硝酸純度對(duì)牛奶中鉻含量測(cè)定的影響

文/紀(jì)坤發(fā) 楊愛(ài)君 何 瑛 劉傳栩 李寄瑋

（廣東燕塘乳業(yè)股份有限公司）

鉻是地殼中廣泛分布的元素之一。鉻的毒性與其存在的價(jià)態(tài)有關(guān)，三價(jià)鉻對(duì)人體幾乎不產(chǎn)生有害作用，未見(jiàn)引起工業(yè)中毒的報(bào)道；六價(jià)鉻有強(qiáng)氧化作用，對(duì)人體的危害主要是慢性毒害，可通過(guò)消化道、呼吸道、皮膚和黏膜侵入人體，積聚在肝、腎和內(nèi)分泌腺中，以局部損害開始，逐漸發(fā)展到無(wú)藥可救。牛奶在生產(chǎn)加工過(guò)程中受到鉻污染的主要途徑有：（1）奶牛的飼養(yǎng)過(guò)程，包括飼料、水；（2）生產(chǎn)用水；（3）加工過(guò)程中添加的輔料等。《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762-2017）中明確規(guī)定牛奶中鉻元素的含量不得超過(guò)0.3 mg/kg[1]。

在使用微波消解—石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定牛奶中鉻含量時(shí)，硝酸是最常用的消解體系。由于生產(chǎn)工藝和技術(shù)上的差異，不同試劑廠家生產(chǎn)的同一純度級(jí)別的硝酸質(zhì)量有所不同，這對(duì)測(cè)定牛奶中鉻含量產(chǎn)生一定影響。本試驗(yàn)檢測(cè)了3種不同產(chǎn)地的優(yōu)級(jí)純硝酸消解空白奶樣后的鉻含量本底值，并選取低于和高于牛奶中鉻元素限量值的2個(gè)濃度（0.1 mg/kg和0.5 mg/kg）作加標(biāo)回收試驗(yàn)，以期找到最適合于測(cè)定牛奶中鉻含量的硝酸，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

表1 微波消解條件

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 主要儀器設(shè)備

PE AA 800石墨爐原子吸收光譜儀（美國(guó)PerkinElmer公司）；鉻元素空心陰極燈；MW 3000微波消解儀（奧地利安東帕公司）；趕酸器（上海博通化學(xué)科技有限公司）；電子分析天平（感量0.1 mg，瑞士梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；minipole超純水系統(tǒng)（默克化工）；移液槍（德國(guó)Brand）。

1.1.2 試劑

除非另有說(shuō)明，本試驗(yàn)中使用的均為優(yōu)級(jí)純?cè)噭┖汀斗治鰧?shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》（GB/T 6682-2008）中規(guī)定的一級(jí)水。

（1）硝酸（HNO3）

分別為A公司廣州產(chǎn)優(yōu)級(jí)純硝酸，B公司德國(guó)產(chǎn)優(yōu)級(jí)純硝酸，C公司印度產(chǎn)優(yōu)級(jí)純硝酸。

（2）0.2%硝酸溶液

使用超純水分別將A公司廣州產(chǎn)優(yōu)級(jí)純硝酸、B公司德國(guó)產(chǎn)優(yōu)級(jí)純硝酸、C公司印度產(chǎn)優(yōu)級(jí)純硝酸稀釋成濃度為0.2%的硝酸溶液A、B、C。

（3）硝酸鎂應(yīng)用液（3 000 mg/L）

使用超純水將濃度為10 000 mg/L的硝酸鎂溶液（美國(guó)PE公司）稀釋成濃度為3 000 mg/L的硝酸鎂應(yīng)用液。

（4）鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL）

國(guó)家有色金屬及電子材料測(cè)試中心提供。

（5）鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（50 μg/mL）

使用超純水將濃度為1 000 μg/mL的鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成濃度為50 μg/mL的鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

（6）鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液Ⅰ（2.5 μg/mL）

使用超純水將濃度為50 μg/mL的鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋成濃度為2.5 μg/mL的鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液Ⅰ。

（7）鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液Ⅱ（500 μg/L）

使用超純水將濃度為2.5 μg/mL的鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋成濃度為500 μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液Ⅱ。

（8）鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ（10 μg/L）

使用0.2%硝酸溶液A、B、C分別將濃度為500 μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液Ⅱ稀釋成濃度為10 μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。

（9）鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液

儀器自動(dòng)稀釋，分別將鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ（10 μg/L）配制成濃度為0、1、2、4、8、10 μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)原理

樣品經(jīng)過(guò)微波消解處理后，采用石墨爐原子吸收光譜儀，在357.9 nm處測(cè)定其吸光度值，在一定濃度范圍內(nèi)其吸光度值與標(biāo)準(zhǔn)系列溶液吸光度值進(jìn)行比較定量。

1.2.2 陽(yáng)性樣品制備

（1）鉻陽(yáng)性樣品Ⅰ

吸取4 mL鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液Ⅰ（2.5 μg/mL），用牛奶定容至100 mL，得到濃度為0.1 mg/kg的鉻陽(yáng)性樣品Ⅰ。

（2）鉻陽(yáng)性樣品Ⅱ

吸取1 mL鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（50 μg/mL），用牛奶定容至100 mL，得到濃度為0.5 mg/kg的鉻陽(yáng)性樣品Ⅱ。

1.2.3 樣品前處理

參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉻的測(cè)定》（GB 5009.123-2014）[2]，準(zhǔn)確稱取樣品2 g（精確到0.0001 g）于微波消解內(nèi)管中，加入5 mL硝酸，按照微波消解條件（表1）消解試樣，冷卻后取出消解內(nèi)管，在趕酸器上于140～160℃趕酸至0.5～1.0 mL。待消解內(nèi)管冷卻后，將消化液轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，用少量超純水洗滌消解內(nèi)管2～3 次，合并洗滌液，用超純水定容至刻度。

1.2.4 儀器條件

經(jīng)過(guò)測(cè)試，原子吸收光譜儀的工作條件如表2、表3所示。

1.2.5 樣品檢測(cè)

在與測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液相同的條件下，先吸取樣品空白溶液（或者陽(yáng)性樣品溶液）20 μL，再吸取5 μL硝酸鎂應(yīng)用液（基體改進(jìn)劑，對(duì)基體進(jìn)行改進(jìn)，提高鉻元素的檢測(cè)靈敏度）注入石墨管，原子化后測(cè)其吸光度值，與標(biāo)準(zhǔn)系列溶液比較定量。

表2 儀器測(cè)量條件[3]

表3 石墨爐升溫程序[4]

表4 3種不同產(chǎn)地優(yōu)級(jí)純硝酸本底的吸光度值

1.2.6 計(jì)算

試樣中鉻含量的計(jì)算見(jiàn)式（1）:

式中：X—試樣中鉻含量，mg/kg；C—測(cè)定樣液中鉻濃度，ng/mL；C0—空白液中鉻濃度，ng/mL；V—樣品消化液的定容總體積，mL；m—樣品稱樣量，g。

2 分析與討論

2.1 硝酸的鉻本底值測(cè)定

將3 種不同產(chǎn)地的優(yōu)級(jí)純硝酸配制成0.2%硝酸溶液，分別測(cè)定鉻本底值，平行測(cè)試11 次，計(jì)算平均吸光度值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果見(jiàn)表4。

B、C公司優(yōu)級(jí)純硝酸的鉻本底吸光度值較低，重復(fù)測(cè)試穩(wěn)定性較好，RSD＜5%，符合實(shí)際分析的要求；而A公司優(yōu)級(jí)純硝酸的鉻本底吸光度值較高，重復(fù)測(cè)試穩(wěn)定性較差，可能會(huì)對(duì)后續(xù)分析工作造成影響。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

分別使用3 種不同產(chǎn)地的0.2%硝酸溶液A、B、C配制鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液，以鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度值（扣除相應(yīng)試劑空白吸光度值）為縱坐標(biāo)，鉻元素濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見(jiàn)圖1～圖3。

從圖1～圖3可以看出，3 條標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)（R）均大于0.995，基本符合分析要求，其中B公司硝酸配制的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性最好，R＞0.999，用于分析的準(zhǔn)確度更高。

2.3 空白牛奶樣品檢測(cè)

分別使用3 種不同產(chǎn)地優(yōu)級(jí)純硝酸消解空白牛奶樣品，平行測(cè)試11 次，測(cè)定結(jié)果（扣除試劑鉻本底值）見(jiàn)表5。B公司優(yōu)級(jí)純硝酸消解空白牛奶樣品后的鉻元素平均含量為0.004 mg/kg，與第三方送檢結(jié)果（＜0.03 mg/kg，單項(xiàng)判定結(jié)果合格）吻合，RSD＜1.74%，重現(xiàn)性良好。A、C公司優(yōu)級(jí)純硝酸消解空白牛奶樣品后的鉻元素含量遠(yuǎn)超限量值，不符合分析要求，RSD＞5%，重現(xiàn)性較差。

圖1 A公司硝酸配制的鉻標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2 B公司硝酸配制的鉻標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3 C公司硝酸配制的鉻標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.4 加標(biāo)回收試驗(yàn)

分別使用3 種不同產(chǎn)地優(yōu)級(jí)純硝酸消解陽(yáng)性樣品Ⅰ和Ⅱ，平行測(cè)定8 次，陽(yáng)性樣品的加標(biāo)回收率及RSD見(jiàn)表6。

從表6可知，使用B公司優(yōu)級(jí)純硝酸消解陽(yáng)性樣品Ⅰ和Ⅱ，平均加標(biāo)回收率分別為102.0%和100.4%，RSD分別為1.27%和0.21%，說(shuō)明無(wú)論奶樣中鉻元素含量高于或低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)得結(jié)果的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性均較為良好；使用A、C公司優(yōu)級(jí)純硝酸消解陽(yáng)性樣品，加標(biāo)回收結(jié)果均嚴(yán)重高于實(shí)際添加量，且RSD＞5%，不符合實(shí)際分析要求，不建議用于牛奶樣品消解。

3 結(jié)論

3.1 綜合以上試驗(yàn)結(jié)果，使用B公司優(yōu)級(jí)純硝酸進(jìn)行牛奶樣品消解，試劑鉻本底值低、穩(wěn)定性良好；標(biāo)準(zhǔn)曲線線性良好（R＞0.999）；空白牛奶樣品鉻含量與送檢結(jié)果一致；陽(yáng)性樣品加標(biāo)回收率在100.0%～104.0%之間，RSD＜5%，添加回收試驗(yàn)的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性均達(dá)到測(cè)定牛奶樣品鉻含量的要求。而A、C公司優(yōu)級(jí)純硝酸的鉻本底值較高，測(cè)得空白牛奶樣品和陽(yáng)性樣品的鉻含量均遠(yuǎn)高于實(shí)際添加量，準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性不符合分析要求，不建議用于測(cè)定牛奶樣品鉻含量。

3.2 測(cè)定試劑空白是校正分析方法、提高結(jié)果準(zhǔn)確度的一種手段，在試驗(yàn)分析中普遍采用。空白值一般不應(yīng)太大，否則扣除空白時(shí)會(huì)引起較大的誤差。導(dǎo)致空白值過(guò)高的原因很多，多數(shù)情況下是由于試劑不純?cè)斐傻模噭┘兌葧?huì)給試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)系統(tǒng)性誤差，導(dǎo)致分析結(jié)果嚴(yán)重失真，直接影響結(jié)果的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性[5]。在鉻含量測(cè)定過(guò)程中，硝酸是使用量最大的試劑，最容易造成較高的試劑空白值，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)分析使用的硝酸進(jìn)行每批次空白預(yù)試驗(yàn)，確保購(gòu)買的硝酸純度符合檢測(cè)牛奶樣品鉻含量的要求，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。C

表5 空白牛奶樣品的鉻含量

表6 陽(yáng)性樣品的添加回收試驗(yàn)結(jié)果