ICP-MS法分析香辛料粉中5種重金屬含量及來(lái)源

王培 李露

摘要? ? 采用微波消解前處理，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定部分香辛料中鉛、砷、鎘、鉻、汞含量。結(jié)果表明，5種重金屬在樣本中均有檢出，含量滿足國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)要求。5種重金屬在不同使用部位的香辛料中含量差異較大，分析其來(lái)源主要來(lái)自于種植期間土壤的輸入。以標(biāo)準(zhǔn)蒜粉作為質(zhì)量控制物，驗(yàn)證了方法的準(zhǔn)確度和精密度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。由此說(shuō)明該方法能夠簡(jiǎn)單、快速、靈敏、準(zhǔn)確測(cè)定香辛料中重金屬元素。

關(guān)鍵詞? ? 香辛料;重金屬含量;ICP-MS法

中圖分類號(hào)? ? TS264.3? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A? ? ? ? 文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）11-0232-02

Abstract? ? The contents of lead，arsenic，cadmium，chromium and mercury in some spices were determined by ICP-MS after microwave digestion. The results showed that all the five heavy metals were detected in the samples，and the content met the requirements of national food safety standards. The contents of the five heavy metals varied greatly in different parts of the spices，and their sources were mainly from the soil input during planting. Standard garlic powder was used as quality control material，and the method was proved to be accurate and precise，which was in accordance with the national standard. The method is simple，rapid，sensitive and accurate in determination of heavy metal elements in spices.

Key words? ? spice;heavy metal content;ICP-MS

香辛料是一種調(diào)味品，在我國(guó)居民的餐桌上必不可少，備受消費(fèi)者喜愛(ài)。目前市場(chǎng)銷(xiāo)售的香辛料種類繁多，依據(jù)《香辛料和調(diào)味品 名稱》（GB/T 12729.1-2008）規(guī)定了68種香辛料;按照使用部分分為根莖、鱗莖、植株、葉、果實(shí)葉、花、花序、果皮、樹(shù)皮和花蕾等。隨著生活水平的提高，人們對(duì)食品安全的要求越來(lái)越高。人們?cè)谙硎芟阈亮蠋?lái)的美好味覺(jué)的同時(shí)，也擔(dān)憂香辛料中污染物是否會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生危害。香辛料中常見(jiàn)的污染物為重金屬，一般香辛料中污染物的來(lái)源主要有2種途徑：一是香辛料種植期間從土壤環(huán)境中吸收;二是從大氣和灌溉水中吸收。因香辛料使用部位不同，其重金屬含量有一定的差異，因而在香辛料制成品中的殘留量不同。由于重金屬在人體中代謝緩慢，容易積累，對(duì)人體危害極大[1]，因而研究香辛料中重金屬殘留現(xiàn)狀尤為必要，且國(guó)家對(duì)香辛料中重金屬含量做出了規(guī)定要求。基于以上考慮，本研究擬采用微波消解結(jié)合ICP-MS法測(cè)定香辛料中重金屬含量，對(duì)香辛料中重金屬含量水平評(píng)估提供依據(jù)，并對(duì)其來(lái)源進(jìn)行初步探討。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 供試材料

香辛料：干姜粉（根）、洋蔥粉（鱗莖）、辣椒粉（果實(shí)）、香蔥粉（植株）、大蒜粉（鱗莖）、咖喱粉（混合香辛料）。每種采購(gòu)2個(gè)品種，市售。

1.2? ? 儀器與試劑

供試儀器：電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（RQ）（ICP-MS）（美國(guó)賽默飛世爾）、MARS微波消解儀（美國(guó)CEM公司）、分析天平、賽多利斯電子天平BSA124S。

供試試劑：1 000 μg/mL多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（鉛、鉻、鎘、汞、砷）GNM-M071413-2013，由國(guó)家有色金屬及電子材料分析中心提供，大蔥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10049（GSB-27）;硝酸優(yōu)級(jí)純、鹽酸優(yōu)級(jí)純、雙氧水優(yōu)級(jí)純，均為國(guó)藥集團(tuán)提供。所有玻璃儀器均經(jīng)過(guò)5%硝酸浸泡過(guò)夜，去離子水沖洗后淋干備用。

1.3? ? 樣品前處理

1.3.1? ? 微波消解。稱取0.45 g樣品于消解罐內(nèi)，加入6 mL硝酸和1 mL雙氧水，放置過(guò)夜，密封，放入微波消解爐中進(jìn)行消解，消解程序如表1所示。

1.3.2? ? 消解條件選擇。依據(jù)李? 蓉等[2]和《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測(cè)定》（GB5009.268—2016）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法以及廠家對(duì)MARS微波消解的推薦條件和對(duì)方法的驗(yàn)證進(jìn)行微波條件篩選后發(fā)現(xiàn)，HNO3∶H2O2=6∶1條件最佳，雙氧水可以打破植物結(jié)殼，防止壓力過(guò)高，對(duì)比全硝酸和混合消解條件，差異性不大，采用混合調(diào)節(jié)條件。

1.3.3? ? 儀器條件。石英霧化室，石英一體化矩管，2.5 mm中心通道，屏蔽距，等離子體為射頻功率1 450 W、載氣流量0.8 L/min、冷卻器14 mL/min，霧化室溫度2 ℃，接口處采樣錐（Ni）孔徑1 mm、截取錐（Ni）0.4 mm。采樣深度為8.5 mm，質(zhì)譜儀碰撞池模式跳峰3次、He流量5.0 mL/min、跳峰采集3點(diǎn)掃描，重復(fù)測(cè)定3次。

1.3.4? ? 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，由標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制成系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，鉛、鉻、砷、鎘濃度設(shè)為0、1、5、10、30、50 μg/L，汞濃度設(shè)為0、0.1、0.5、1.0、1.5、2.0 μg/L，在選定的儀器工作條件下對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，由儀器自帶工作站繪制工作曲線，其相關(guān)系數(shù)和加標(biāo)回收見(jiàn)表2。

1.3.5? ? 測(cè)定方法。將定容后的樣品消解液采用ICP-MS測(cè)定，同時(shí)分析測(cè)定各個(gè)元素的檢出限、精密度，并作加標(biāo)回收率的計(jì)算，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定來(lái)驗(yàn)證方法。以大蔥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為質(zhì)控樣品。采用ICP-MS法測(cè)定各元素的同位素質(zhì)量數(shù)及內(nèi)標(biāo)元素分別為Pb（208，209Bi）、As（75，73Ge）、Cr（52，45Sc）、Cd（111，115In）、Hg（202，185Re）。

1.3.6? ? 方法的精密度和準(zhǔn)確度。為考察方法可靠性，對(duì)大蔥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了準(zhǔn)確度測(cè)試，同時(shí)對(duì)大蔥粉做加標(biāo)回收。

2? ? 結(jié)果與分析

從表2可以看出，各元素的回收率符合《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)? 食品中多元素的測(cè)定》（GB5009.268—2016）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，故方法的準(zhǔn)確度和精密度滿足香辛料中5種重金屬測(cè)定要求。

從表3可以看出，5種重金屬在香辛料中均有不同程度的檢出，其中鉛含量0.074～1.120 mg/kg，鎘含量0.021～0.211 mg/kg，汞含量0.000 21～0.009 5 mg/kg，砷含量0.032 6～0.334 0 mg/kg，鉻含量0.248 4～1.630 0 mg/kg，均低于《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)? 食品中污染物限量》（GB2762—2017）規(guī)定的要求，這與李立兵等[3]和范文秀等[4]對(duì)香辛料和天然復(fù)合調(diào)味品中重金屬分析結(jié)果相一致，說(shuō)明當(dāng)前市場(chǎng)銷(xiāo)售的香辛料中重金屬含量基本滿足食品安全要求。

對(duì)各元素在各種香辛料的使用部分進(jìn)行分析，5種重金屬在不同使用部位的香辛料中含量差異較大，鉛含量表現(xiàn)為洋蔥>香蔥粉>咖喱粉>干姜粉>辣椒粉>大蒜粉;鉻含量表現(xiàn)為香蔥粉>干姜粉>洋蔥粉>大蒜粉>咖喱粉>辣椒粉;砷含量表現(xiàn)為香蔥粉>干姜粉>洋蔥粉>大蒜粉>咖喱粉>辣椒粉，鎘含量表現(xiàn)為香蔥粉>辣椒粉>咖喱粉>干姜粉>洋蔥粉>大蒜粉;汞含量表現(xiàn)為大蒜粉>香蔥粉>咖喱粉>干姜粉>辣椒粉>洋蔥粉?？梢?jiàn)，重金屬在根系、莖和鱗莖中的含量高于果實(shí)。

3? ? 結(jié)論與討論

重金屬進(jìn)入植物體的途徑有3種，一是葉片的吸收和吸附，二是根系的吸收和吸附，三是加工過(guò)程中的代入?，F(xiàn)有研究表明，根系吸收的鉛大部分被局限于根系組織（比例大約為95%或者更高），僅有少部分鉛可借助共質(zhì)體途徑向地上部輸送并積累，這些植物包含大蒜[5]，與本研究中大蒜粉中的鉛含量低于其他調(diào)味品相一致。植物體對(duì)鉻的吸收因植物不同而不同[6]，鉻以不同的形態(tài)存在于植物不同的部位。盆栽試驗(yàn)表明，植物吸收的鉻多累積在根和莖葉中，果實(shí)中很少，一般植物鉻在根部的積累量是莖和其他組織的10～100倍[7]，證明了本研究中辣椒粉中鉻含量明顯低于其他香辛料與其在植物體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)有一定關(guān)系;鎘在植物體各部位分布的情況基本上是根>葉>莖>花、果、籽粒[8]。唐? 文等[9]對(duì)不同種類蔬菜中鉛和鎘含量的研究表明，葉菜類>蔥蒜類>根莖類>瓜果種子類。進(jìn)一步研究表明，葉菜類蔬菜的葉片部位含鎘量和含鉛量較高。宣建國(guó)等[10]對(duì)7種蔬菜中重金屬鉛和鎘含量的分析研究表明，污水灌溉后的青椒中鉛和鎘含量增高，表明青椒對(duì)這2種重金屬有富集能力，這與本研究中青椒中鉛和鎘均有不同程度的檢出一致，表明鉛和鎘來(lái)源于土壤。以上研究說(shuō)明，種植期間土壤環(huán)境是決定香辛料中重金屬含量的主要因素。因此，應(yīng)加強(qiáng)種植農(nóng)田土壤環(huán)境管理[11-12]。香辛料粉主要工藝是碾磨工藝[13]，碾磨工具不可考證，故本研究未對(duì)加工工藝進(jìn)行研究。

目前市售香辛料中重金屬的含量符合《食品國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)? 食品中污染物限量》（GB2762—2017）的要求。本研究表明，香辛料中重金屬主要來(lái)源于種植期間的土壤環(huán)境條件[14-15]，因而加強(qiáng)種植期間土壤環(huán)境質(zhì)量管理是減少香辛料中重金屬的主要途徑。本文目前還未對(duì)加工工藝造成的重金屬污染進(jìn)行研究，后期這方面的研究將有待加強(qiáng)。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介? ?王培（1987-），女，江蘇徐州人，助理工程師，從事食品中重金屬分析工作。

收稿日期? ?2019-02-21