電感耦合等離子體原子發射光譜法測定小麥粉中硼元素本底值

陸美斌，王步軍*，李靜梅，李為喜，楊秀蘭，王 爽，宋敬可

(中國農業科學院作物科學研究所，農業部谷物品質監督檢驗測試中心，北京 100081)

電感耦合等離子體原子發射光譜法測定小麥粉中硼元素本底值

陸美斌，王步軍*，李靜梅，李為喜，楊秀蘭，王 爽，宋敬可

(中國農業科學院作物科學研究所，農業部谷物品質監督檢驗測試中心，北京 100081)

為給小麥粉質量安全檢測提供本底值判斷依據，本實驗使用電感耦合等離子體原子發射光譜(ICP-AES)法測定了2012年我國不同區域種植的492份自磨小麥粉的硼含量，旨在為小麥粉質量安全檢測提供本底值判斷依據。結果表明：492份自磨小麥粉硼元素的本底值平均為0.648mg/kg，變幅為0.240～1.361mg/kg，符合正態分布，95%概率條件下的置信區間值為0.261～1.035mg/kg，置信區間最大值1.035mg/kg，可作為運用ICP-AES法時所有小麥粉樣品的硼元素本底值。

硼；小麥粉；本底值；硼砂；硼酸

硼砂，學名四硼酸鈉，分子式為Na2B4O7?10H2O，是無色半透明晶體或白色結晶粉末[1]。硼砂能生成硼酸，后者分子式為H3BO3，兩者分子結構見圖1。據報道[2-3]，硼砂和硼酸加入食品中有防腐、增加彈性和膨脹的作用，但硼砂能致癌，對人體造成嚴重危害。目前世界各國多禁用硼砂作為食品添加劑，我國也嚴令禁止硼砂在食品中使用。然而一些不法商販由于利益的驅使，仍然在面食、元宵、粽子、牛(魚)肉丸、腐竹、米粉等食品中添加硼砂或硼酸，非法添加事件屢禁不止。今年9月，我國最大面粉廠商五得利因“硼砂門”走到輿論的風口浪尖，引起社會廣泛關注和強烈反響。

圖1 硼砂(A)和硼酸(B)的分子結構圖Fig.1 Molecular structure of boron and boric acid

現行的國家標準檢測方法GB/T 21918—2008《食品中硼酸的測定》中的姜黃比色法、電感耦合等離子體原子發射光譜(inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry，ICP-AES)法、電感耦合等離子體質譜(inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS)法，都是利用測定硼元素來間接確定食品中硼砂或硼酸的含量[4]。考慮到食品中都能測定出一定含量的硼元素[5-12]，通過此法來直接判斷食品中是否添加硼砂或硼酸則顯得不科學。當前尚沒有權威、可靠的小麥粉中硼元素含量的背景資料。本實驗利用ICP-AES法[13-18]，對我國不同區域種植的492份自磨小麥粉進行測定，以期為我國食品質量安全檢測提供一個較為合理的硼元素本底值。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

采集2012年我國不同區域種植的小麥種子492份，將其磨粉；GBW10011標準物質小麥粉 中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所。

待測元素標準儲備液(1000mg/L) 國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院；硝酸(BV-Ⅲ級)、雙氧水(BV-Ⅲ級)北京化學試劑研究所；超純水(電阻率18.2MΩ?cm)。

ICPE-9000等離子體發射光譜儀 日本Shimadzu公司；EHD36智能電熱消解儀、聚丙烯消解管(50mL) 美國Lab Tech公司； Milli-Q Academic超純水系統 美國Millipore公司；XP204型精密電子天平 美國Mettler-Toledo公司。所有器皿均用20%硝酸浸泡24h，超純水清洗備用。

1.2 方法

1.2.1 儀器條件

高頻功率：1.2kW；等離子氣：10.00L/min；輔助氣：0.6L/min；載氣：0.7L/min；玻璃同心霧化器，旋流霧化室；霧化器壓力：475.66kPa；工作氣體：氬氣(純度99.99%以上)；軸向觀測方式。

1.2.2 標準曲線繪制

將1000mg/L硼元素標準儲備液用2%硝酸逐級稀釋，配制成0、0.05、0.1、0.5、1、2mg/L系列質量濃度標準使用液，于波長249.677nm處測定ICP強度，繪制標準曲線。

1.2.3 試液制備

準確稱取樣品0.25g于消解管中，加入8mL HNO3，110℃消解，剩余1mL后冷卻，再加2mL H2O2消解，剩余1mL冷卻，用超純水定容至25mL。同時制備樣品空白，待測。

1.2.4 統計方法及統計軟件

采用概率統計方法[19]，應用Excel軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 線性關系及檢出限

標準曲線線性范圍為0～2mg/L，線性回歸方程為Y=5718.1X＋386.9，R2=0.9996，說明在標準曲線線性范圍內硼質量濃度與ICP強度有較好的線性關系。按樣品空白溶液重復測定11次所得含量的標準偏差的3倍計算[20]，檢出限為0.0008mg/L。

2.2 準確度實驗

2.2.1 回收率實驗

在小麥粉樣品中分別添加硼標準溶液0.01、0.1mg/L兩個質量濃度水平，各做5次重復測定，回收率均大于85%，結果如表1所示。

2.2.2 標準物質測定

測定GBW10011標準物質小麥粉的標準值，測定值在標準值范圍內，結果如表2所示，表明測定結果準確可靠。

表2 標準物質測定Table2 Results obtained from determination of the certified reference material of wheat flour

2.3 精密度實驗

對每個小麥粉樣品進行5次重復實驗，結果見表3。測定結果的相對標準偏差不大于5.0%，表明該方法穩定性較好、精密度較高。

表3 精密度實驗Table3 Precision of the ICP-AES method

2.4 硼元素本底值測定

圖2 小麥粉中硼元素本底值正態分布圖Fig.2 Normal distribution of boron background values in wheat flour

由圖2可知，492份小麥粉全部檢出硼，平均值為0.648mg/kg，變幅為0.240～1.361mg/kg，小麥粉的硼元素本底值呈正態分布，95%概率條件下的置信區間為0.261～1.035mg/kg，置信區間最大值為1.035mg/kg，該數值即可作為所有小麥粉樣品的硼元素本底值。

3 討 論

硼是動植物生長發育所必需的微量元素。小麥粉中普遍存在硼，因地域、品種的不同，小麥粉中的硼含量會有一定差異。本實驗調查了96個品種的自磨小麥粉，共492份樣品，分別來自山東、河南、湖北的50個縣市，其中冬小麥460份，春小麥32份。與以往研究結果相比，本實驗涉及的小麥粉品種及取樣地區更為全面，確定的小麥粉中硼元素本底值更具科學性、合理性，為判斷小麥粉中是否添加硼砂或硼酸提供了科學的理論依據，具有較高的實際參考價值。同時，本實驗結果為制定小麥粉中硼元素限量標準提供了明確的參考范圍，只有確定硼元素限量標準才能更好地規范商業行為，進而杜絕硼砂或硼酸的非法添加。

需要指出的是，檢測小麥粉中是否含有硼砂或硼酸時，若硼元素測定含量較低，則很可能引起誤判。建議在監督執法過程中，當硼含量與判斷標準接近時，盡可能了解樣品背景資料和生產廠商實際情況。同時，質檢部門在實際工作中應使用不同方法對臨界值樣品進行驗證，保證檢驗工作的準確性。

[1] 王箴. 化工辭典[M]. 2版. 北京: 化學工業出版社, 1985: 642.

[2] 中華人民共和國衛生部. 關于印發《食品中可能違法添加的非食用物質和易濫用的食品添加劑品種名單(第一批)》的通知.食品整治辦〔2008〕3號[S].

[3] 中華人民共和國衛生部. GB 2760—2011 食品添加劑使用標準[S].

[4] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局. GB/T 21918—2008食品中硼酸的測定[S].

[5] 池衛廷, 謝少斌, 楊貴彬, 等. 45種食品中硼含量的測定及分析[J].河南預防醫學雜志, 2010, 21(3): 170-173.

[6] 周秀錦, 周向陽, 邵宏宏, 等. 舟山出口海產品硼酸本底及市場調查[J]. 天津農業科學, 2012, 18(2): 30-31.

[7] 王惠華, 糖鋆, 蔣明哲, 等. 應用石墨爐原子吸收法測定面制食品中硼的含量[J]. 中國衛生檢驗雜志, 2010, 12(20): 3199-3202.

[8] 汪麗萍, 張佳欣, 吳春花, 等. ICP-OES測定大米粉、小麥粉中的11種金屬元素[J]. 分析試驗室, 2008, 27(12): 215-217.

[9] 宋筱瑜, 李鳳琴, 劉兆平, 等. 中國12省市部分食品中硼本底含量調查及居民攝入量初估[J]. 衛生研究, 2011, 40(4): 431-433.

[10] 徐玉宏. 微波消解-分光光度法測定大豆中的硼量[J]. 分析試驗室, 2008, 27(3): 112-113.

[11] SAH R N, BROWN P H. Boron determination: a review of analytical methods[J]. Biochemical Journal, 1997, 56(3): 285-304.

[12] DAHI S, WATERS J K, MAW H T P. Determination of boron in paints and plant-derived food by ultrasonic nebulzation-inductively coupled plasma atomic emission spectrometry with addition of mannitol[J]. Journal of AOAC International, 1997, 80(1): 20-24.

[13] 劉守廷, 蔣天成, 謝濤, 等. 微波消解-電感耦合等離子體原子發射光譜法測定米粉中硼[J]. 理化檢驗: 化學分冊, 2011, 47(1): 41-43.

[14] 魏玉芝, 周偉, 李文婧, 等. 電感耦合等離子體原子發射光譜法測定食品中硼的方法研究[J].食品與發酵工業, 2006, 32(9): 130-133.

[15] 魏玉芝, 周偉, 李文婧, 等. 微波消解ICP-AES法測定米粉中的硼、銅、錳、鋅、鐵、鈣[J]. 食品科技, 2010, 35(9): 310-313.

[16] 林立, 曹寶森, 曹紅, 等. 微波消解-電感耦合等離子體質譜法分析食品中的硼[J]. 中國衛生檢驗雜志, 2006, 16(11): 1337-1338.

[17] 姜杰, 張慧敏, 李瑞園, 等. 電感耦合等離子體光譜法測定食品中硼[J]. 中國衛生檢驗雜志, 2012, 22(2): 219-220.

[18] 王竹天, 楊大進. 食品中化學污染物及有害因素監測技術手冊[M].北京: 中國標準出版社, 2011: 91-93.

[19] 王欽德, 楊堅. 食品試驗設計與統計分析[M]. 北京: 中國農業大學出版社, 2003: 49-54.

[20] 高向陽. 新編儀器分析[M]. 北京: 科學出版社, 2004: 4-5.

Background Value of Boron in Wheat Flour as Determined by ICP-AES

LU Mei-bin，WANG Bu-jun*，LI Jing-mei，LI Wei-xi，YANG Xiu-lan，WANG Shuang，SONG Jing-ke
(Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Cereal Quality Supervision and Testing Center, Ministry of Agriculture, Beijing 100081, China)

Boron background values in foods are important to judge the proper amount of borax or boric acid. A total of 492 flour samples milled from wheat collected from different growing areas in China during the crop year 2012 were determined by ICP-AES for boron content. The average background value of boron in these wheat flour samples was 0.648 mg/kg and the variation range was 0.240–1.361 mg/kg, following normal distribution. The 95% confidence interval for the wheat flour samples was 0.261–1.035 mg/kg, whereas the maximum confidence value was 1.035 mg/kg. Accordingly the data obtained in this study can be seen as background values of boron element in wheat flour samples.

boron；wheat fl our；background value；borax；boric acid

O657.31

A

1002-6630(2013)18-0203-03

10.7506/spkx1002-6630-201318041

2012-10-22

農業部農產品質量安全普查項目(20121902)

陸美斌(1979—)，女，助理研究員，碩士，研究方向為農產品質量安全檢測技術與風險評估。E-mail：lmbxl@hotmail.com

*通信作者：王步軍(1960—)，男，研究員，博士，研究方向為農產品質量與食物安全。E-mail：wangbj@mail.caas.net.cn