做線性曲線，線性方程為Y=0.003 2X+0.002 9，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 3。以榨菜作為試驗樣品驗證方法的重復(fù)性，平行試驗6次，RSD為2.6%，滿足檢測要求。方法的重復(fù)性見表4。

表4　方法的重復(fù)性Table 4　Repeatability of this method

2.6　檢出限和定量限

根據(jù)國際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）對檢出限和定量限作出的規(guī)定，試驗中選取空白咸鴨蛋樣品中加標(biāo)，當(dāng)測定吸光度值為噪音響應(yīng)值3倍時，所對應(yīng)的加標(biāo)濃度為本方法的檢出限；當(dāng)測定吸光度值為噪音響應(yīng)值十倍時，所對應(yīng)的加標(biāo)濃度為本方法的定量檢出限。當(dāng)取樣量為1.0 g，定容體積為50 mL，上柱體積為20 mL，洗脫后定容體積為10 mL時，本方法的檢出限為0.01mg/kg，定量檢出限為0.03mg/kg，滿足日常檢測的要求。

2.7　方法應(yīng)用

應(yīng)用本方法，對隨機抽樣的5種腌制樣品中鉛的含量進(jìn)行了檢測，腌制品種類覆蓋了市場常見的腌制品種類（包括腌制肉制品、腌制蔬菜制品、腌制蛋類制品）。按照本試驗方法，測定各腌制品中鉛的含量，同時進(jìn)行高、低兩梯度加標(biāo)回收試驗，結(jié)果列于表5。

表5　不同種類腌制品加標(biāo)回收率和精密度試驗Table 5　Recovery and precision test（n=6）with different kinds of pickled products

從表中結(jié)果可以看出，高低兩種梯度加標(biāo)回收率在95%～106.7%之間，RSD在1.8%～5.2%之間，表明本方法完全符合食品日常檢測要求。

3　結(jié)論

腌制品中的高鹽成分會嚴(yán)重影響鉛的測定，本研究將固相萃取技術(shù)與原子吸收光譜法聯(lián)用，成功解決了腌制品中痕量鉛的檢測問題。固相萃取技術(shù)實現(xiàn)了待測元素和氯化鈉的有效分離，避免了采用原子吸收光譜法檢測時的基體干擾問題，大大提高了腌制品中鉛元素檢測的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。采用本方法開展了5種腌制品中鉛的測定和加標(biāo)試驗，結(jié)果顯示本方法簡單、有效，完全可以滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。本方法所需耗材廉價、儀器簡單、可操作性強，滿足樣品高通量前處理的要求，適用于日常食品檢測。

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