吳云芳，張紅梅，姜 宏，王曉敏，高 娃，郭元晟*

（1.錫林郭勒職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古錫林浩特 026000；2.錫林郭勒盟食品科學(xué)與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中心，內(nèi)蒙古錫林浩特 026000；3.呼和浩特海關(guān)技術(shù)中心，內(nèi)蒙古呼和浩特 010010）

原子吸收光譜（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS）是現(xiàn)代無(wú)機(jī)元素定量分析應(yīng)用最廣泛的一種分析方法。此法是基于氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對(duì)紫外光和可見(jiàn)光范圍的相對(duì)應(yīng)原子共振輻射線(xiàn)的吸收強(qiáng)度來(lái)定量被測(cè)元素含量為基礎(chǔ)的分析方法。在一定濃度范圍內(nèi)吸收輻射的強(qiáng)度與濃度成正比這一理論作為定量依據(jù)。1950年中期，AAS是一種新型的儀器分析方法，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域。此法主要適用于樣品中的微量及痕量組分分析[1-4]。

鈉是一種金屬元素，與人們的生活息息相關(guān)，人們每天吃的食鹽中主要成分為氯化鈉。鈉攝入過(guò)多或過(guò)少，都會(huì)對(duì)人的身體健康狀況產(chǎn)生不良影響，規(guī)定青少年每天攝入4 g鹽為宜，成人則不應(yīng)超過(guò)6 g。因此鈉含量的準(zhǔn)確測(cè)定至關(guān)重要[5]。

原子吸收光譜法采用空心陰極燈作光源激發(fā)待測(cè)元素譜線(xiàn)，激發(fā)的譜線(xiàn)少且窄，干擾小，精密度高，選擇性好，方法簡(jiǎn)單，分析速度快[6-10]，所以選用此法。由于環(huán)境及人體中存在大量的鈉的基體，使測(cè)定易受到干擾[11-12]，所以測(cè)定食品中的鈉含量準(zhǔn)確測(cè)定較為困難。

氯化銫作為消電離劑用于食品中鈉含量的測(cè)定。氯化銫濃度過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致消電離沒(méi)有效果；濃度過(guò)高，則影響火焰的溫度，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。由此可見(jiàn)，氯化銫的濃度及加入方式影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛奶（內(nèi)蒙古錫林郭勒盟錫林浩特市華潤(rùn)萬(wàn)家超市）；奶豆腐、小塊奶豆腐（內(nèi)蒙古錫林郭勒盟錫林浩特市頌達(dá)來(lái)奶食店）；鮮駝奶、奶皮子、手工鮮奶酪（內(nèi)蒙古錫林郭勒盟錫林浩特市額吉奶食店）；65%硝酸、過(guò)氧化氫（優(yōu)級(jí)，蘇州晶銳化學(xué)股份有限公司）；高氯酸（優(yōu)級(jí)純，天津政成化學(xué)制品有限公司）；氯化銫（優(yōu)級(jí)純，麥克林）；鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[（GSB 04-1738-2004，1 000 μg/mL），國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心]；嬰兒配方乳粉（QC-IP-001，中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院）。

1.2 儀器與設(shè)備

iCE 3500原子吸收光譜儀，賽默飛世爾有限公司；鈉元素空心陰極燈（Thermo Fisher，序列號(hào)：942339030111）；無(wú)油空氣壓縮機(jī)（北京萊伯泰科儀器股份有限公司）；ETHOS UP微波消解儀、VB24Plus 智能樣品處理器、EH35A plus電熱板（美國(guó)萊伯泰科公司）；馬弗爐（MFLC-16/121，泰斯特）；UPTL-1-60超純水機(jī)，成都優(yōu)越科技有限公司；203E 電子分析天平，瑞士梅特勒-托利多。

1.3 方法

1.3.1 試樣的制備

在采樣和制樣中，應(yīng)避免試樣污染。含水量較低的樣品，取可食部分，用粉碎機(jī)粉碎均勻（如奶豆腐等）；粉狀樣品混勻即可；經(jīng)過(guò)解凍的食品或速凍食品和罐頭樣品，取可食部分勻漿；液態(tài)樣品搖勻；半固態(tài)樣品攪拌均勻。

1.3.2 樣品消解

（1）微波消解法。稱(chēng)取0.2～0.5 g試樣放于微波消解內(nèi)罐中，加入5～10 mL硝酸放置1 h后放入微波消解儀中。按照?qǐng)D1程序運(yùn)行。冷卻后取出并于電爐上加熱（120～140 ℃），趕酸至近干，將消解液轉(zhuǎn)移到容量瓶或離心管中定容至25 mL或50 mL。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

圖1 微波消解儀程序設(shè)定

（2）濕式消解法。稱(chēng)取0.5～5.0 g試樣放于玻璃或聚四氟乙烯消解器皿中，加入10 mL混合酸（硝酸∶高氯酸=9∶1）放置1 h后置于電熱爐上消解，若顏色變?yōu)樽睾谏?，則冷卻后再加入混合酸，直至冒白煙，消化液呈無(wú)色透明或略帶黃色，冷卻，同上，定容至25 mL或50 mL。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

（3）干式消解法。稱(chēng)取0.5～5.0 g試樣放于坩堝中，在電爐上用微火炭化至無(wú)煙，再置于（525±25）℃的馬弗爐中灰化5～8 h，冷卻。若灰化的不徹底，就會(huì)有黑色炭粒生成，冷卻后滴加少許硝酸濕潤(rùn)，在電熱板上干燥后，移入馬弗爐中繼續(xù)灰化成白色灰燼，冷卻至室溫取出，用硝酸溶液溶解，同上，定容至25 mL或50 mL。同時(shí)做空白試驗(yàn)，同時(shí)再稱(chēng)量?jī)煞輼悠窞槿榉圪|(zhì)控樣品。

1.3.3 試劑的配制

氯化銫溶液（0.5%、1.0%、2.0%）：分別稱(chēng)取2.5 g、5 g、10 g的氯化銫溶于水中，加少量水多次稀釋至500 mL容量瓶中，用水定容至500 mL。

1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

（1）鈉標(biāo)準(zhǔn)工作液（100 mg/L）。吸10.0 mL鈉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，移入100 mL容量瓶中，添加超純水稀釋至刻度線(xiàn)，于聚乙烯瓶中4 ℃保存。

（2）鈉標(biāo)準(zhǔn)系列工作液。準(zhǔn)確吸取0.10 mL、0.20 mL、0.40 mL、0.80 mL和1.00 mL鈉標(biāo)準(zhǔn)工作液在100 mL容量瓶中，加入4 mL氯化銫溶液，用水定容至刻度，混勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列工作液中鈉質(zhì)量濃度分別為0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.8 mg/L和1.0 mg/L。

2 結(jié)果與分析

2.1 工作條件的選擇

選用iCE 3500原子吸收分光光度計(jì)，帶有火焰原子化器（火焰呈藍(lán)綠色），及鈉元素空心陰極燈。優(yōu)化后的工作條件見(jiàn)表1。

表1 鈉火焰原子吸收光譜法測(cè)定的儀器條件

2.2 前處理方法的比較

從試劑使用量、消解時(shí)間、有害氣體的產(chǎn)生等方面進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表2。電熱板消解為敞開(kāi)式消解體系，產(chǎn)生大量有毒有害氣體危害健康，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、避免發(fā)生炭化，需要檢測(cè)人員隨時(shí)觀(guān)察試劑顏色和樣品消解狀態(tài)，需要耗費(fèi)巨大的人力；微波消解通量大適合大規(guī)模的消解樣品；干灰化法消耗的時(shí)間較長(zhǎng)并且鈉元素容易損失，所以選擇微波消解法作為前處理方法。

表2 3種前處理方法綜合比較

2.3 氯化銫濃度的選擇

配制氯化銫的濃度分別為0.5%、1.0%、2.0%。配制4組標(biāo)準(zhǔn)溶液，每組溶液中鈉的濃度均分別為0 mg/L、0.100 mg/L、0.200 mg/L、0.400 mg/L、0.800 mg/L和1.000 mg/L。保持儀器的其他工作條件不變，用不同的氯化銫濃度對(duì)空白、標(biāo)準(zhǔn)工作溶液、樣品溶液進(jìn)樣測(cè)定，從中選擇出氯化銫的最佳濃度[13]。其中第1組到第4組中加入濃度分別為0.0%、0.5%、1.0%和2.0%。2.0%濃度下的吸光度值最高。曲線(xiàn)線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)最好。據(jù)此，選擇2.0%為氯化銫的最合適濃度。

2.4 氯化銫加入方式的選擇

氯化銫溶液可以采用玻璃移液管、塑料移液管、移液槍、配制2.0%的氯化銫溶液直接定容這4種方式加入。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用前兩種方式需要多次接觸容量瓶帶來(lái)污染。采用移液槍加入氯化銫溶液的方式，雖然避免了鈉元素的干擾，但此法耗材消耗量大，且費(fèi)用高。采用配制2.0%的氯化銫溶液直接定容的方式，能夠有效減少外界環(huán)境的干擾，獲得較好的結(jié)果，因此最終選擇用配制好的濃度為2.0%的氯化銫溶液直接定容的方式。

采用優(yōu)化好的3個(gè)測(cè)定條件：采用微波消解法作為前處理方法，采用配制好2%濃度的氯化銫溶液直接定容的方式，在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)、樣品空白、樣品溶液中加入氯化銫溶液，對(duì)奶制品進(jìn)行測(cè)定，工作曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。

圖2 工作曲線(xiàn)

2.5 奶制品鈉含量的測(cè)定

對(duì)奶制品（手工酸奶酪、鮮駝奶、奶豆腐、奶皮子)；采用嬰幼兒配方乳粉（QC-IP-001）進(jìn)行質(zhì)量控制。其滿(mǎn)意值范圍為（142.4～171.6）mg/100 g；指定值為157.0 mg/100 g，具體結(jié)果見(jiàn)表3[14-15]。

表3 一些奶制品中的鈉含量

將奶制品分為7類(lèi)：①液體乳類(lèi)，例如配方乳、滅菌乳、巴氏殺菌乳、酸牛乳等乳類(lèi)；②乳粉類(lèi)，主要包括全脂乳粉、脫脂乳粉、全脂加糖乳粉和調(diào)味乳粉、嬰幼兒配方乳粉和其他配方乳粉；③煉乳類(lèi)，包含淡煉乳、加糖煉乳、調(diào)制煉乳；④乳脂肪類(lèi)，主要包括稀奶油、奶油及無(wú)水奶油等；⑤干酪類(lèi)；⑥乳冰淇淋類(lèi)，主要是日常生活中常見(jiàn)的冰淇淋；⑦其他乳制品類(lèi)，主要包括酸奶軟糖、牛奶糖等[16-18]。對(duì)其鈉含量進(jìn)行分析由表4可知，液體乳中牛乳平均含量為37 mg/100 g，酸奶中的鈉含量均值為40 mg/100 g；不同國(guó)家乳粉中鈉含量差別不大，美國(guó)、英國(guó)和日本的乳粉中的鈉含量均超過(guò)500 mg/100 g；脫脂甜煉乳（180 mg/100 g）鈉含量高于全脂甜煉乳（89 mg/100 g）；乳脂肪類(lèi)、酸奶糖和牛奶糖中的鈉含量較低，其中無(wú)水奶油鈉含量最低，僅有2 mg/100 g；干酪類(lèi)奶制品鈉含量高，其中低脂奶酪中鈉含量最高，含量最低的為馬蘇里拉奶酪；冰淇淋類(lèi)中的鈉含量為60 mg/100 g[19]。

表4 各種奶制品中的鈉含量

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用原子吸收光譜法測(cè)定食品中鈉的含量，并從3個(gè)方面優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件：前處理方式選擇用微波消解法；氯化銫的濃度定為2.0%；選擇用濃度為2.0%的氯化銫溶液直接定容的方式直接加入。通過(guò)與《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉀、鈉的測(cè)定》（GB 5009.91—2017）中的測(cè)定方法進(jìn)行對(duì)比，優(yōu)化后的優(yōu)勢(shì)提高了測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度與精密度，并可以廣泛應(yīng)用于奶制品中鈉含量的測(cè)定。

對(duì)多種類(lèi)型的奶制品進(jìn)行鈉含量的測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：液態(tài)奶與乳脂肪類(lèi)奶制品都可以作為人們?nèi)粘Ｉ钪胁诲e(cuò)的膳食選擇。這兩類(lèi)奶制品中含有有益于人體健康的多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，例如其中含有較高的蛋白質(zhì)和鈣含量，并且其中脂肪、碳水化合物的含量都相對(duì)較低。建議大家平時(shí)可以多食用一些奶制品，對(duì)身體有很多的好處。既可以補(bǔ)充機(jī)體中的蛋白質(zhì)和鈣，滿(mǎn)足日常生活中所需的能量，也不會(huì)過(guò)多的攝入鈉。