◎ 羅春花，左靖文，劉亞男，江 勛，陳 俊

（衡陽(yáng)市市場(chǎng)監(jiān)督檢驗(yàn)檢測(cè)中心，湖南 衡陽(yáng) 421001）

湖南省是國(guó)內(nèi)主要的茶油產(chǎn)地，榨油過程副產(chǎn)物油茶籽餅粕有著廣泛的開發(fā)利用價(jià)值[1]。在開發(fā)利用油茶籽餅粕時(shí)，檢測(cè)油茶籽餅粕中有毒重金屬含量是值得高度關(guān)注的重要課題?，F(xiàn)階段，油茶籽餅粕中重金屬檢測(cè)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23349—2020執(zhí)行，該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋砷、鎘、鉻、鉛和汞等5種元素測(cè)定，其中各元素均需單獨(dú)檢測(cè)，且各元素前處理和檢測(cè)方法各不相同，為實(shí)際檢驗(yàn)工作帶來了繁重的工作量。因此，亟待提高油茶籽餅粕中重金屬檢測(cè)的效率。電感耦合等離子體質(zhì)譜法方便快捷，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品安全、環(huán)境、化工、材料和醫(yī)藥等領(lǐng)域[2-5]。GB 5009.268—2016的檢測(cè)方法暫時(shí)不能適用于油茶籽餅粕中重金屬的檢測(cè)，而油茶籽餅粕中重金屬檢測(cè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23349—2020沒有涵蓋電感耦合等離子體質(zhì)譜法。基于此，本文初步探討了微波消解-ⅠCP-MS法在油茶籽餅粕中多種重金屬同時(shí)測(cè)定中的應(yīng)用，擬建立國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之外的非標(biāo)方法，力求推動(dòng)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的完善。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 材料

衡陽(yáng)地區(qū)油茶籽餅粕1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#。

1.1.2 試劑

硝酸（金屬痕量級(jí)），美國(guó)Fisher Scientific公司；單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液和質(zhì)控樣，中國(guó)計(jì)量院；多元素混標(biāo)（PE-N9300233）、質(zhì)譜調(diào)諧液（PE-N814505），美國(guó)Perkin Elmer公司。試驗(yàn)用水為實(shí)驗(yàn)室自制超純水。

1.1.3 儀器

NexⅠON 350電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國(guó)Perkin Elmer；XSE205電子天平（十萬分之一），Mettler；微波消解儀，CEM-MARS6。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備

油茶籽餅敲碎成小塊，研磨成粉末，烘干，置密封袋，編號(hào)，室溫下陰涼干燥處保存?zhèn)溆?。稱取0.3～0.5 g（精確至0.000 1 g）樣品，置于消解罐中，加入6.0 mL硝酸+2.0 mL過氧化氫，于趕酸器上120 ℃預(yù)消解30 min，蓋上安全閥，上微波消解，消解程序見表1。同時(shí)做樣品平行性試驗(yàn)和3#樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)。消解完成后取出消解罐，在真空趕酸儀上于100 ℃左右去除消解過程產(chǎn)生的大量酸氣即可稀釋上機(jī)，同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)和質(zhì)控樣的消解。

表1 微波消解程序表

1.2.2 工作曲線配制

準(zhǔn)確吸取標(biāo)準(zhǔn)溶液于50 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液逐級(jí)稀釋配置成標(biāo)準(zhǔn)工作液。經(jīng)過反復(fù)測(cè)試優(yōu)化，最終標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制梯度如下：Pb、As、Cd、Cr標(biāo)準(zhǔn)系列為 0 ng·mL-1、1.0 ng·mL-1、4.0 ng·mL-1、8.0 ng·mL-1、16.0 ng·mL-1、24.0 ng·mL-1、32.0 ng·mL-1和 40.0 ng·mL-1；Cu 標(biāo)準(zhǔn)系列為 0 ng·mL-1、5.0 ng·mL-1、20.0 ng·mL-1、40.0 ng·mL-1、80.0 ng·mL-1、120.0 ng·mL-1、160.0 ng·mL-1和 200.0 ng·mL-1；Ni標(biāo)準(zhǔn)系列為 0 ng·mL-1、2.5 ng·mL-1、10.0 ng·mL-1、20.0 ng·mL-1、40.0 ng·mL-1、60.0 ng·mL-1、80.0 ng·mL-1和 100.0 ng·mL-1；Mn標(biāo)準(zhǔn)系列為 0 μg·mL-1、0.25 μg·mL-1、1.00 μg·mL-1、2.00 μg·mL-1、4.00 μg·mL-1、6.00 μg·mL-1、8.00 μg·mL-1和 10.00 μg·mL-1；Hg 標(biāo)準(zhǔn)系列為 0 ng·mL-1、0.1 ng·mL-1、0.5 ng·mL-1、1.0 ng·mL-1、1.5 ng·mL-1、2.0 ng·mL-1和3.0 ng·mL-1。

1.2.3 內(nèi)標(biāo)溶液配制

準(zhǔn)確吸取187Re、103Rh、72Ge和209Bi內(nèi)標(biāo)元素儲(chǔ)備液于50.0 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液配置成100 ng·mL-1混合內(nèi)標(biāo)溶液，通過與標(biāo)液或樣品溶液在線混合，進(jìn)入儀器。

1.2.4 儀器條件

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀工作條件，經(jīng)過多次試驗(yàn)優(yōu)化，儀器最佳工作條件見表2。

表2 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀操作參考條件表

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品前處理?xiàng)l件優(yōu)化

2.1.1 消解酸體系優(yōu)化

油茶籽餅粕成分復(fù)雜，既含有大量油脂成分，又含有大量粗纖維，屬于難消解樣品，本試驗(yàn)選用6.0 mL硝酸+ 2.0 mL過氧化氫消解酸體系。

2.1.2 微波消解升溫程序優(yōu)化

微波消解升溫程序?qū)ο庑Ч休^大影響。120 ℃預(yù)消解30 min后，針對(duì)油茶籽餅粕難消解的特性，本試驗(yàn)升高了最高溫度，延長(zhǎng)了最高溫度保持時(shí)間。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，最高溫度保持時(shí)間對(duì)消解效果影響明顯，根據(jù)樣品檢測(cè)結(jié)果，具體情況如圖1所示，當(dāng)最高溫度保持時(shí)間達(dá)到30 min時(shí)，所測(cè)樣品元素含量基本穩(wěn)定且保持在最高點(diǎn)。因此，本試驗(yàn)最終選擇170 ℃保持30 min，以保證樣品消解完全。

2.2 干擾的消除

ⅠCP-MS檢測(cè)法存在雙電荷離子、多原子分子、同量異位素重疊等質(zhì)譜干擾，待測(cè)元素選擇干擾較少的同位素進(jìn)行測(cè)定，待測(cè)元素質(zhì)量數(shù)見表3[6]。儀器調(diào)諧控制氧化物和雙電荷含量以降低雙電荷離子干擾，選擇碰撞模式（KED）能夠基本消除多原子離子干擾，在線內(nèi)標(biāo)能有效校正基體效應(yīng)[7]。選擇與待測(cè)元素質(zhì)量數(shù)接近，且第一電離能和化學(xué)行為均相似的內(nèi)標(biāo)元素，可提高定量準(zhǔn)確度，有效消除基體干擾。汞元素在ⅠCP-MS檢測(cè)過程中容易沉積吸附，造成記憶效應(yīng)，對(duì)下一個(gè)樣品結(jié)果產(chǎn)生影響。本試驗(yàn)每測(cè)定完一個(gè)樣品后用100 μg·L-1的金溶液沖洗管道30 s，能夠有效消除記憶效應(yīng)[8]。

表3 待測(cè)元素及內(nèi)標(biāo)元素質(zhì)荷比（m/z）表

2.3 線性關(guān)系、檢出限和定量限

選用KED檢測(cè)模式，按照表2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀最佳工作條件進(jìn)行分析檢測(cè)，以標(biāo)樣質(zhì)量濃度為橫軸x，相應(yīng)的各元素離子強(qiáng)度為縱軸y，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)r。所有待測(cè)元素在對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999 5，方法檢出限為 0.000 44 ～ 0.072 00 mg·kg-1，定量限在0.001 5～0.240 0 mg·kg-1，樣品以0.5 g定容體積至50 mL計(jì)算，本方法各元素的檢出限和定量限見表4。與標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23349—2020相比，該方法線性關(guān)系更好，線性范圍更寬，準(zhǔn)確性和靈敏度均有不同程度提高，檢出限及定量限均更低。

表4 待測(cè)元素線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限表

2.4 加標(biāo)回收率試驗(yàn)和精密度測(cè)定

為驗(yàn)證該方法準(zhǔn)確度和精密度，選取3#油茶籽餅樣品，根據(jù)樣品元素本底值高低分別進(jìn)行低、中、高3水平6平行加標(biāo)回收試驗(yàn)，回收率和精密度結(jié)果見表5。結(jié)果表明，油茶籽餅粕中8種元素3水平加標(biāo)回收率為90.2%～104.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.6%～4.9%（n=6），該方法準(zhǔn)確度、精密度和重現(xiàn)性均能滿足分析要求，符合預(yù)期，且在GB/T 23349—2020基礎(chǔ)上有很大提高。

表5 加標(biāo)回收率與精密度表（n=6）

2.5 衡陽(yáng)地區(qū)油茶籽餅粕樣品測(cè)定

本試驗(yàn)應(yīng)用微波消解-ⅠCP-MS法對(duì)衡陽(yáng)地區(qū)各個(gè)縣市區(qū)、不同生產(chǎn)廠家、不同生產(chǎn)日期的油茶籽餅及大三湘茶油股份有限公司提供的脫脂和非脫脂油茶籽粕進(jìn)行元素測(cè)定，結(jié)果見表6。結(jié)果顯示，衡陽(yáng)地區(qū)油茶籽餅粕中Hg均未檢出；Pb、As、Cd含量較低，在安全范圍以內(nèi)；Cr、Cu、Ni含量相對(duì)偏高，但仍在安全范圍；Mn含量普遍較高，初步判斷，油茶籽對(duì)錳元素可能有吸收富集作用，詳情有待后續(xù)深入研究。

表6 衡陽(yáng)地區(qū)油茶籽餅粕元素測(cè)定結(jié)果表（單位：mg·kg-1）

2.6 乳粉中10種元素成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW10115）測(cè)定

由于市面上沒有找到與油茶籽餅粕成分相同或相近的質(zhì)控樣，本試驗(yàn)選取乳粉中10種元素成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為質(zhì)控樣。結(jié)果表明，10種元素成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值基本一致，結(jié)果見表7。從檢測(cè)結(jié)果看出，本方法結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，本實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)流程及質(zhì)控系統(tǒng)均在安全可控范圍。

表7 乳粉中10種元素成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定結(jié)果表

3 結(jié)論

本試驗(yàn)經(jīng)過前處理?xiàng)l件優(yōu)化，選擇硝酸、過氧化氫6∶2消解酸體系，在170 ℃保持30 min消解程序，以保障樣品完全消解。選擇合適待測(cè)元素質(zhì)量數(shù)及在線內(nèi)標(biāo)消除干擾，建立ⅠCP-MS法測(cè)定油茶籽餅粕中重金屬含量的分析方法。該方法檢出限和定量限低，回收率和精密度均能滿足檢測(cè)要求，具有線性范圍寬，靈敏度和準(zhǔn)確度高，重現(xiàn)性和平行性好的特點(diǎn)，可很好地應(yīng)用于油茶籽餅粕等肥料的元素檢測(cè)。該方法在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23349—2020基礎(chǔ)上大大提高了檢測(cè)效率，縮短了檢測(cè)周期。