朱有濤，張遐*，邵梅，彭超，李佳寬，李珺

1. 武漢食品化妝品檢驗(yàn)所（武漢 430012）；2. 武漢產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所（武漢 430047）

大豆原產(chǎn)于中國，在世界各地被廣泛種植，是人體優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的主要來源，大豆素火腿是中國傳統(tǒng)的風(fēng)味美食，富含豐富的大豆蛋白[1-3]?，F(xiàn)代大豆素火腿的生產(chǎn)工藝，一般以擠壓膨化后的大豆組織為原料，擠壓膨化后的大豆蛋白分子有“肉”的咀嚼感和組織形態(tài)，脂肪含量低，不含膽固醇，蛋白質(zhì)含量較高，可用來生產(chǎn)仿肉制品和人造肉，如大豆素火腿、雞腿菇素火腿等[4-5]。在大豆素火腿的生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸過程中，會接觸到大量金屬設(shè)備，尤其在擠壓、膨化過程，會在較高溫度下接觸金屬設(shè)備，可能會對大豆素火腿造成重金屬污染。由于重金屬通常具有持久性、累積性和循環(huán)性的特點(diǎn)，并可通過各種途徑對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成一定風(fēng)險。因此，監(jiān)測大豆素火腿中的金屬殘留具有重要現(xiàn)實(shí)意義[6-9]。

目前，關(guān)于大豆素火腿中金屬監(jiān)測的研究極少[10-14]，試驗(yàn)開發(fā)一種采用微波消解儀消解大豆素火腿樣品，濃硝酸-H2O2（8︰2，V/V）混合消解液為消解體系，電感耦合等離子體-三重四級桿質(zhì)譜儀檢測樣品中的鉛、鉻、砷、鐵、錳、鎘、鋁金屬殘留的分析方法。試驗(yàn)證明，該方法具有前處理簡單、檢出限低、檢測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠等優(yōu)點(diǎn)，適用于大豆素火腿中金屬殘留的監(jiān)測。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（Thermo I-CAP Q型，美國熱電公司）；微波消解儀（CEM MARS6型，美國CEM公司）；電子天平（XS205 DU型，0.01 mg，瑞士梅特勒公司）；智能石墨消解儀（GD40型，成都奧普樂公司）；移液槍（Eppendorf 30～300 μL，德國艾本德公司）；純水處理器（Milli-Q Advantage A10型，美國密理博公司）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、試劑

標(biāo)準(zhǔn)溶液：鉛、鉻、砷、鐵、錳、鎘、鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液，質(zhì)量濃度均為1 000 mg/L（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；內(nèi)標(biāo)溶液：鈧、鍺、鉍、銠、錸、銦質(zhì)量濃度為1 000 mg/L（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；硝酸、鹽酸、H2O2、高氯酸（均為分析純，國藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑有限公司）。

1.3 溶液配制

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)儲備溶液

取鉛、鉻、砷、鐵、錳、鎘、鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液，準(zhǔn)確吸取0.5 mL各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液至50 mL量瓶中，加2%稀硝酸溶液定容至刻度，搖勻；準(zhǔn)確吸取0.5 mL該溶液至500 mL量瓶中，加2%稀硝酸溶液定容至刻度，搖勻，即得。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液

取1.3.1小節(jié)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)儲備溶液，分別準(zhǔn)確吸取一定量溶液置于50 mL量瓶中，各元素質(zhì)量濃度依次為0.25，1.00，4.00，8.00，15.00和25.00 μg/L，加2%稀硝酸溶液定容至刻度，搖勻，即得。

1.3.3 內(nèi)標(biāo)溶液

準(zhǔn)確吸取鈧、鍺、鉍、銠、錸、銦標(biāo)準(zhǔn)溶液，各0.5 mL，置于50 mL量瓶中，加2%稀硝酸溶液定容至刻度，搖勻；準(zhǔn)確吸取0.5 mL該溶液，至500 mL量瓶中，加2%稀硝酸溶液定容至刻度，搖勻，即得。

1.4 儀器條件

1.4.1 質(zhì)譜參數(shù)

使用調(diào)諧液自動調(diào)整儀器各項(xiàng)指標(biāo)，使儀器分辨率、氧化物、靈敏度、矩管位置等各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到最優(yōu)條件。調(diào)諧后的質(zhì)譜參數(shù)見表1。

表1 質(zhì)譜參數(shù)

1.4.2 微波消解升溫程序

開啟微波消解儀，待儀器穩(wěn)定20 min后，將加酸后的樣品置于消解罐中，放入微波消解儀中，按表2升溫程序進(jìn)行消解，得樣品消解液。消解升溫程序見表2。

2 結(jié)果與討論

2.1 前處理方法的選擇

選擇合適的前處理方法，是金屬殘留檢測的前提，因?yàn)樗鼘φ麄€檢測過程的影響尤為重要。常用的消解方法主要有干法消解、濕法消解和微波消解。干法消解和濕法消解預(yù)處理時間較長，約占試驗(yàn)分析整個過程的60%，試驗(yàn)效率低；干法消解和濕法消解為敞口式消解，對于鋁、砷等易揮發(fā)性金屬元素會造成一定損失，檢測結(jié)果偏低；濕法消解在消解過程中需要不斷補(bǔ)充酸，試劑消耗量較大，環(huán)境友好度較差。微波消解在密閉環(huán)境下進(jìn)行樣品消化，環(huán)境友好度高；對于易揮發(fā)性金屬元素，能避免揮發(fā)損失，檢測結(jié)果準(zhǔn)確；試劑用量較少，環(huán)境友好度高。故試驗(yàn)選擇微波消解方法作為前處理的消解方法。

2.2 消解酸體系的選擇

大豆素火腿樣品中（稱量范圍0.2～0.5 g），基質(zhì)較為復(fù)雜，含蛋白質(zhì)、鹽類、油脂、淀粉等化合物。金屬殘留檢測常用的消解酸：濃硝酸是最為常見的一種可以單獨(dú)使用的消解用氧化性酸，在加熱條件下可緩慢、溫和、安全地分解大部分食品。但由于大豆素火腿中含有油脂、淀粉量較大，單純使用濃硝酸會使樣品消解時間拉長，而且容易出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，不宜單獨(dú)使用；加入一定量高氯酸，會引入氯的干擾，對部分金屬檢測造成干擾，且高氯酸在密閉條件下易爆，因此不宜使用；用濃硝酸-H2O2（8︰2，V/V）混合的消解酸體系，消解時間短、消解效果好，且減少試劑的用量和引入的干擾，故選擇濃硝酸-H2O2（8︰2，V/V）作為試驗(yàn)用的消解酸體系。

2.3 質(zhì)譜干擾消除

與金屬殘留檢測常用的原子吸收法相比較，ICPMS法不必考慮金屬元素的分析譜線影響，且ICP-MS法有較高的靈敏度，調(diào)諧后的質(zhì)譜儀，不需著重于靈敏度調(diào)試。但I(xiàn)CP-MS法中的質(zhì)譜干擾也是一種嚴(yán)重的干擾形式，常見的有同質(zhì)異位素重疊的干擾、多原子和離子干擾，氧化物、氫化物和雙電荷干擾等。典型的37Cl對53Cr的干擾，會造成Cr空白值的異常偏高。在研究有基質(zhì)元素形成的多原子的離子時，選擇不易受到干擾的同位素進(jìn)行定量，可有效消除質(zhì)譜干擾。試驗(yàn)選擇待測元素質(zhì)量數(shù)見表3。

表2 微波消解程序

表3 待測元素質(zhì)量數(shù)

2.4 內(nèi)標(biāo)校正

重金屬檢測過程中，受到非質(zhì)譜的主要干擾有空間電荷效應(yīng)、易電離元素干擾和總?cè)芙夤腆w干擾等。通過在線引入內(nèi)標(biāo)元素，補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)曲線與樣品間的基質(zhì)差異導(dǎo)致的結(jié)果偏差，選取合適的內(nèi)標(biāo)元素校正待測元素，可有效避免非質(zhì)譜干擾，如208Pb，內(nèi)標(biāo)校正元素為185Re和209Bi；52Cr，內(nèi)標(biāo)校正元素為45Sc和72Ge等。根據(jù)實(shí)際測定內(nèi)標(biāo)響應(yīng)值和預(yù)期內(nèi)標(biāo)響應(yīng)值之比，校正待測元素的響應(yīng)值，消除非質(zhì)譜干擾，提高待測元素檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)線性曲線、相關(guān)系數(shù)及檢出限

取1.3.1小節(jié)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)儲備溶液，分別準(zhǔn)確吸取一定量溶液置于50 mL量瓶中，各元素質(zhì)量濃度依次為0.25，1.00，4.00，8.00，15.00和25.00 μg/L，加2%稀硝酸溶液定容至刻度，搖勻，即得；待質(zhì)譜儀穩(wěn)定后，各濃度點(diǎn)分別進(jìn)樣，內(nèi)標(biāo)法校正，根據(jù)響應(yīng)值（Y）與其對應(yīng)的濃度（X）繪制標(biāo)準(zhǔn)線性曲線，以3倍信噪比計(jì)算檢出限。試驗(yàn)表明，各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系良好，線性系數(shù)均高于0.990。結(jié)果見表4。

2.6 實(shí)際加標(biāo)回收率

實(shí)際樣品加標(biāo)回收是考察試驗(yàn)方法對待測元素檢測結(jié)果準(zhǔn)確度的重要指標(biāo)。根據(jù)GB/T 27404—2008要求，試驗(yàn)選擇標(biāo)準(zhǔn)線性曲線范圍內(nèi)的低、中、高3點(diǎn)作為考察實(shí)際樣品加標(biāo)回收的情況。取大豆素火腿樣品，分別加入一定量標(biāo)準(zhǔn)溶液，按微波消解程序進(jìn)行樣品前處理，制成含各元素加標(biāo)量依次為0.012 5，0.2和0.75 mg/kg樣品溶液，進(jìn)樣分析，內(nèi)標(biāo)法校正，計(jì)算實(shí)際樣品加標(biāo)回收率。試驗(yàn)表明，7種待測元素的加標(biāo)回收率范圍為80.8%～118.1%。結(jié)果見表5。

2.7 重復(fù)性和精密度試驗(yàn)

取大豆素火腿樣品，準(zhǔn)確稱取約0.2 g，置于消解罐中，加入一定量標(biāo)準(zhǔn)溶液，按微波消解程序進(jìn)行樣品前處理，制成含各元素加標(biāo)質(zhì)量濃度為0.5 μg/L樣品溶液，同法配制6份樣品溶液，進(jìn)樣分析，內(nèi)標(biāo)法校正，計(jì)算各元素重復(fù)性的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差；再取其中一份溶液，連續(xù)進(jìn)樣6次，計(jì)算各元素精密度的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。試驗(yàn)表明，重復(fù)性相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.15%～4.67%之間；精密度的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.34%～3.28%之間，證明該方法有較好的重復(fù)性和精密度。

2.8 實(shí)際樣品測定

分別取5種不同品牌大豆素火腿樣品（編號分別為1#～5#），用組織粉碎機(jī)粉碎后，準(zhǔn)確稱取約0.2 g，置于消解罐中，加8 mL濃硝酸、2 mL H2O2，旋緊消解蓋，按微波消解程序進(jìn)行樣品前處理，處理完畢后，進(jìn)樣分析，內(nèi)標(biāo)法校正，計(jì)算實(shí)際樣品檢測結(jié)果。結(jié)果見表6。

表5 加標(biāo)回收試驗(yàn)

表6 實(shí)際樣品檢測結(jié)果 μg/kg

3 結(jié)論

試驗(yàn)建立一種采用微波消解方法對樣品進(jìn)行消解前處理，電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測大豆素火腿中的鉛、鉻、砷、鐵、錳、鎘、鋁金屬殘留的分析方法。對試驗(yàn)前處理方法進(jìn)行了選擇；優(yōu)化消解酸體系，采用濃硝酸-H2O2（8︰2，V/V）混合的消解酸體系；優(yōu)化待測元素的質(zhì)量數(shù)；采用內(nèi)標(biāo)法消除質(zhì)譜干擾；對方法的線性曲線、檢出限、重復(fù)性、精密度、加標(biāo)回收進(jìn)行考察，結(jié)果表明，該方法具有前處理簡單、檢出限低、重復(fù)性好、檢測結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，可用于大豆素火腿中的重金屬殘留檢測，為更好地控制大豆素產(chǎn)品質(zhì)量提供技術(shù)依據(jù)。