乳粉中鐵元素檢測(cè)的研究

近年來(lái)乳制品相關(guān)的重大安全問(wèn)題頻發(fā)，消費(fèi)者對(duì)國(guó)內(nèi)奶業(yè)市場(chǎng)的信任度大大降低，不僅影響了消費(fèi)者的健康，更引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。在質(zhì)量檢測(cè)行業(yè)樣品分析中，只有縮短質(zhì)檢人員工作時(shí)間，提高工作人員工作效率，提高檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度，才能更加適合大批量樣品的分析。本文用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）、火焰原子吸收光譜法進(jìn)行分析測(cè)定了某種品牌乳粉，驗(yàn)證兩種方法的準(zhǔn)確性及便捷性。通過(guò)研究，希望能夠?qū)﹁F元素在乳粉食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用提供一些幫助和啟示。

用同一樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在相同的樣品前處理、相同的曲線、同一人員操作在兩種儀器上測(cè)定該樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中鐵元素含量。

實(shí)驗(yàn)原理：

1.火焰原子吸收光譜法：試樣消解后，經(jīng)原子吸收火焰原子化，在248.3nm處測(cè)定吸光度值，在一定濃度范圍內(nèi)鐵的吸光度值與鐵含量成正比，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

2.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）：樣品消解后，由電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定，以元素的特征譜線波長(zhǎng)定性;待測(cè)元素譜線信號(hào)強(qiáng)度與元素濃度成正比進(jìn)行定量分析。

實(shí)驗(yàn)材料及儀器

實(shí)驗(yàn)儀器

研究中所使用的實(shí)驗(yàn)器材主要包括：美國(guó)鉑金埃爾默 Optima 8000 ?ICP-OES、美國(guó)鉑金埃爾默 原子吸收分光光度計(jì)900T（配火焰原子化器）、美國(guó)鉑金埃爾默 鐵空心陰極燈、賽多利斯 反滲透純水系統(tǒng)、MRA微波消解儀、上海屹堯 酸純化儀、上海屹堯 微波消解罐、賽多利斯 BS224S萬(wàn)分之一分析天平。

標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)物質(zhì)

樣品及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及其來(lái)源：

樣品：某品牌乳粉，30g;

黃豆標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10013（GSB-4）其中鐵元素含量（139±4）mg/kg來(lái)自于地球物理地球化學(xué)勘探研究所，定值日期：2013年12月，有效期 ：2023年12月;

鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液GSB G62022-90含量為1000 ?μg/mL來(lái)自于國(guó)家鋼鐵研究總院，定值日期：2019年03月04日。

實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑

按照ICP-OES ?和火焰原子吸收檢測(cè)的要求：

硝酸：優(yōu)級(jí)純?cè)偌兓?，?lái)自于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;

氬氣：純度≥99.995%，來(lái)自于盤(pán)錦宇通氣體有限公司;

乙炔氣：純度≥99.995%，來(lái)自于盤(pán)錦宇通氣體有限公司;

試劑配制

實(shí)驗(yàn)中的所使用的各種容器均使用（1+5）的硝酸內(nèi)浸泡24小時(shí)，用自來(lái)水反復(fù)沖洗，然后使用超純水反復(fù)清洗三次，然后在陰涼處晾干。

硝酸純化：取國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的硝酸經(jīng)酸純化儀純化一次后使用。

硝酸溶液（5+95）：取50 mL硝酸，緩慢加入950 mL水中，混勻。

鐵元素標(biāo)準(zhǔn)中間液（100.0 μg/mL）：吸取鐵元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 μg/mL）10.0mL于100mL容量瓶中，用硝酸溶液（5+95）稀釋至刻度，搖勻。有效期：1個(gè)月

鐵元素標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液：吸取鐵元素標(biāo)準(zhǔn)中間液（100.0 μg/mL）0 mL，0.50 mL，1.00 mL，2.00mL，3.00 mL，5.00 mL于一系列100mL容量瓶中用硝酸溶液（5+95）定容至刻度。

實(shí)驗(yàn)方法及過(guò)程

儀器的參數(shù)調(diào)整

1.電感耦合等離子體質(zhì)譜儀操作條件：

譜線波長(zhǎng)：239.5 nm;頻率：40.6 MHz;等離子體氣流量：20 L/min;霧化氣壓力：206820 Pa;

積分時(shí)間：30 s;測(cè)量次數(shù)：2次;提升時(shí)間：30 s;提升速率：1.0 mL/min。

2.火焰原子吸收操作條件：燈電流5 ?（mA）;狹縫 0.2 （nm）;波長(zhǎng) ?248.3（nm）;負(fù)高壓220（v）。

樣品的處理方法

1.使用MRA微波消解儀，對(duì)混合均勻的樣品進(jìn)行消解，分別稱取0.4838g和0.4796g樣品;稱取0.5013g和0.5026g標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)加入7ml硝酸放置過(guò)夜，旋緊罐蓋，按照下面步驟進(jìn)行消解。

①控制溫度70℃;升溫時(shí)間5min;恒溫時(shí)間5min;

②控制溫度90℃;升溫時(shí)間3min;恒溫時(shí)間5min;

③控制溫度110℃;升溫時(shí)間5min;恒溫時(shí)間5min;

④控制溫度130℃;升溫時(shí)間3min;恒溫時(shí)間5min;

⑤控制溫度160℃;升溫時(shí)間5min;恒溫時(shí)間5min;

⑥控制溫度190℃;升溫時(shí)間5min;恒溫時(shí)間20min;

冷卻后取出，緩慢打開(kāi)罐蓋排氣，在趕酸儀上用130℃趕酸2h。用少量水多次沖洗內(nèi)蓋，樣品消解以后使用去離子水定容至50 ml。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定容至50 ml。

樣品的檢測(cè)

同一樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在火焰原子儀器上設(shè)為樣品A-1，A-2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)B-1，B-2;在ICP-OES儀器上設(shè)為樣品A-3，A-4標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)B-3，B-4。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，奶粉中的鐵元素含量如表1所示，

火焰原子吸收測(cè)得值為55 mg/kg，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)得值為50 mg/kg均符合食品國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn) 食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn)GB14880-2012中對(duì)鐵元素的標(biāo)準(zhǔn)要求（25-135）mg/kg;誤差分別為0.5%，0.6%均在5%以內(nèi)，不影響檢測(cè)結(jié)果最終的標(biāo)準(zhǔn)性。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)量結(jié)果也在均誤差允許范圍內(nèi)。從結(jié)果我們可以看出雖然兩種儀器最終的檢驗(yàn)結(jié)果中鐵元素含量的測(cè)定值都符合標(biāo)準(zhǔn)要求但火焰原子吸收光譜法的測(cè)定值會(huì)高于電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的測(cè)定值，而且從定值標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來(lái)看也得到了印證，即火焰原子吸收光譜儀的測(cè)定值更接近標(biāo)準(zhǔn)值。

從目前來(lái)看，食品安全日益受到關(guān)注，食品安全檢測(cè)的方法和手段越來(lái)越多，在所有的檢測(cè)方法和手段中，我們選擇了火焰原子吸收光譜法和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法這兩種最常用的方法進(jìn)行比較，比較結(jié)果見(jiàn)下表2。

通過(guò)以上表格可以清晰的看到兩種方法優(yōu)缺點(diǎn)。那么在選擇法方的時(shí)候就可以根據(jù)自身的需要來(lái)進(jìn)行選擇。

張丹妮

遼寧盤(pán)錦檢驗(yàn)檢測(cè)中心