微波消解-原子熒光對蘑菇中砷的測定與分析

喬玲（朝陽市食品檢驗檢測所，遼寧朝陽122000）

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微波消解-原子熒光對蘑菇中砷的測定與分析

喬玲
（朝陽市食品檢驗檢測所，遼寧朝陽122000）

摘要：采用微波消解法對蘑菇樣品進(jìn)行前處理，氫化物發(fā)生-原子熒光法進(jìn)行測定，測得蘑菇中砷含量的平均值為0.24mg/kg。用加標(biāo)回收率評價方法的準(zhǔn)確性，回收率為90.3%～105.0%。

關(guān)鍵詞：微波消解；原子熒光；砷

砷，是一種非金屬元素，位于元素周期表中的第V主族。砷主要以化合物形式存在于自然界中，其化合物可在人體內(nèi)蓄積，從而引起急性或慢性中毒。砷化合物被人體吸收后，細(xì)胞酶蛋白的硫基可與之結(jié)合，使酶的活性受到抑制，進(jìn)而影響組織的新陳代謝，甚至導(dǎo)致細(xì)胞死亡。也可使神經(jīng)細(xì)胞代謝受阻，造成神經(jīng)系統(tǒng)病變[1]。砷是一種致癌物質(zhì)，其毒性極強(qiáng)。當(dāng)其劑量達(dá)到0.07 g～0.2 g時人體則會產(chǎn)生急性中毒，而當(dāng)劑量達(dá)到0.1 g～0.3 g時則會使人致死[2]。砷污染是指由砷及其化合物所引起的環(huán)境污染。金屬礦的開采、冶煉以及煤的燃燒等過程都可產(chǎn)生含砷的廢水、廢氣與廢渣，以及近年來農(nóng)藥的大量使用，這些污染都會直接或間接進(jìn)入食物鏈，并進(jìn)一步影響人們的健康和生命安全。近年來，砷在各類食品安全風(fēng)險監(jiān)測中都被列為重點(diǎn)監(jiān)督檢測的有害元素。測定食品中的砷含量對于提高百姓餐桌上的安全性以及保障人民群眾的身體健康有著重要意義。

蘑菇，又稱食用菌，有野生和人工栽培之分。其營養(yǎng)價值豐富，蛋白含量一般在30 %以上，并含有多種維生素及鈣、鐵等礦物質(zhì)，同時蘑菇中還含有人體必需而又不能自身合成的8種氨基酸。因此，它日益成為人們餐桌上青睞有加的食品。與此同時，蘑菇的食用安全愈發(fā)引起人們的重視。尤其是野生蘑菇，極易受周圍環(huán)境污染的影響。

食品中總砷的測定方法有氫化物原子熒光光譜法、銀鹽法、砷斑法、比色法、ICP－MS等多種方法[3-5]，氫化物原子熒光光譜法由于操作簡單、干擾少、靈敏度高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于食品檢測領(lǐng)域中[6]。然而，使用原子熒光光譜儀測定總砷對樣品前處理的要求很高，檢測結(jié)果的好壞取決于樣品能否消解完全，并同時保證前處理過程中砷的損失量盡可能少。GB/T 5009.11-2003《食品中總砷及無機(jī)砷的測定》中規(guī)定樣品前處理方法有濕消解和干灰化兩種方法。濕消解方法簡單，易操作，在各元素分析中應(yīng)用普遍。但此法易受人為操作影響，極易碳化，而且酸消耗量大；干法消解可有效破壞有機(jī)物，但干法消解應(yīng)選擇最佳灰化溫度和時間，并需加入硝酸鎂助熔，之后覆蓋氧化鎂吸收高溫逸出的砷[7-8]，否則都有可能導(dǎo)致樣品處理過程中砷的損失，造成檢測結(jié)果偏低。干法消解處理起來較為繁瑣，容易引起空白值偏高，影響測量結(jié)果[9]。微波消解作為一種新型的消解方式，具有空白值低、消解速度快、待測元素?fù)p失率低和樣品被污染的可能性低等優(yōu)點(diǎn)，同時降低了勞動強(qiáng)度及分析成本，并改善了工作環(huán)境。目前在各種樣品的消解處理中已得到廣泛應(yīng)用[10-12]。

本文研究了利用微波消解處理樣品，氫化物原子熒光光譜法測定蘑菇中砷的方法，并對市場上蘑菇中砷的污染情況進(jìn)行了分析，為確保人們餐桌上的安全提供了一定的參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

硝酸、過氧化氫、鹽酸、氫氧化鉀、硼氫化鉀、硫脲，以上試劑均為優(yōu)級純；砷標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB 04-1714-2004，標(biāo)準(zhǔn)值1 000 μg/mL）：國家有色金屬及電子材料分析測試中心，逐級稀釋至10 μg/L（以此標(biāo)液儀器自動稀釋做標(biāo)準(zhǔn)曲線）；砷有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（菠菜粉GBW 10015，0.23 mg/kg）：國家標(biāo)物中心；氬氣（≥99.99 %）：市售。

1.2儀器與設(shè)備

微波消解儀：美國CEM公司；PF6-2非色散原子熒光光度計：北京普析通用儀器有限公司。

1.3檢測方法

1.3.1濕消解

按GB/T 5009.11-2003《食品中總砷及無機(jī)砷的測定》中規(guī)定的方法處理樣品，使樣品消解完全。冷卻，用2 %鹽酸將內(nèi)容物轉(zhuǎn)入25 mL容量瓶中，加入50 g/L硫脲2.5 mL，補(bǔ)加2 %鹽酸至刻度，混勻備測。

1.3.2微波消解

用聚四氟乙烯消解罐稱取樣品0.5 g（精確至0.01 g），加入5 mL硝酸，2 mL過氧化氫（30 %），旋緊消解罐蓋子，按微波消解儀程序進(jìn)行消解。待溫度降至室溫左右將消解罐取出，在通風(fēng)櫥中排酸，直至消解罐中棕色氣體排凈為止。定容備測同1.3.1。微波消解參數(shù)見表1。

表1　微波消解參數(shù)Table 1 Parameters of microwave digestion

1.3.3原子熒光測定

從市場上抽取野生蘑菇和人工栽培蘑菇各10個批次，用微波消解處理樣品后測定樣品中的砷。原子熒光測定參數(shù)為原子化器溫度為200℃；負(fù)高壓260 V；通道燈電流B主燈40 mA；B輔燈40 mA；載氣流量300 mL/min；屏蔽氣流量600 mL/min。

1.4方法的評定

1.4.1測試有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

稱取有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)10個平行樣，其中1～5號樣品采用1.3.1濕消解方法，6～10號樣品采用1.3.2微波消解方法，待前處理完畢上機(jī)測定砷含量。通過計算測定結(jié)果的Z比分?jǐn)?shù)進(jìn)行評定[13-14]。

式中：Z為Z比分?jǐn)?shù)；x為測定值；X為指定值，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)參考值；S為滿足計劃要求的變動性合適估計值/度量，不確定度或標(biāo)準(zhǔn)偏差。

|Z|為Z比分?jǐn)?shù)絕對值；|Z|≤2表示結(jié)果滿意；2＜|Z|＜3表示結(jié)果可疑；|Z|≥3表示結(jié)果不滿意。

1.4.2加標(biāo)回收

從20個批次蘑菇樣品中隨機(jī)稱取野生蘑菇及人工栽培蘑菇各兩個批次，進(jìn)行加標(biāo)試驗，計算加標(biāo)回收率。

2　結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定及Z比分?jǐn)?shù)計算

有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定及Z比分?jǐn)?shù)計算結(jié)果如表2。

表2　標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及Z比分?jǐn)?shù)結(jié)果Table 2 Results of standard material and Z-score

2.2蘑菇中砷含量的測定

蘑菇樣品砷含量測定結(jié)果，20個批次蘑菇樣品砷含量測定結(jié)果（mg/kg）為：1～10號依次是0.39、0.28、0.55、0.31、0.12、0.48、0.22、0.31、0.36、0.39；11～20號依次是0.08、0.12、0.13、0.19、0.09、0.11、0.32、0.03、0.09、0.14。20個蘑菇樣品中砷含量的平均值為0.24 mg/kg。其中1～10號樣品為野生蘑菇，11～20號樣品為人工栽培蘑菇。

2.3加標(biāo)測定及加標(biāo)回收率計算

取樣品1，5，14，17分別加入標(biāo)樣，測量及加標(biāo)回收率計算結(jié)果如表3。

表3　加標(biāo)回收結(jié)果Table 3 Results of recovery

結(jié)果表明，微波消解與GB/T 5009.11-2003《食品中總砷及無機(jī)砷的測定》中規(guī)定的濕消解方法無明顯區(qū)別，其|Z|均≤2，結(jié)果均為滿意。但微波消解省時省力，整個消解過程只需不到1 h，且樣品處理過程中減少了試劑的損耗，降低了工作成本，此方法適宜蘑菇的樣品前處理。從蘑菇中砷含量的測定結(jié)果來看，20個批次只有一個批次結(jié)果超出了GB 2762-2012《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》中的規(guī)定（0.5 mg/kg），其余結(jié)果均為合格。其中1～10號樣品測定結(jié)果的平均值為0.341 mg/kg，11～20號樣品測定結(jié)果的平均值為0.130 mg/kg，從此得出，野生蘑菇的砷含量明顯高于人工栽培蘑菇的砷含量。4個蘑菇樣品的加標(biāo)回收試驗，其加標(biāo)回收率為90.3 %～105.0 %，均符合要求。

3　結(jié)論與討論

1）微波消解-原子熒光測定蘑菇中砷含量簡便，快速，結(jié)果準(zhǔn)確度高，是一種可實(shí)用的方法。

2）蘑菇中砷含量雖然總體結(jié)果大多為合格，但也有少數(shù)樣品中砷含量超標(biāo)或接近于臨界值（0.5 mg/kg），尤其是野生蘑菇。這是由于野生蘑菇大多生長在陰暗潮濕的樹林中，尤其是下雨過后，這樣就很容易受到環(huán)境的影響，受污染的空氣、水、土壤可直接造成對作物的影響。近年來，由于工業(yè)化生產(chǎn)日益發(fā)達(dá)，家用汽車使用量的與日俱增，給我們的生活環(huán)境帶來嚴(yán)重負(fù)擔(dān)，各種污染紛沓而來。中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所的初步調(diào)查顯示，治理重金屬污染，尤其是砷污染，近乎到了刻不容緩的地步。因此，在日常工作中應(yīng)提高對各類食品中砷含量監(jiān)督檢測的頻率，為相關(guān)部門進(jìn)一步工作提供足夠的依據(jù)，以確保人們的身體健康和生命安全。

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Detection and Analysis of Arsenic in Mushroom by Microwave Digestion-AFS

QIAO Ling
（Chaoyang Institute for Food Control，Chaoyang 122000，Liaoning，China）

Abstract：The mushroom samples were pretreated by microwave digestion，hydride generation-atomic fluorescence spectrometry determination. The average value of arsenic in mushroom was 0.24 mg/kg. Accuracy were evaluated by the recoveries，the recoveries were between 90.3 %-105.0 %.

Key words：microwave digestion；atomic fluorescence spectrophotometry；arsenic

收稿日期：2016-01-08

作者簡介：喬玲（1981—），女（漢），工程師，研究生，研究方向：食品檢驗。

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.08.037