張雷雷，王 巖，高 鐲，張春林，曹 夢

(河北省食品安全重點實驗室 河北省食品檢驗研究院，河北 石家莊 050000)

肉類是人類身體獲得能量的重要來源之一[1]，隨著人民生活水平的不斷提高，肉類的攝入量也隨之增加[2]。家禽、牲畜和海鮮是我國主要肉類食品，根據世界衛(wèi)生組織的定義，哺乳動物的肉通常被稱為“紅肉”，常見的包括豬肉、羊肉、牛肉等，而雞、鴨等禽肉，以及魚、蝦等水產則統一被稱為“白肉”。又因為生長環(huán)境和食物種類的不同，同種肉類間也存在差異[3]。

本研究選擇雞肉、鴨肉、豬肉、羊肉、魚肉5種常見的肉類為研究對象，測量不同肉類中的12種營養(yǎng)元素含量[4-7]，分別是Li、Na、Mg、P、S、K、Ca、Cu、Fe、Zn、Se、Sr。這些微量元素雖然在人體內含量極小，但是卻具有很大的營養(yǎng)價值[8]。不僅會影響人體蛋白的形成，與免疫功能密切相關，而且參與人體各種必須成分的合成工作等[9]。所以了解不同食物中微量元素的差異有利于合理膳食。本試驗通過對各元素進行數據化分析和計算，更加客觀地呈現了不同肉類的營養(yǎng)元素差異，幫助消費者全面了解了肉類產品的營養(yǎng)構成[10-11]。

目前元素類的檢驗檢測主要依靠于光譜技術，其中主要包括：原子熒光光譜法(Atomic fluorescence spectrometer，AFS)[12]、原子吸收分光光度法(Atomic absorption spectroscopy，AAS)[13]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(inductively coupled plasma atomic emission spectrometry，ICP-OES)、電感耦合等離子體質譜法(inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS)等[8]，其中適用于同時快速檢測多種元素的只有ICP-OES法和ICP-MS法，而其中ICP-MS靈敏度更高，檢出限險更低，抗干擾能力更強等[14-15]。本次試驗選用電感耦合等離子體串聯質譜儀(ICP-MS/MS)，相比于ICP-MS，ICP-MS/MS多串聯一個四級桿，相當于多了一個目標物的篩選過濾器，能夠更有效的排除在分析物產物離子的質量數處出現的非目標天然離子，所以MS/MS能夠消除潛在的干擾[16-17]。利用No Gas、H2、O2、He、NH3/He五種模式，確定不同元素測量的最佳條件，以確保反應池(CRC)反應過程更純粹，數據更加精準可靠[18-20]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

樣品隨機采購于超市，種類包括雞肉、鴨肉、豬肉、魚肉、羊肉、共五種樣品，每種類各取三個批次，共15個樣品。肉類產品將可食用部分勻漿均勻，密封低溫避光儲存，待用。

1000μg/mL的Li、Na、Mg、P、S、K、Ca、Cu、Fe、Zn、Se、Sr、Sc、Bi、Rh、Y有色金屬標準貯備溶液，北京標準物質研發(fā)中心；65 %的BV-III級硝酸，北京化學試劑研究所有限責任公司；1μg/mL(含元素Li、Y、Co、Tl、Ge、Mg)調諧液，美國賽默飛世爾公司；超純水，電阻率為18.2MΩ·cm。

1.2 儀器與設備

Agilent 8900型電感耦合等離子體串聯質譜儀，美國安捷倫公司；Milli-Q超純水機，美國Millipore公司；MARS6微波消解儀，美國CEM公司；BHW-09C恒溫加熱器，上海博通公司；電子天平，賽多利斯科學儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品預處理

稱取待測肉類樣品0.3～0.5g(精確到0.001g)于微波消解內罐(聚四氟乙烯消解罐)中，加入5mL硝酸，加內蓋浸泡3～4h或過夜，擰緊罐帽，通過微波消解儀進行消解(消解程序條件見表1)，冷卻后取出并開蓋排氣。然后放置在控溫電熱板上，于100 ℃加熱20～30min脫氣。待冷卻后轉移至50mL容量瓶，加水定容，搖勻備用。同時采取相同步驟進行空白實驗。

表1 微波消解條件

1.3.2 標準溶液配制

吸取適量單元素標準溶液，用硝酸溶液(5+95)逐級稀釋，配成混合標準工作溶液，相應標準系列濃度如下：待測元素Ca、P、S、Zn、Cu、Fe、K、Mg、Na濃度梯度為0、1、10、50、100、500、1000μg/L；待測元素Li、Se、Sr濃度梯度為0、0.1、1、10、20、50、100μg/L。然后分別以元素Sc、Y、Rh、Bi為在線內標物質，配置混合內標液。

1.3.3 營養(yǎng)元素含量測定

本試驗采用ICP-MS/MS串聯四極桿的方式，同時測定試樣溶液中待測元素的含量。通過ICP-MS/MS調諧程序，調整儀器各項指標。采用1 μg/mL的Li、Y、Co、Tl、Ce、Mg元素混合溶液作為調諧液，以蠕動泵0.10 rps轉速持續(xù)進液，分別對儀器在No Gas、H2、O2、He、NH3/He五種模式下進行條件優(yōu)化，觀測特定質量數下的離子計數、靈敏度、氧化物、雙電荷、分辨率等參數，以確定儀器最佳工作條件，使儀器信號更穩(wěn)定，靈敏度高，各項參數滿足試驗要求。

根據不同分析方法，在No Gas模式下，觀測質量數為7、89、205的離子；He模式下，觀測質量數為59、89、205的離子；H2模式下，觀測質量數為Q1=Q2=59、89、205的離子；O2模式下，觀測質量數為Q1=Q2=59、Q1/Q2=89/105、Q1=Q2=205的離子，NH3/He模式下，觀測的質量數為Q1=Q2=59、Q1/Q2=89/191、Q1=Q2=205的離子。

在No Gas、H2、He模式下氧化物(CeO/Ce)均小于1 %，雙電荷比(138Ba++/137Ba+)小于1.5%，所有模式下RSD均小于5%時，視為調諧成功。本實驗采用的ICP-MS/MS最佳工作條件為：RF功率為1550W，輔助氣流量為0.9L/min，等離子體氣體流量為15.0L/min，采樣深度為8.0mm。其余具體儀器參數見表2。

表2 ICP-MS/MS儀器參數

調諧結束后，進行方法編輯。將內標液同試劑空白、標準系列、試樣溶液分別引入ICP-MS/MS中，對待測元素及內標元素的信號響應值進行采集和計算。

1.4 數據處理方法

調用Agilent MassHunter數據工作站，在軟件內進行分析，擬合線性回歸曲線，計算回歸方程，給出測定結果。

試樣中待測元素的含量按下列公式計算：

2 結果與分析

2.1 質譜干擾及消除方法

本實驗采用SQ標準模式和MS/MS串桿模式同時測定多種元素濃度，利用不同模式和反應氣下，發(fā)生原位質譜或質量轉移的方式對干擾進行消除。在SQ標準模式下，He氣不參與離子的碰撞和反應，相當于ICP-MS，但靈敏度略高。而在MS/MS模式下，待測元素離子與反應氣原子發(fā)生碰撞消除干擾的方式，叫做原位質譜，在此種方式中前后八級桿偏轉電壓Q1=Q2。此外，在氣體和待測元素碰撞時也會發(fā)生反應，形成新的團簇離子，即發(fā)生質量轉移，此時需要對Q1和Q2分別進行設置，改變八級桿偏轉電壓，以求精準捕捉新質量數離子，從而消除干擾離子。本實驗待測元素的同位素質譜分析見表3。

表3 同位素質譜分析

2.2 標準曲線及檢出限

依照梯度濃度要求，配制混合標準工作溶液，根據所建立的方法進行分析測試，以內標元素為參考點自動擬合校準曲線。最終得到以X軸為濃度點，以Y軸為響應值的線性擬合標準曲線，線性系數見表4。通過對空白溶液進行連續(xù)測定，以元素標準偏差計算得到待測元素檢出限和背景等效濃度。結果如表4所示，12種待測元素的線性相關系數均符合標準(R2≥0.9997)，即線性范圍內線性較好；檢出限和背景等效濃度較低，均低于現行國家食品安全檢驗標準方法。

表4 同位素線性范圍和檢出限

2.3 加標回收率和準確度

為了進一步驗證分析待測樣品時方法的準確性，在優(yōu)化的試驗條件下，對五種樣品進行加標回收試驗，肉類樣品平行測定3次，得出全部待測元素的加標回收率在 95.80%～109.30%之間，RSD≤3.84%，表明本次實驗方法重復性優(yōu)異，準確性好。所有元素的加標結果如表5所示。

表5 加標樣品的加標回收率與重復性

2.4 樣品測定

本試驗分別收集測定了雞肉(A)、鴨肉(B)、豬肉(C)、魚肉(D)、羊肉(E)五種肉類樣品，每種樣品三個批次，對收集的共15個樣品進行多元素測定，每個樣品重復測定3次，試驗結果見表6。

表6 樣品分析結果

從結果中可以看出雞肉、鴨肉、豬肉、魚肉和羊肉中，不同肉類的Li、Na、Mg、P、S、K、Ca、Cu、Fe、Zn、Se、Sr等元素的含量差異十分明顯。其中，Mg、S、K、Zn元素在豬肉中的含量遠高于其它肉類；Li、Cu、Se元素在魚肉中含量相對較多；而羊肉則含有大量的Na、P、S、Cu、Fe、Sr元素。

3 結論

本實驗通過電感耦合等離子體串聯質譜技術(ICP-MS/MS)測定不同品種肉類的12種營養(yǎng)元素的含量，探究元素含量與肉類品種之間的關系。采用SQ標準模式和MS/MS串桿模式同時測定多種元素濃度，利用不同反應氣下原位質譜或發(fā)生質量轉移的方式，消除干擾，利用在線內標元素校正了基體效應，穩(wěn)定各元素的質譜信號。通過對實際樣品進行分析發(fā)現，豬肉的Mg、S、K、Zn元素含量高；Li、Cu、Se元素在魚肉中含量相對較多；而羊肉則含有大量的Na、P、S、Cu、Fe、Sr元素。實驗結果可以證明，紅肉(豬、羊)含有豐富的營養(yǎng)元素；而在白肉(雞、鴨、魚)中，魚類的營養(yǎng)價值相對較高，而雞肉和鴨肉中的營養(yǎng)元素含量普遍偏低。通過對不同肉類中營養(yǎng)元素含量的準確測量，為肉類營養(yǎng)價值的衡量提供了數據支撐，幫助消費者全面了解了肉類產品的營養(yǎng)元素構成，為不同購買需求的消費者提供了選擇指導。