ICP-MS測定食品脫氧劑中砷鉛含量時鐵離子干擾消除

毛敏明 蘇曉濛 莊棪 王金磚 吳肖肖 李寧 劉鵬遠

南京市產品質量監督檢驗院 江蘇南京 210000

食物的腐敗變質是由于氧氣的存在引起的，因為氧氣能引起食物成分的氧化、霉菌和好氧菌的增殖及生長。為此，食品需采用防氧包裝，才能更好地達到保存的目的。以往，食品多采用添加抗氧劑的方法防止氧化，但由于部分食品添加劑對人體健康存在安全隱患，許多國家已相繼嚴格限制使用。鐵系脫氧劑是目前使用較為廣泛的一類脫氧劑，該類脫氧劑以活性鐵粉為主劑，通過緩慢的氧化還原反應脫除食品包裝內氧氣，從而達到延緩和抑制食品腐敗變質的目的[1]。

目前，食品用脫氧劑的產品標準中砷、鉛元素是按照食品相關國家標準方法檢驗。電感耦合等離子體質譜可以同時測定多種元素，食品經過微波消解，大部分基質會被消解。但由于食品用脫氧劑中存在較多還原鐵粉，鐵粉在經過微波消解后，消解液中含有大量鐵離子，溶液呈棕黃色，對砷、鉛信號干擾嚴重，且對設備檢測端損傷較大，往往同一種樣品平行樣檢測出的砷、鉛含量有很大誤差，不能滿足平行要求。因此現有食品中砷、鉛含量的檢測方法無法準確測定脫氧劑中的砷鉛含量。為了消除干擾，提高數據準確性，本文通過實驗對比了甲基異丁基甲酮（MIBK）萃取法和氨水掩蔽法兩種方法，選取出測定相對準確的一種方法。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7900電感耦合等離子體質譜儀(配有有機加氧通道、有機進樣專用T型連接管、石英一體化有機進樣專用矩管、石英雙通道霧化室)、梅特勒-托利多MS304S電子天平、上海精科微波消解儀、MilllPORE純水機。

鉛、砷標準溶液：0.1mg·L-1，移取0.1mL標準溶液于100mL容量瓶中，用硝酸（2+98）溶液定容至刻度，于4℃冰箱中保存，備用。

鐵標準溶液：1mg·L-1，移取1mL標準溶液于100mL容量瓶中，用硝酸（2+98）溶液定容至刻度，于4℃冰箱中保存，備用。

硝酸、氨水、抗壞血酸、碘化鉀、甲基異丁基甲酮均為分析純。

1.2 儀器條件

調整ICP-MS工作條件：RF功率1550W，載氣流速0.6L/min，采樣深度16mm，氧氣加入量23%，采樣錐孔徑 1.0mm，截取錐孔徑0.4mm，He氣流速 4.5mL/min。待儀器穩定后，開始測定。

1.3 試驗方法

（1）樣品硝化液的配制。準確稱取食品脫氧劑1.000g（精確至0.001g）樣品于聚四氟乙烯消解罐中，加入5mL硝酸，放置30min蓋好安全閥，將消解罐放入微波消解系統中，按表1中微波消解程序進行消解。消解完后趕酸，將消化液A轉移至容量瓶中備用。

表1 微波消解程序

（2）甲基異丁基甲酮（MIBK）萃取法。移取一定量消化液A至容量瓶中，加入2.0mL抗壞血酸溶液，2.5mL碘化鉀溶液，搖勻。然后，準確加入5.00mL甲基異丁基甲酮，加水定容至刻線，振蕩1-2min，靜置分層，有機相備測。

（3）氨水掩蔽法。移取一定量消化液A至容量瓶中，滴加適量氨水至紅色沉淀不再產生，調節pH至2并加水定容至刻度線，備用。

2 結果與討論

2.1 標準曲線和檢出限

分別移取0、1、2、5、10、20mL砷、鉛的標準溶液于 100mL的容量瓶中，以硝酸溶液定容至刻度，混勻，按照1.2的儀器工作條件測定。以各元素的濃度為橫坐標，各元素與相應內標元素的質量數比值為縱坐標進行線性回歸，得回歸方程及相關系數。平行測定11次空白，以3倍標準偏差計算各元素的檢出限（3s），結果見表2。

表2 砷、鉛元素線性回歸方程、相關系數及檢出限

2.2 方法的回收試驗

ICP-MS分析中主要存在兩種類型干擾，質譜型干擾和非質譜型干擾。非質譜型干擾主要產生于樣品基體，它們通常會造成特定質量數元素的質量歧視，這類干擾是由高總固體溶解量、高濃度的重元素或者高濃度易離子化元素造成。食品脫氧劑中主要成分是活性鐵粉，消解后產生大量鐵離子。用移液槍分別移取1mL砷、3mL鉛標準溶液至100mL容量瓶中，其中一份加入一定量的氨水溶液，一份加入MIBK，一份不加掩蔽劑或萃取劑作為空白；用移液槍分別移取1mL砷、3mL鉛標準溶液、20mL鐵標準溶液至100mL容量瓶中，其中一份加入氨水溶液，一份加入MIBK，一份不加掩蔽劑或萃取劑作為空白[2]。如表3所示。

表3 不同模擬樣品溶液

結果見表4，通過比較樣品1、樣品2和樣品3中砷、鉛回收率（均接近100%），說明加入氨水或MIBK對砷、鉛無干擾；固定其他條件不變，加入高濃度鐵離子標準溶液，模擬食品脫氧劑消解液中存在大量鐵離子的樣品（表3中樣品4），從表4可知，測得樣品4中砷、鉛回收率有167.5%和125.8%。說明高濃度鐵離子對砷、鉛元素信號干擾嚴重，在食品脫氧劑檢測中含量也偏高。

加入氨水或MIBK作為掩蔽劑，通過過濾沉淀或萃取來降低試樣中鐵離子濃度。表3中樣品5為經過氨水處理過濾后的樣品，從表4可知，砷、鉛回收率只有85%左右；表3中樣品6為經過MIBK萃取處理后的樣品，從表4可知，砷、鉛回收率可達到98%。因此得出使用MIBK萃取劑來處理樣品效果更好[3]。

表4 加標回收試驗

2.3 MIBK萃取法的回收率

按照MIBK試驗方法對食品脫氧劑消化液進行萃取，然后測定砷、鉛含量，平行測定5次，其結果見表5。由表5可知，砷、鉛加標回收率在98.85-100.6%之間，RSD不超過1%，完全滿足分析要求。

表5 食品脫氧劑樣品分析結果

3 結語

通過MIBK萃取法將樣品中待測元素提取出來，使用直接有機進樣ICP-MS進行食品脫氧劑測定，可以有效降低原樣中高濃度鐵離子的干擾，方法回收率、精密度結果令人滿意，適用于日常的監督檢測。