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        微波消解-ICP-MS法測(cè)定白菜和酸菜中的微量元素

        2022-02-21 01:31:16魏艷梅于湛王瑩魏亦
        食品工業(yè) 2022年1期
        關(guān)鍵詞:安捷倫酸菜檢出限

        魏艷梅,于湛, ,王瑩, ,魏亦

        1. 沈陽(yáng)師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院(沈陽(yáng) 110034);2. 遼寧省高校復(fù)雜體系的分離與分析重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(沈陽(yáng) 110034)

        白菜素有“菜中之王”的美稱,口味清甜,可供炒食、生食、鹽腌、醬漬,尤其是在北方的秋冬季節(jié),因被加工腌制成酸菜而倍受喜愛。酸菜制作方法簡(jiǎn)單,酸脆爽口,但其中的健康隱患也不可忽視[1]。白菜和酸菜中富含多種微量元素,盡管它們?cè)谌梭w內(nèi)含量極其微少,但具有強(qiáng)大的生物學(xué)作用,對(duì)于促進(jìn)新陳代謝、調(diào)節(jié)人體生理功能、保持生命活力與身體健康都有密切關(guān)系,微量元素的攝入過量、不足或缺乏都會(huì)不同程度地引起人體生理的異?;蚣膊2-7]。

        為對(duì)比白菜腌制成酸菜前后的微量元素含量變化,試驗(yàn)采用微波消解法處理樣品,通過電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)對(duì)白菜和酸菜中人體必需微量元素和潛在毒性微量元素共10種微量元素(As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Se、Sn、Pb、Zn)進(jìn)行分析測(cè)定[8-12],為消費(fèi)者的健康飲食提供參考,并且為白菜的進(jìn)一步開發(fā)加工提供試驗(yàn)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 儀器與試劑

        Agilent 7900電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國(guó)安捷倫有限公司);微波消解儀(奧地利安東帕有限公司);電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);BHW型加熱板(上海博通化學(xué)科技有限公司);B211D電子分析天平(德國(guó)賽多利斯公司)。

        硝酸、鹽酸、氫氟酸(優(yōu)級(jí)純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);多元素混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液As、Cd、Cr、Cu、Fe、Se、Sn、Pb、Zn(質(zhì)量濃度10 μg/mL,美國(guó)安捷倫科技有限公司);汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(質(zhì)量濃度10 μg/mL,美國(guó)安捷倫科技有限公司);多元素內(nèi)標(biāo)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液Bi、Ge、In、Li、Lu、Rh、Sc、Th(質(zhì)量濃度100 μg/mL,美國(guó)安捷倫科技有限公司);調(diào)諧溶液Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y(質(zhì)量濃度1 μg/L,美國(guó)安捷倫科技有限公司)。

        混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:將多元素混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液和汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用2%硝酸進(jìn)行逐級(jí)稀釋,至As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Se、Sn、Pb、Zn的質(zhì)量濃度分別為0,10,50,100和500 μg/L。

        樣品來源:白菜(遼寧沈陽(yáng))。

        1.2 樣品處理方法

        將一棵白菜切取1/2,用去離子水沖洗3次,放入80 ℃烘箱中,8 h后取出,用研缽搗碎后過篩。分別準(zhǔn)確稱取3份0.100 0 g白菜樣品分別于聚四氟乙烯消解管中,在消解管內(nèi)分別加入3 mL鹽酸、3 mL硝酸和2 mL氫氟酸,按照微波消解儀的工作參數(shù)進(jìn)行操作,工作參數(shù)見表1。消解完成后放至140 ℃電加熱板上進(jìn)行溫趕酸,待樣品量剩余至黃豆粒大小時(shí),停止加熱,將樣品轉(zhuǎn)移至50.00 mL容量瓶中,并用2%硝酸定容,準(zhǔn)備待測(cè)。

        表1 微波消解工作參數(shù)

        將剩余1/2的新鮮白菜在放在室外,充足陽(yáng)光下晾曬3 d后,摘除表面枯葉并且清洗干凈,放入準(zhǔn)備好的缸子中,加入少許食鹽和適量清水,用一塊石頭壓實(shí),陰涼處密封腌制1個(gè)月后,即可將酸菜撈出。樣品處理、樣品稱取、微波消解、加熱趕酸、定容待測(cè)的方法同上。

        1.3 儀器工作條件

        使用調(diào)諧液對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)諧,優(yōu)化儀器的靈敏度和穩(wěn)定性,達(dá)到檢測(cè)要求。在儀器最佳工作的條件下,做出各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線,通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)各樣品進(jìn)行分析測(cè)定。

        電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)工作條件:等離子體氣體流量15 L/min,輔助氣流量1 L/min,載氣流量1 L/min,氬氣儲(chǔ)氣罐壓力702.9 kPa,載氣壓力312 kPa,排風(fēng)量14 m/s,四極桿真空度1.06×10-4Pa,霧化室溫度2.0 ℃,蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速0.3 r/min,重復(fù)次數(shù)3次。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 ICP-MS測(cè)定

        利用ICP-MS對(duì)白菜和酸菜樣品中微量元素進(jìn)行分析測(cè)定,分類檢測(cè)結(jié)果見表2和表3。

        由表2可知:白菜和酸菜中人體所必需的微量元素含量極其豐富,尤其是Fe元素和Zn元素,F(xiàn)e元素可以參與血紅蛋白的形成,具有造血功能;而Zn元素可以增強(qiáng)抵抗力,加速生長(zhǎng)發(fā)育。白菜腌制成酸菜之后,人體必需微量元素含量相對(duì)來說都有所下降,其中Fe元素和Zn元素含量下降較為明顯,說明在腌制過程中存在有益元素流失現(xiàn)象。

        表2 人體必需微量元素含量 單位:mg/kg

        相對(duì)而言,表3中的潛在毒性微量元素含量都較低,白菜在腌制成酸菜后各個(gè)元素的含量也發(fā)生了變化。Cd元素和Hg元素的含量微小增加,Cr元素和Sn元素的含量減少,而As元素和Pb元素的含量明顯增加,GB 2762—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物含量》規(guī)定:葉菜類蔬菜的總As含量≤0.5 mg/kg,Cd含量≤0.2 mg/kg,Cr含量≤0.5 mg/kg,總Hg含量≤0.01 mg/kg,Sn含量≤250 mg/kg,Pb含量≤0.3 mg/kg;腌制蔬菜中Pb含量≤1.0 mg/kg。檢測(cè)結(jié)果表明,白菜在腌制過程中存在污染物重金屬元素含量增加的現(xiàn)象,但潛在毒性微量元素含量均符合食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

        表3 潛在毒性微量元素含量 單位:mg/kg

        2.2 方法準(zhǔn)確度試驗(yàn)

        2.2.1 檢出限、精確度和相關(guān)系數(shù)

        連續(xù)測(cè)定10次空白溶液,將3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)應(yīng)的濃度作為各元素的檢出限,各個(gè)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)見表4。

        表4 方法檢出限、精密度和相關(guān)系數(shù)

        2.2.2 加標(biāo)回收試驗(yàn)

        在最佳試驗(yàn)條件下,用ICP-MS法對(duì)白菜樣品中各元素做加標(biāo)回收試驗(yàn),分別添加低、中、高不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,試驗(yàn)結(jié)果見表5。

        表5 加標(biāo)回收結(jié)果

        3 結(jié)論與討論

        通過建立微波消解-ICP-MS法對(duì)白菜腌制成酸菜前后的2種樣品進(jìn)行檢測(cè),確定2種樣品中的10種微量元素(As、Cd、Cr、Cu、Fe、Hg、Se、Sn、Pb、Zn)含量。結(jié)果表明,該方法簡(jiǎn)便快速,精確度較高,各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線在0~500 μg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(r≥0.999 6),檢出限為0.000 8~0.021 9 mg/kg,加標(biāo)濃度在0.05,0.50和5.00 mg/kg這3個(gè)水平下的回收率為86.8%~107.6%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2.73%(n=6)。通過數(shù)據(jù)分析表明:白菜腌制成酸菜前后的各個(gè)元素含量均發(fā)生變化,2種樣品中的人體必需微量元素含量豐富,潛在毒性微量元素含量較低;白菜腌制成酸菜后,有益元素含量減少,部分潛在毒性微量元素含量有所增加,污染物元素含量均符合國(guó)家食品安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),可以放心食用。

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