微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定大米中鉻

刁玉華（昆明市食品藥品檢驗所，云南 昆明 650032）

微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定大米中鉻

刁玉華
（昆明市食品藥品檢驗所，云南 昆明 650032）

建立微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定大米中重金屬鉻含量的方法。采用微波消解法對樣品進行消解，用石墨爐在波長357.9 nm處測定樣品中鉻的含量。結(jié)果表明，該方法線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.999 7，檢出限為0.006mg/kg，定量限為0.02mg/kg，回收率為81.6%～93.1%。該方法具有快速、簡便、準確等優(yōu)點，可用于大米中鉻的含量測定。

微波消解；石墨爐原子吸收光譜法；大米；鉻

重金屬鉻廣泛存在于自然界中，存在形式主要是三價和六價。三價鉻是人體的微量生理元素，能促進機體糖代謝、脂代謝的進行［1-2］。六價鉻具有強毒性，在人體中過量積累會致癌［3］，是強烈的致癌和致突變誘發(fā)因子，比三價鉻更易于機體吸收［4］。同時，三價鉻離子和六價鉻離子在體內(nèi)可以互相轉(zhuǎn)化［5］。經(jīng)流行病等調(diào)查證實，用鉻礦石生產(chǎn)重鉻酸鹽的工人中，肺癌發(fā)病率很高，稱其為“鉻肺癌”［6］。大米作為我國的主要糧食作物，其中鉻的含量引起人們的關(guān)注并作為重點監(jiān)測對象。國家標準GB 2762—2012《食品中污染物限量》中也規(guī)定谷物中鉻含量不得超過1.0mg/kg［7］。

準確測定大米中痕量的鉻，前處理技術(shù)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的消解方法耗時耗力、對環(huán)境污染大、消化不完全、背景值高等缺點［8］。微波消解技術(shù)可以避免以上缺點，近年來得到迅速的發(fā)展。食品中微量元素測定的方法主要有化學(xué)法［9］、紫外分光光度法［10］、原子吸收光譜法［11］、原子熒光光譜法［12］、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法［13］和電感耦合等離子體質(zhì)譜法［14］等。綜合考慮干擾、檢測靈敏度和資金投入等因素，原子吸收光譜法被研究機構(gòu)、檢測機構(gòu)等廣泛應(yīng)用。石墨爐原子吸收光譜法（graphite furnace atomic absorption spectrophotometry，GF-AAS）是測定痕量金屬的常規(guī)分析方法之一，以其用樣量小、檢出限低以及儀器簡單易操作等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于食品藥品以及生物樣品的檢測中［15］。本實驗采用微波消解法消解樣品，用石墨爐原子吸收光譜法測定大米中鉻的含量，旨在為食品中痕量鉻測定方法的建立提供一定的參考。

1　材料與方法

1.1料與試劑

大米：市售；超純水：英國ELGA CHORUS超純水機制備；硝酸（優(yōu)級純）：重慶川東化工（集團）有限公司；30%過氧化氫（優(yōu)級純）：國藥集團化學(xué)試劑有限公司；鉻單標溶液（1 000μg/m L）：國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院。

1.2儀器與設(shè)備

AA280z原子吸收光譜儀（附石墨爐及鉻空心陰極燈）：美國安捷倫公司；Multiwave PRO高性能微波樣品制備系統(tǒng)：奧地利安東帕公司；明澈超純水設(shè)備：美國密理博公司；B400粉碎機（配陶瓷刀頭）：瑞士步琦公司；BHW-09Y恒溫消解儀：上海博通化學(xué)科技有限公司。

1.3方法

1.3.1品消化

所用玻璃及聚乙烯器皿均用硝酸溶液（體積比1∶9）浸泡24 h，超純水沖洗，晾干后備用。稱取經(jīng)粉碎機粉碎均勻的樣品約0.5 g于聚四氟乙烯消解罐中，加入6m L硝酸、1m L 30%過氧化氫于微波消解系統(tǒng)儀中按設(shè)置條件進行消解，待消解罐冷卻后打開蓋，置于BHW-09A控溫加熱板上于140℃趕酸至近干［16］，取下用去離子水定容至25m L，同時做空白對照，然后用石墨爐原子吸收光譜儀測定。微波消解程序見表1。

表1　微波消解程序Table 1 Procedures ofm ic rowave digestion

1.3.2主標溶液的配制

取1 000μg/m L的鉻標準溶液，用2%的硝酸溶液按逐級稀釋法稀釋至鉻主標溶液質(zhì)量濃度為10 ng/m L，現(xiàn)用現(xiàn)配。用石墨爐自動進樣器自動稀釋功能，稀釋鉻主標溶液，鉻質(zhì)量濃度分別為0、1.0 ng/m L、2.0 ng/m L、4.0 ng/m L、8.0 ng/m L、10.0 ng/m L。

1.3.3器工作條件

根據(jù)大米的特性，對原子吸收光譜儀的工作參數(shù)及石墨爐升溫程序進行設(shè)計。原子吸收光譜儀的工作參數(shù)見表2，在此工作條件下測量峰面積，用標準曲線回歸方程計算。通過優(yōu)化選擇，石墨爐升溫程序見表3。

表2　原子吸收光譜儀工作條件Table 2Working conditions for atom ic absorption spectrometer

表3　石墨爐升溫程序Table 3 Tem perature-rising program o f graphite furnace

2　結(jié)果與分析

2.1準曲線

取鉻主標溶液，用石墨爐自動進樣器自動稀釋功能，制備標準曲線，鉻質(zhì)量濃度分別為0、1.0 ng/m L、2.0 ng/m L、4.0 ng/m L、8.0 ng/m L、10.0 ng/m L，以鉻質(zhì)量濃度為橫坐標（x），吸光度值為縱坐標（y），繪制標準曲線，標準曲線方程為y=0.029 34x+0.012 01，R2=0.999 7；表明線性關(guān)系良好。

圖1　鉻標準曲線Fig．1 Standard curve of chrom ium

2.2密度實驗

取質(zhì)量濃度為2.0 ng/m L、4.0 ng/m L、8.0 ng/m L的鉻溶液分別進行6次測定，計算6次結(jié)果的相對標準偏差（relative standard deviation，RSD），結(jié)果見表4。由表4可知，該方法的相對標準偏差0.027%～2.200%，均＜3%，表明使用該方法測定鉻元素的精密度較好。

表4　精密度試驗結(jié)果（n=6）Table 4 Precision tests results of the m ethod（n=6）

2.3現(xiàn)性實驗

取鉻加標0.2mg/kg進行3次測定，經(jīng)回收率校正后平均值0.200 1mg/kg，加入量為0.2mg/kg，RSD為0.4%。偏差范圍較小，說明本方法的重現(xiàn)性較好。

表5　重現(xiàn)性實驗結(jié)果（n=3）Table 5 Reproducibility test results of the m ethod（n=3）

2.4出限

用該方法對空白樣品溶液連續(xù)測20次，按照檢出限為空白吸光度值三倍標準偏差與標準曲線斜率之比，定量限為10倍空白吸光度標準偏差與標準曲線斜率之比［17］，結(jié)果見表6。由表6可知，鉻的檢出限為0.12 ng/m L，換算即得0.006mg/kg，定量限為0.02mg/kg，低于國標給定的鉻檢出限和定量限。由此可見，此方法能夠很好地適用于大米中鉻的檢測要求。

表6　檢出限試驗結(jié)果（n=20）Table 6 The lim itof detection of the method（n=20）

2.5收率實驗

稱取9份樣品分3組，分別加入100 ng/m L的鉻標準使用液0.5m L、1.0m L、2.0m L（加入量0.1mg/kg、0.2mg/kg、0.4mg/kg）按照本方法進行消解、趕酸，最后都定容至25m L后進行測定并計算，結(jié)果見表7。由表7可知，回收率范圍在81.6%～93.1%，回收率比較滿意，能夠滿足痕量測定80%～120%的范圍［21］，故采用本方法測定大米中鉻，結(jié)果是可靠的。

表7　加標回收實驗結(jié)果Table 7 Adding recovery rate results of themethod

2.6品測定

表8　大米樣品中鉻含量測定結(jié)果Table 8 Determ ination results of chromium content in rice sam ples

稱取5份不同來源的大米樣品，按照本方法進行消解、趕酸，最后定容至25m L，進行測定并計算，結(jié)果見表8。從表8可以看出，本方法能夠很好的對大米中的鉻進行測定，并且樣品中的鉻含量遠低于國家規(guī)定的1.0mg/kg的標準［7］。

3　結(jié)論

該實驗采用的微波消解法可以有效的減少樣品的損失以及對環(huán)境的污染，同時還能保證實驗操作者的安全。石墨爐原子吸收光譜法快速、簡便、準確，具有較高的精密度和準確度。本方法相關(guān)系數(shù)為0.9997，檢出限為0.006mg/kg，定量限為0.02mg/kg，回收率為81.6%～93.1%。本方法與國標方法［18］比較具有操作簡便、對環(huán)境污染小、檢出限低等優(yōu)點，能夠很好的應(yīng)用于大米中痕量鉻的測定，為食品中痕量鉻的測定提供一定的參考。

［1］高向陽，宮安晶，王坤，等.微波程序消解-流動注射化學(xué)發(fā)光法快速測定彩色小麥中的微量鉻［J］.食品科學(xué)，2008，29（8）：547-549.

［2］徐愛列.微波消解-石墨爐原子吸收法測定海娜中的鉻［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（28）：8799-8800.

［3］曾朝懿，唐潔，車振明.石墨爐原子吸收法測定液態(tài)鉻元素的不同消解方法探討［J］.西華大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2013，32（5）：100-103.

［4］俎志平.微波消解-石墨爐原子吸收法測定蜂膠中重金屬鉻［J］.河南預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2013，24（2）：109-110.

［5］袁友明，路磊，王明銳，等.微波消解-塞曼石墨爐原子吸收法對蔬菜中鉻的測定［J］.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（7）：76-77.

［6］胡道勇，孔凡玲.鍍金提高非貴金屬抗腐蝕性的研究進展與應(yīng)用［J］.中國實用口腔科雜志，2009，2（11）：692-694.

［7］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB 2762—2012食品安全國家標準食品中污染物限量［S］.北京：中國標準出版社，2012.

［8］司文會，李克儉，鄭麗卿，等.壓力自控微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定鵝肝中的鎘［J］.食品科學(xué)，2011，32（2）：184-186.

［9］金華麗，徐衛(wèi)河，孫玉芳.食品中微量鉛的電位溶出法與示波極譜法測定的比較［J］.食品科學(xué)，2009，30（24）：307-309.

［10］樓小紅，吳巧鳳.紫外分光光度法測定白芍中重金屬的研究［J］.廣東微量元素科學(xué)，2004，11（1）：38-40.

［11］李茵萍，關(guān)明，杜為軍，等.微波消解-火焰原子吸收法測定新疆野薔薇果中金屬元素［J］.食品科學(xué)，2010，31（8）：143-145.

［12］馮波，田娟，焦義叢，等.微波消解-氫化物發(fā)生原子吸收法測定食品和調(diào)味品中微量砷［J］.食品科學(xué)，2013，34（10）：286-288.

［13］楊秀芳，許凌，徐建峰，等.微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定茶葉中的鎘［J］.食品科學(xué)，2011，32（18）：218-220.

［14］龍智祥，羅艷，謝濤，等.ICP-MS法測定亞熱帶水果中的重金屬含量［J］.化學(xué)分析計量，2013，22（2）：38-40.

［15］鄧勃，何焜華.應(yīng)用原子吸收與原子熒光光譜分析［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［16］于剛，秦朋，陳丕茂，等.微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定殼聚糖膜中銅離子含量［J］.食品科學(xué)，2015，36（2）：201-203.

［17］全國認證認可標準化技術(shù)委員會.GB/T 27404—2008實驗室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測［S］.北京：中國標準出版社，2008.

［18］國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.GB 5009.123—2014食品安全國家標準食品中鉻的測定［S］.北京：中國標準出版社，2014.

Determination ofchromium in ricebym icrowave digestion and graphite furnaceatomic absorption spectrophotometry

DIAOYuhua
（Kunm ing Institute forFood and Drug Control，Kunm ing 650032，China）

Themethod for chrom ium determination in rice was established by microwave digestion and graphite furnace atom ic absorption spectrophotometry.The rice was digested by m icrowave and analyzed by graphite furnace atom ic absorption atwavelength of 357.9 nm.The results showed that themethod had good linearity w ith a correlation coefficientof 0.999 7，the lim itof detection was 0.006mg/kg，the lim it of quantitation was0.02mg/kg，and the recoveriesranged from 81.6%-93.1%.Themethodwas rapid，simple，accurateand suitable for thedetermination of chrom ium in rice.

m icrowavedigestion；graphite furnace atom ic absorption spectrophotometry；rice；chrom ium

O657．31

0254-5071（2016）01-0149-03

10．11882/j．issn．0254-5071．2016．01．033

2015-11-04

國家自然科學(xué)基金項目（41161083）

刁玉華（1985-），男，檢驗技師，碩士，主要從事食品理化檢驗工作。