微波消解石墨爐原子吸收法測(cè)定藕粉圓中鉛鎘

杜官恒，吳升德，湯勇，葉霖，鄭艷紅，倪東，沈華銀，谷群遠(yuǎn)，王新生

（鹽城市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，江蘇鹽城224056）

微波消解石墨爐原子吸收法測(cè)定藕粉圓中鉛鎘

杜官恒，吳升德*，湯勇，葉霖，鄭艷紅，倪東，沈華銀，谷群遠(yuǎn)，王新生

（鹽城市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，江蘇鹽城224056）

通過(guò)對(duì)鹽城市5個(gè)區(qū)域總計(jì)8個(gè)品種22個(gè)藕粉圓樣品中重金屬鉛鎘的含量測(cè)定，探明這2種重金屬元素在藕粉圓中的含量狀況。采用微波消解法消化經(jīng)粉碎混勻的藕粉圓樣品，以石墨爐原子吸收法測(cè)定22個(gè)樣品中的鉛鎘濃度。結(jié)果表明藕粉圓中鉛的檢出限為1.0 μg/L，線(xiàn)性范圍為2.0 μg/L～30.0 μg/L，樣品的加標(biāo)回收率為100.72%～103.66%；鎘的檢出限為 0.08 μg/L，線(xiàn)性范圍為 0.1 μg/L～2.0 μg/L，樣品的加標(biāo)回收率為 98.25%～102.83%。

微波消解；石墨爐原子吸收法；鉛；鎘；藕粉圓

蓮藕營(yíng)養(yǎng)豐富，不僅含有淀粉及植物蛋白，還含有鐵、磷等微量元素，維生素C，單寧酸等營(yíng)養(yǎng)成分。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明老年人常食蓮藕，可以健脾開(kāi)胃，安神健腦，益血補(bǔ)髓，具有延年益壽之功效。若將蓮藕加工制成藕粉，則是老幼婦孺以及虛弱病人調(diào)理身體的絕佳補(bǔ)品。自古鹽城、揚(yáng)州一帶就以盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)藕而聞名，當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的藕粉圓更是以美味營(yíng)養(yǎng)而名揚(yáng)海內(nèi)外。然而隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，河流水域中重金屬污染日益嚴(yán)重，蓮藕在重金屬污染的水環(huán)境中可能富集重金屬，造成重金屬含量超標(biāo)[1]。截至2016年，我國(guó)尚未制定藕粉圓的安全檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 25733-2010《藕粉》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中也未涉及重金屬含量的檢測(cè)。

測(cè)定食品中重金屬含量的常用方法有火焰原子吸收光譜法、氫化物原子熒光光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜（Inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）[2-3]、石墨爐原子吸收光譜法等[4-10]?；鹧嬖游辗夹g(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，但測(cè)定鉛鎘含量靈敏度有限；濕消化-火焰原子吸收法樣品前處理時(shí)間長(zhǎng)，易造成損失，影響定量準(zhǔn)確性；ICP-MS靈敏度高，但儀器價(jià)格貴，對(duì)環(huán)境要求苛刻，使用有局限性；石墨爐原子吸收法檢出限低，檢測(cè)范圍寬，是測(cè)定食品中重金屬的理想方法。微波消解可高效消解易揮發(fā)無(wú)機(jī)元素，適用于測(cè)定藕粉圓樣品中鉛鎘含量的前處理。為準(zhǔn)確高效地測(cè)定藕粉圓中鉛鎘的含量，本研究通過(guò)優(yōu)化樣品前處理方法條件及石墨爐原子吸收的測(cè)定條件，建立定量檢測(cè)藕粉圓中鉛鎘的微波消解-石墨爐原子吸收法。

1 材料與方法

1.1 樣品

在鹽城市內(nèi)5個(gè)區(qū)域分別采集薺菜餡、芝麻餡、蔬菜餡、水果餡等共8個(gè)品種，22個(gè)藕粉圓樣品。

1.2 主要儀器

安捷倫240Z型塞曼原子吸收光譜儀：美國(guó)安捷倫科技有限公司；Multiwave3000型微波消解儀：奧地利安東帕有限公司；睿核1000型搖擺高速多功能粉碎機(jī)：天津睿核科技公司。

1.3 主要試劑

鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000.0mg/L）、鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000.0mg/L）：國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心。硝酸、鹽酸為優(yōu)級(jí)純；過(guò)氧化氫等其余試劑為分析純。

1.4 儀器工作條件

石墨爐原子吸收工作條件中元素鉛的檢測(cè)參數(shù)為燈電流5 mA，波長(zhǎng)283.3 nm，狹縫0.8 nm；元素鎘的檢測(cè)參數(shù)為燈電流3 mA，波長(zhǎng)228.8 nm，狹縫1.0 nm；進(jìn)樣體積20 μL，基體改進(jìn)劑進(jìn)樣體積5 μL。石墨爐原子吸收的工作條件見(jiàn)表1、表2。

表1 石墨爐原子吸收光譜儀的工作條件（鉛）Table 1 Working conditions of graphite furnace atomic absorption spectrometer（Pb）

表2 石墨爐原子吸收光譜儀的工作條件（鎘）Table 2 Working conditions of graphite furnace atomic absorption spectrometer（Cd）

1.5 樣品的準(zhǔn)備和消化處理

選取具有代表性的藕粉圓樣品，粉碎后于80℃烘箱中烘干，用研缽研磨成粉末，置于干燥器中保存。稱(chēng)取上述研細(xì)后的樣品0.3 g于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入10 mL濃硝酸，在選定條件下于微波消解儀中進(jìn)行微波消解。微波消解完成后，加入1 mL濃度為30%的過(guò)氧化氫，得無(wú)色透明溶液，轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度待測(cè)。以同樣步驟制作空白溶液。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制

吸取鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0 mL用0.2%硝酸溶液定容到100 mL，得濃度為10.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，吸取1.0 mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用0.2%硝酸溶液定容到100 mL，得濃度為0.1 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，然后采用自動(dòng)進(jìn)樣器將標(biāo)準(zhǔn)工作溶液分別稀釋為 2.0、5.0、10.0、20.0、30.0 μg/L的溶液，按測(cè)定鉛的條件測(cè)定各個(gè)溶液中鉛的吸光度，并求得吸光值與濃度關(guān)系的一元線(xiàn)性回歸方程。鉛的回歸方程為y=0.003 1x+0.009 1，相關(guān)系數(shù)為R2=0.999 9。

吸取鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0 mL用1∶100（體積比）鹽酸溶液定容到100 mL，得濃度為10.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，吸取1.0 mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用1∶100（體積比）鹽酸溶液定容到100 mL，得濃度為0.1 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，吸取5.0 mL 0.1 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用1∶100（體積比）鹽酸溶液定容到100 mL，得濃度為5.0 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，然后采用自動(dòng)進(jìn)樣器將標(biāo)準(zhǔn)工作溶液分別稀釋為 0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 μg/L 的溶液，按測(cè)定鎘的條件測(cè)定各個(gè)溶液中鎘的吸光度，并求得吸光值與濃度關(guān)系的一元線(xiàn)性回歸方程，鎘的回歸方程為y=0.077 4x+0.008 1，相關(guān)系數(shù)為R2=0.999 4。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)如圖1、圖2所示。

圖1 鉛的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)Fig.1 The standard curve of Pb

圖2 鎘的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)Fig.2 The standard curve of Cd

2.2 檢出限及精密度

測(cè)定20次樣品空白溶液的吸光度值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，按照IUPAC規(guī)定[11]，運(yùn)用公式C=3S/L計(jì)算鉛、鎘的檢出限。檢出限試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

如表3所示，測(cè)得鉛的吸光度值標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.001 1（n=20），計(jì)算得鉛的檢出限為 1.0 μg/L；測(cè)得鎘的吸光度值標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.002 1（n=20），計(jì)算得鎘的檢出限為0.08 μg/L。精密度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

精密吸取鉛的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度為5.0、10.0、20.0 μg/L 各 20 μL，分別進(jìn)樣 5次，RSD 分別為 2.1%、1.4%、1.6%；精密吸取鎘的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度為0.2、0.5、1.0 μg/L 各 20 μL，分別進(jìn)樣 5 次，RSD 分別為2.9%、2.5%、2.4%。

表3 檢出限試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of detection limit test

表4 精密度試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results of precision test

2.3 回收率

分別吸取鉛的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為10.0、20.0、30.0μg/L，鎘的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.5、1.0、2.0 μg/L分別加入到藕粉圓樣品中，按照測(cè)定方法檢測(cè)，將實(shí)際結(jié)果與理論值相對(duì)比，計(jì)算得加標(biāo)回收率?；厥章式Y(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)果如表5所示，鉛的加標(biāo)回收率為100.72%～103.66%，鎘的加標(biāo)回收率為98.25%～102.83%。

2.4 樣品中鉛鎘含量測(cè)定結(jié)果

在選定儀器的工作條件下，用石墨爐原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定22份藕粉圓樣品中鉛、鎘的含量，結(jié)果見(jiàn)表6。

表5 回收率結(jié)果Table 5 Results of recovery test

表6 樣品測(cè)定結(jié)果Table 6 Results of sample determination

測(cè)定結(jié)果表明：22份藕粉圓中鉛的含量范圍為0.008 0 mg/kg～0.097 2 mg/kg，其中鉛含量＜0.05 mg/kg的有13份，占全部樣品的59.10%；鉛含量在0.05 mg/kg～0.10mg/kg范圍內(nèi)的有9份，占全部樣品的40.90%。藕粉圓樣品中鎘的含量范圍為0.0012mg/kg～0.1962mg/kg，其中鎘含量＜0.01 mg/kg的藕粉圓樣品有18份，占全部樣品的81.82%；鎘含量在0.01 mg/kg～0.10 mg/kg范圍內(nèi)的樣品有3份，占全部樣品的13.64%；還有1份取自市場(chǎng)散裝的藕粉圓樣品中鎘含量高達(dá)0.196 2 mg/kg，這可能是由于原料受到工業(yè)污染或污水灌溉等造成的。

3 結(jié)論

該研究通過(guò)對(duì)樣品前處理方法條件及石墨爐原子吸收測(cè)定條件的全面優(yōu)化，建立了測(cè)定藕粉圓中鉛鎘含量的微波消解-石墨爐原子吸收光譜法。結(jié)果表明，藕粉圓中鉛的檢出限為1.0 μg/L，線(xiàn)性范圍為2.0 μg/L～30.0 μg/L，樣品的加標(biāo)回收率為 100.72%～103.66%；鎘的檢出限為0.08μg/L，線(xiàn)性范圍為0.1μg/L～2.0 μg/L，樣品的加標(biāo)回收率為98.25%～102.83%，檢出限、精密度、準(zhǔn)確度均符合微量成分定量檢測(cè)方法的要求。該方法應(yīng)用于市場(chǎng)上藕粉圓樣品鉛鎘含量的測(cè)定，適應(yīng)性良好，分析結(jié)果穩(wěn)定、高效，是藕粉圓中鉛鎘含量測(cè)定的良好方法。

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[11]IUPAC.ISBN 978-0865426155 Compendium of Analytical Nomenclature[S].English:Pergamon Press Ltd,1998

Determination of Lead and Cadmium in Lotus Rhizome Starch Dumpling by Microwave Digestion-Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry

DU Guan-heng，WU Sheng-de*，TANG Yong，YE Lin，ZHENG Yan-hong，NI Dong，SHEN Hua-yin，GU Qun-yuan，WANG Xin-sheng
（Yancheng Products Quality Supervision and Inspection Institute，Yancheng 224056，Jiangsu，China）

The content of Pb and Cd in 8 kinds of 22 lotus rhizome starch dumpling products collected in five areas of Yancheng was determined.After microwave digestion，the 22 crushed and well-mixed samples were analyzed by graphite furnace atomic absorption spectrophotometry.The detection limit of the method for Pb was 1.0 μg/L，the linear range was 2.0 μg/L-30.0 μg/L，and the recoveries were 100.72%-103.66%.The detection limit of the method for Cd was 0.08 μg/L，the linear range was 0.1 μg/L-2.0 μg/L，and the recoveries were 98.25%-102.83%.

microwave digestion；graphite furnace atomic absorption spectrophotometry（GFAAS）；Pb；Cd；lotus rhizome starch dumpling

2016-12-31

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.18.035

杜官恒（1994—），男（漢），本科，主要從事食品中重金屬檢測(cè)分析工作。

*通信作者：吳升德（1981—），男（漢），高級(jí)工程師，博士。