馬占雄，馬福林

（青海省鹽化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，青海格爾木816000）

黑果枸杞藏藥稱為“旁瑪”，為茄科、茄族、枸杞亞族、枸杞屬多年生灌木，具棘刺，漿果球形，成熟后紫黑色，有很高的光合效率和較強(qiáng)抗逆性，是我國西北特有的抗鹽抗旱野生植物種[1，2]。分布于新疆、西藏、青海、甘肅、寧夏、陜西北部，中亞、高加索和歐洲亦有[3～4]。黑果枸杞果實味甜多汁，含豐富的維生素、有機(jī)酸及糖類，民間常生食或榨汁做飲料；黑果枸杞也具有一定的醫(yī)療保健功能，其味甘、性平、清心熱，藏藥用于治療心熱病、心臟病、月經(jīng)不調(diào)、停經(jīng)等病癥，并且藥效顯著，被收載于《四部醫(yī)典》、《晶珠本草》等藏醫(yī)藥經(jīng)典著作中[5]；《維吾爾藥志》記載，維吾爾醫(yī)生常用黑果枸杞及根皮治療尿道結(jié)石、月經(jīng)不調(diào)、癬疥、牙齦出血等病癥，民間用作滋補(bǔ)壯陽、明目及降壓藥[6～9]。

目前，人們生活水平的不斷提高，對于食品的安全性越來越重視，因此如何尋找一種精確、快速、安全、方便的測定黑果枸杞中鉛、鎘含量的方法有著重要的意義。當(dāng)人體食用了含有重金屬鉛、鎘的黑果枸杞后，重金屬會在人體內(nèi)沉積到一定含量會嚴(yán)重危害人體健康。我國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)《食品中污染物限量》GB 2762-2017中規(guī)定，果醬和其他小粒水果中鉛元素限量值為不大于0.2mg/kg，食品中鎘元素限量值為不大于0.1mg/kg。因此檢測黑果枸杞中重金屬鉛、鎘殘留有著重要的意義[10～13]。

1 實驗部分

黑果枸杞中鉛、鎘元素含量的樣品消化方法主要有濕法消解、干法灰化消解、微波消解等；黑果枸杞中鉛、鎘的測試手段主要有分光光度法、萃取—焰原子吸收光譜法[14]、石墨爐原子吸收光譜法[15]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[16]等。文章結(jié)合幾種方法的優(yōu)劣及實驗室現(xiàn)實情況，選用微波消解法，石墨爐原子吸收光譜法分析肉類食物中鉛、鎘元素含量。

1.1 實驗材料及試劑

材料：不同地區(qū)成熟干果黑果枸杞各一袋，約500g。

試劑：硝酸（優(yōu)級純）、雙氧水（分析純）、硝酸鈀（分析純）、抗壞血酸（分析純）、硝酸鎂（分析純）、磷酸氫二銨（分析純）等。實驗用水為電阻率18.2MΩ·cm的高純水。

標(biāo)準(zhǔn)儲備液：1000μg/mL鉛、鎘單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）。

1.2 實驗儀器及工作條件

1.2.1 實驗儀器

美國PerkinElmer-AA800型原子吸收分光光度計，配有相應(yīng)的自動進(jìn)樣器、空心陰極燈和熱解涂層石墨管；MD4458微波快速消解系統(tǒng)（美國CEMMARS）；GST25-20趕酸儀（天津市萊玻特瑞儀器設(shè)備有限公司）；SC-404型智能控溫電加熱板（浙江省上虞市銀河測試儀器廠）；CPA324S型電子天平（德國賽多利斯）；HC-1000Y型粉碎機(jī)機(jī)（永康市天祺盛世工貿(mào)有限公司）；

容量瓶，移液管等玻璃器皿（使用前用10%王水浸泡過夜后用，分別用自來水，高純水洗凈晾干）。

1.2.2 儀器工作條件

WX-4000微波快速消解系統(tǒng)工作條件見表1所示。

表1 WX-4000微波快速消解系統(tǒng)工作條件

PE-AA800型原子吸收分光光度計工作條件見表2所示。

表2 WX-4000微波快速消解系統(tǒng)工作條件

PE-A800型石墨爐原子吸收分光光度計測定鉛、鎘加熱程序見表3所示。

表3 PE-AA800型石墨爐原子吸收分光光度計加熱程序

1.3 樣品預(yù)處理

用HC-1000Y型粉碎機(jī)機(jī)分別將待測黑果枸杞樣品攪碎，精確稱取待測樣品0.5000g于微波消解罐中，加入15mL硝酸，5mL雙氧水，浸泡過夜后放置在SC-404型智能控溫電加熱器加熱進(jìn)行預(yù)消解，待大量棕色煙冒盡后，于MD4458微波快速消解系統(tǒng)上按照“表1.1”中消解條件將樣品進(jìn)行消解，當(dāng)微波消解系統(tǒng)溫度低于80℃后，打開微波消解儀，取出待測樣品，將待測樣品置于趕酸儀上，溫度調(diào)節(jié)為 120℃，樣品濃縮至2～5mL，冷卻后，將樣品轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，定容，搖勻，待用。同時做空白試驗[16]。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

1.4.1 鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確移取 1000μg/mL鉛單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL，于100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，定容，搖勻，此溶液中鉛濃度為100μg/mL；準(zhǔn)確吸取上述100μg/mL的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL，于100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，定容，搖勻，此溶液中鉛濃度為10μg/mL；準(zhǔn)確吸取10μg/mL的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL，于100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，定容，搖勻，此溶液中鉛濃度為1μg/mL。取6只50mL 的比色管，分別加入 0.0mL、0.1mL、0.25mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL 鉛濃度為 1μg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液，各加入1mL鹽酸，定容至刻度，并搖勻，得到濃 度 為 0.0μg/L、2.0μg/L、5.0μg/L、10.0μg/L、20.0μg/L、40.0μg/L 的鉛系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.4.2 鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

用移液管吸取1000μg/mL鎘單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL，于100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，定容，搖勻，此溶液中鎘濃度為100μg/mL；準(zhǔn)確吸取100μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL，于100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，定容，搖勻，此溶液中鎘濃度為 10μg/mL；準(zhǔn)確吸取 10μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL，于100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，定容，搖勻，此溶液中鎘濃度為1μg/mL；準(zhǔn)確吸取1μg/mL的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL，于100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，定容，搖勻，此溶液中鎘濃度為0.1μg/mL。取 6只 50mL的比色管，分別加入0.0mL、0.25mL、0.5mL、1mL、1.5mL、2mL 鎘濃度為0.1μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，各加入1mL鹽酸，定容至刻度，并搖勻，得到濃度為 0.0μg/L、0.5μg/L、1.0μg/L、2.0μg/L、3.0μg/L、4.0μg/L 的鎘系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2 實驗條件優(yōu)化

2.1 樣品消解條件的選擇

2.1.1 濕法消解

濕法消解是指將取一定量的待測樣品，放入錐形瓶或燒杯等簡單玻璃器皿中，加入一定量的硝酸、鹽酸、高氯酸或雙氧水等消解劑后，放在加熱裝置上直接加熱消解的一種方法。由于此方法在消解樣品時對于所使用設(shè)備要求不要、消解方法簡單而成為人們廣泛使用的一種樣品消解方法。但是該方法是在敞開體系中進(jìn)行消解，消解時產(chǎn)生的具有危害性的氣體會直接排放到環(huán)境中，對于環(huán)境和操作人員危害極大。

2.1.2 干法灰化消解

干法灰化消解是指取一定量的待消解樣品，放入耐高溫坩堝中，在馬弗爐中高溫（600℃左右）灼燒掉樣品中的有機(jī)組分，之后用硝酸或者鹽酸從殘渣中浸提待測金屬元素的一種方法。由于此方法在消解過程中會高溫加熱，可能會導(dǎo)致待測組分中鉛、鎘等元素?fù)p失，且該方法消解樣品時需要高溫加熱，對能源消耗較大，因此該方法的使用得到了極大的限制。

2.1.3 微波消解

微波消解法是近幾年來發(fā)展的一種新的樣品消解方法，是指取一定量的待測樣品，加入到消解罐中，先在加熱設(shè)備上進(jìn)行預(yù)消解，之后在微波消解儀上利用微波原理消解樣品。該消解方法由于消耗試劑量小、對環(huán)境污染小、消解徹底等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。

綜合考慮以上幾種消解方法的優(yōu)劣，實驗中選擇微波消解對于食品進(jìn)行消解。

2.2 石墨爐加熱程序的優(yōu)化

石墨爐加熱程序是否合適對于樣品測定結(jié)果的影響極大，因此要準(zhǔn)確測定黑果枸杞中鉛、鎘元素含量，對于加熱程序的優(yōu)化是極其重要的[18]。

2.2.1 干燥溫度及時間的選擇

干燥階段是為了將樣品中的溶劑完全的蒸發(fā)，干燥溫度和時間的確定是否合適對于吸光度的穩(wěn)定性和石墨管的壽命有著重要的影響。干燥溫度選擇時不僅要達(dá)到使溶劑全部蒸發(fā)掉且要防止溶液爆沸。因此實驗中選擇鉛、鎘的干燥溫度為80～140℃，時間為 30s。

2.2.2 灰化溫度及時間的選擇

灰化階段的目的是讓樣品中的有機(jī)質(zhì)組分全部被破壞且不會使待測組分造成損失。因此對灰化溫度進(jìn)行條件實驗，最終選擇鉛的灰化溫度為400℃，時間為 15s，鎘的灰化溫度為300℃，時間為15s。

2.2.3 原子化溫度及時間的選擇

原子化階段的目的是使待測元素轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂蓱B(tài)原子，之后測定待測元素在相應(yīng)空心陰極燈下對該元素的吸光度，因此原子化溫度是否合適對于方法的檢出限、測定結(jié)果的準(zhǔn)確程度有著極大的影響。原子化溫度太低，原子化程度不完全，使得測定結(jié)果偏低；原子化溫度過高，將嚴(yán)重影響石墨管的壽命且有可能使得待測元素?fù)p失，因此原子化溫度選擇時應(yīng)該使得原子化程度最高且溫度最低。因此實驗中選擇鉛的原子化溫度為2000℃，時間為2s，鎘的原子化溫度為1500℃，時間為 2s。

2.3 基體改進(jìn)劑的選擇

鉛、鎘元素屬于易揮發(fā)元素，當(dāng)沒有基體改進(jìn)劑加入時，鉛、鎘在原子化過程之前都會有一部分損失。為了保證基體被全部清除而減少對實驗結(jié)果的影響且使得鉛、鎘元素不會損失，實驗中需要加入基體改進(jìn)劑[19]。

在測定鉛時，嘗試用2%磷酸氫二銨、0.5%硝酸鈀做為基體改進(jìn)劑，結(jié)果表明：當(dāng)使用2%磷酸氫二銨、0.5%硝酸鈀做為基體改進(jìn)劑時，都具有穩(wěn)定的吸光度和較好的峰形，但是2%磷酸氫二銨做為基體改進(jìn)劑時，會出現(xiàn)爆沸現(xiàn)象，使得測定結(jié)果偏低，因此實驗中用0.5%硝酸鈀做為基體改進(jìn)劑。分別用10μg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入5μL、10μL、15μL 基體改進(jìn)劑，實驗結(jié)果表明：當(dāng)基體改進(jìn)劑加入量為10μL時，測定值與10μg/L最為接近。因此實驗確定0.5%硝酸鈀10μL做為測定黑果枸杞中鉛的基體改進(jìn)劑。

在測定鎘時，實驗用2%磷酸氫二銨、10%抗壞血酸、0.2%硝酸鎂做為基體改進(jìn)劑進(jìn)行嘗試，結(jié)果表明：當(dāng)利用2%磷酸氫二銨做為基體改進(jìn)劑時，基體效應(yīng)較小，使得所得鎘的吸光度穩(wěn)定，峰形好。分別用2μg/L的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入5μL、10μL、15μL 基體改進(jìn)劑，實驗結(jié)果表明：當(dāng)基體改進(jìn)劑加入量為10μL時，測定值與2μg/L最為接近。因此實驗中用2%磷酸氫二銨10μL做為測定黑果枸杞中鎘的基體改進(jìn)劑。

3 實驗結(jié)果

石墨爐原子吸收光譜法測定黑果枸杞中鉛、鎘時，實驗結(jié)果主要從校準(zhǔn)曲線、檢出限、精密度和準(zhǔn)確度幾方面來進(jìn)行評價[20～22]。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

在“表1”的儀器工作條件和“表2”的升溫程序下，分別測定步驟“1.4”中所配置的鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以相應(yīng)濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制黑果枸杞中鉛、鎘測定的校準(zhǔn)曲線，見圖1和圖2所示。

圖1 石墨爐原子吸收光譜法測定黑果枸杞中鉛校準(zhǔn)曲線

從圖1可以看出：石墨爐原子吸收光譜法測定黑果枸杞中鉛時，在0～40μg/L的線性范圍內(nèi)，校準(zhǔn)曲線線性關(guān)系為y=0.0095x+0.0059，相關(guān)性為R2=0.9995。

圖2 石墨爐原子吸收光譜法測定黑果枸杞中鎘校準(zhǔn)曲線

從圖2可以看出：石墨爐原子吸收光譜法測定黑果枸杞中鎘時，在0～4μg/L的線性范圍內(nèi)，校準(zhǔn)曲線線性關(guān)系式為y=0.0904x+0.0044，相關(guān)性為R2=0.9996。

3.2 檢出限的測定

在儀器工作條件下，將樣品空白溶液連續(xù)測定11次，計算11次測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，標(biāo)準(zhǔn)偏差的三倍即為石墨爐原子吸收光譜法測定黑果枸杞中鉛、鎘的檢出限，結(jié)果分別為0.571μg/L和0.125μg/L。

3.3 精密度實驗

實驗方法的精密度主要是靠多次重復(fù)測定樣品結(jié)果來進(jìn)行評價的。按照“步驟1.3”重復(fù)處理雞肉樣品6份，在儀器條件下進(jìn)行測定其中鉛、鎘含量，計算6次測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.21%和2.16%。

3.4 加標(biāo)回收率實驗

實驗方法的準(zhǔn)確度主要是靠樣品加標(biāo)回收率來進(jìn)行評價的。準(zhǔn)確稱取豬肉樣品3份，其中一份加入一定量的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，另一份加入一定量的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，另一份做為對照，按照“步驟1.3”處理樣品，之后再儀器條件下測定鉛、鎘加標(biāo)前和加標(biāo)后的含量，計算石墨爐原子吸收光譜法測定黑果枸杞中鉛、鎘含量的加標(biāo)回收率，結(jié)果分別為92.3%和94.6%。

3.5 實際樣品測定

按照“步驟1.3”分別處理格爾木、金魚湖、諾木洪、新疆等地區(qū)的樣品，在儀器條件下測定各種樣品中鉛、鎘含量，結(jié)果見表4所示。

表4 樣品測定結(jié)果

從表4可以看出，所測定的格爾木、金魚湖、諾木洪、新疆樣品中鉛、鎘含量結(jié)果均符合我國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)《食品中污染物限量》GB 2762-2017中規(guī)定的限量值。

4 結(jié)論

利用微波消解，石墨爐原子吸收光譜法測定幾種市售黑果枸杞中鉛、鎘元素含量時，該方法具有良好的線性范圍和線性范圍、較低的檢出限、較好的精密度和準(zhǔn)確度，可以滿足黑果枸杞中鉛、鎘元素含量的測定。