◎ 張 艷,李 璐,董文君,王琳帆,陳瑜程,李鋼鋒
(1.富平縣檢驗檢測中心(陜西省羊乳產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心),陜西 富平 711700;2.陜西羊奶哥特醫(yī)乳業(yè)有限公司,陜西 富平 711700)
鍍錫板作為金屬包裝材料的重要組成部分,在食品、飲料、氣霧罐和化工罐等領(lǐng)域有著重要的作用,如可制作乳及乳制品的包裝容器[1]。雖然錫是人體必需的微量元素,但攝入量不足或過量均會使人體機能受到損害,攝入過多會發(fā)生嚴重中毒,容易引起頭暈、腹瀉[2-3]。食品中的錫主要來源于包裝污染,如使用鍍錫的包裝容器和采用錫包裝材料[2-3]。
目前國內(nèi)常見食品中錫的測定方法有分光光度法、氫化物原子熒光光譜法、火焰原子吸收光譜法、石墨爐原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等[4-9]。而氫化物原子熒光光譜法因其儀器設(shè)備運行成本低、分析速度快、檢出限低、靈敏度高等優(yōu)點,是目前錫含量檢測較為成熟的檢測技術(shù)[9-10]。在乳制品中錫含量的檢測過程中,由于乳制品脂肪、蛋白質(zhì)含量較高,且部分調(diào)制乳粉配方復(fù)雜,難以消解,國家標(biāo)準(zhǔn)方法中采用濕式消解法進行前處理,但消解耗時長、用酸量大,易導(dǎo)致錫的損失和實驗室環(huán)境污染,危害操作者的健康,方法中采用的高氯酸為易爆物,易發(fā)生安全事故[11]。因此,本實驗在《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中錫的測定》(GB 5009.16—2014)第一法氫化物原子熒光光譜法的基礎(chǔ)上,利用微波消解法取樣量少、消解速度快、樣品元素損失少的特點進行樣品前處理,以期建立微波消解-原子熒光光譜測定乳制品中錫的檢測方法,提高方法準(zhǔn)確度,簡化操作步驟,提高實驗室分析效率。
微波消解儀(安東帕上海商貿(mào)有限公司,Mulitiwave Go,配套專用電熱板);原子熒光光譜儀(北京瑞麗分析儀器有限公司);錫空心陰極燈[國標(biāo)(北京)檢驗認證有限公司];電子分析天平(德國賽多利斯儀器有限公司,CPA224S);超純水儀(賽多利斯科學(xué)儀器有限公司,H20-1-1-UV-T)。
水中錫標(biāo)準(zhǔn)溶液(純度99.9%,北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司,濃度1 000 mg·L-1,批號B2012156);硝酸(優(yōu)級純,成都市科隆化學(xué)品有限公司);硫酸(優(yōu)級純,成都市科隆化學(xué)品有限公司);鹽酸(優(yōu)級純,成都市科隆化學(xué)品有限公司);氫氧化鉀(優(yōu)級純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司);硼氫化鉀(成都市科龍化工試劑廠);硫脲(天津市天力化學(xué)試劑有限公司)。
1.2.1 樣品前處理
稱取1 g(精確至0.001 g)均勻試樣于消解罐中,加入6 mL硝酸和1 mL硫酸,靜置30 min進行冷消化。然后旋緊罐蓋,設(shè)置適宜的消解程序進行微波消解,冷卻后取出,再把消解罐置于專用電熱板上,設(shè)置140℃進行趕酸,待罐內(nèi)消化液體積約1 mL時取下冷卻。將消化液轉(zhuǎn)移至10 mL比色管,用水洗滌內(nèi)罐3次,合并洗滌液,定容至刻度。取定容后的液體1 mL至25 mL比色管,加入2.0 mL硫脲(150 g·L-1)溶液,用1.5%鹽酸定容至刻度,混勻,靜置30 min后上機測定。同時做空白試驗。
1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制
標(biāo)準(zhǔn)中間液:準(zhǔn)確吸取1 mL錫標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1 000 mg·L-1)于100 mL容量瓶中,用1.5%鹽酸定容,即為10 mg·L-1錫標(biāo)準(zhǔn)中間液。
標(biāo)準(zhǔn)工作液:準(zhǔn)確吸取5 mL錫標(biāo)準(zhǔn)中間液(10 mg·L-1)于100 mL容量瓶中,用1.5%鹽酸定容,即為500 ng·mL-1錫標(biāo)準(zhǔn)工作液。
標(biāo)準(zhǔn)系列溶液:取25 mL比色管6個,依次準(zhǔn)確加入500 ng·mL-1錫標(biāo)準(zhǔn)工作液0.00 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.50 mL、5.00 mL、7.50 mL和10.00 mL,各加入2.0 mL硫脲(150 g·L-1),用1.5%的鹽酸溶液定容至刻度,混勻,靜置30 min后上機測定。得到標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,濃度分別為0 ng·mL-1、10 ng·mL-1、20 ng·mL-1、50 ng·mL-1、100 ng·mL-1、150 ng·mL-1和200 ng·mL-1。
1.2.3 試劑及儀器載流液的配制
①氫氧化鉀-硼氫化鉀溶液:稱取2 g氫氧化鉀,加入15 g硼氫化鉀,加水至1 L,臨用前配制。②載流液:1.5%優(yōu)級純的鹽酸溶液,臨用前配制。③硫脲溶液:稱取15 g硫脲,并稀釋至100 mL容量瓶中。
1.2.4 儀器條件
原子熒光光譜儀分析參考條件:負高壓270 V,燈電流70 mA,輔助燈電流15 mA,原子化器溫度400 ℃,原子化方式為火焰法,載氣流量Ar1為200 mL·min-1,載氣流量Ar2為500 mL·min-1。
1.2.5 測定
相同條件下,將空白溶液、試樣溶液分別引入儀器進行測定。按照儀器及檢測條件,點火及對儀器進行預(yù)熱,預(yù)熱30 min后進行標(biāo)準(zhǔn)曲線及試樣溶液的測定。
參考《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中硒的測定》(GB 5009.93—2017)附錄A的微波消解升溫程序。當(dāng)設(shè)定溫度過高,消解時酸容易從消解罐排氣口處向外噴,因此將最高溫度降至185 ℃,適當(dāng)延長其保持時間至20 min,對比實驗表明酸損失少,從而降低了目標(biāo)元素的損失。在表1微波消解升溫條件下,乳制品消解徹底,且重現(xiàn)性比較好。
表1 微波消解升溫條件表
以錫標(biāo)準(zhǔn)系列濃度為橫坐標(biāo),以熒光強度峰面積為縱坐標(biāo),線性曲線見圖1。本方法的線性范圍為0~200 ng·mL-1,線性方程為y=50.096x+147.451,相關(guān)系數(shù)R2=0.999 461。圖1結(jié)果表明,在0~200 ng·mL-1濃度范圍內(nèi),錫含量測定相關(guān)系數(shù)≥0.99,濃度與峰面積呈線性關(guān)系,線性良好,符合國家標(biāo)準(zhǔn)方法要求。
圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線圖
以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率法確定檢出限,采用樣品空白測定10 次,以校準(zhǔn)方程的適用范圍評估檢出限和定量限。檢出限按3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差/斜率計算,定量限按10倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差/斜率計算。當(dāng)稱樣量為1.000 g時,方法檢出限為0.498 mg·kg-1,定量限為1.660 mg·kg-1,經(jīng)實驗驗證,與《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中錫的測定》(GB 5009.16—2014)中第一法氫化物原子熒光光譜法定量限(2.5 mg·kg-1)相比,本方法檢出限、定量限低,具有較高的靈敏度,符合國家標(biāo)準(zhǔn)方法要求。
準(zhǔn)確稱取1份1.000 g奶粉和1份1.000 g煉乳。按試樣消解步驟操作,重復(fù)測定8次,其CV值分別為1.318%、1.220%,精密度良好,結(jié)果見表2。實驗結(jié)果符合《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中錫的測定》(GB 5009.16—2014)第一法氫化物原子熒光光譜法中試樣測試結(jié)果的精密度不得超過10%的要求。
表2 精密度實驗結(jié)果表
準(zhǔn)確稱取7份1.000 g煉乳,按試樣消解步驟操作,進行前處理、測定其重復(fù)性,結(jié)果見表3。從表3可知,重復(fù)性測定CV值為3.894%,結(jié)果符合GB/T 27404—2008附錄F表F.2實驗室內(nèi)變異系數(shù),當(dāng)被測組分含量在10 mg·kg-1,CV值≤7.5%的要求,方法重復(fù)性好。
表3 重復(fù)性實驗結(jié)果表
準(zhǔn)確吸取3份1.000 g煉乳,按照國家標(biāo)準(zhǔn)中1倍、2倍、3倍定量限水平(定量限2.5 mg·kg-1),準(zhǔn)確加入錫標(biāo)準(zhǔn)溶液,按上述實驗方法步驟操作,回收率實驗結(jié)果見表4(本次試驗本底值為2.816 mg·kg-1)。從表4中可知,其回收率在101.7%~106.5%,符合GB/T 27404—2008附錄F表F.1中,當(dāng)被測組分含量在1~100 mg·kg-1,回收率在90%~110%的要求,回收率好。
表4 回收率實驗結(jié)果表
按照設(shè)定的微波消解和原子熒光光譜條件進行乳制品中錫的測定,錫在0~200 ng·mL-1范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,線性方程為y=50.096x+147.451,相關(guān)系數(shù)R2=0.999 461。檢出限、定量限、精密度均低于國標(biāo)方法要求。此方法靈敏度高、重復(fù)性好、回收率高,可用于日常監(jiān)管中乳制品檢驗檢測分析。