嬰幼兒配方奶粉中8種常微量元素分析方法的研究

范芳芳，魏寧果，邊文文

（陜西省產品質量監督檢驗研究院，陜西西安 710048）

0 引言

近年來，國內外頻繁爆發嬰幼兒配方奶粉安全問題[1]，引起了各界關注。尤其是2008年三聚氰胺奶粉事件震驚全國，嚴重打擊了消費者的信心。因此嬰幼兒配方奶粉的安全問題成為了乳品行業急需解決的問題[2]。同時快速高效地測定嬰幼兒配方奶粉中多種元素，可以有效控制市面上奶粉品質，重塑消費者信心，保障食品安全[3]。

目前，常微量元素的分析方法有原子吸收光譜法 （Atomic absorption spectrometry，AAS）[4]、電子耦合等離子發射光譜法（Inductively coupled plasma atomicemission spectroscopy，ICP-OES）[5]和電子耦合等離子質譜法（Inductively coupled plasma mass spectroscopy，ICP-MS[6]）等，其中電子耦合等離子發射光譜法（ICP-OES）靈敏性高、動態線性范圍寬，能夠同時測定多種元素，且具有較低的檢出限[7-8]，價格相比電子耦合等離子質譜法（ICP-MS）比較低廉，適合范圍更廣[9]。試驗采用電子耦合等離子發射光譜法對乳粉中8種元素的含量進行測定。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

iCAP 7000型電感耦合等離子體發射光譜儀，賽默飛世爾科技有限公司產品；30%雙氧水，優級純，國藥集團化學試劑有限公司產品；超純水，電阻率18.2 mΩ·cm2，四川優普超純科技有限公司產品；EH201型電熱板、EHD-24型趕酸板，北京東航科學儀器有限公司產品；陶瓷纖維馬弗爐，奧普勒儀器有限公司產品；MARS6型高通量密閉微波消解儀，美國CEM公司產品；BSA224S型電子天平，賽多利斯科學儀器有限公司產品；硝酸，優級純，默克化工技術有限公司產品；鈉、鉀、鈣、鎂、鐵、鋅、銅、錳標準溶液（1 000 μg/mL），國家有色金屬及電子材料分析測試中心提供。

1.2 儀器條件

RF功率1 150 W，泵速50 r/min，輔助氣流量0.5 L/min，霧化器氣體流量0.7 L/min，冷卻氣流量12 L/min。

1.3 試驗設計

1.3.1 濕法消解法（電熱板消解法）

參見GB 5009.268—2016中第二法12.2.3。

1.3.2 干式消解法

參見GB 5009.268—2016中第二法12.2.3。

1.3.3 微波消解法

稱取0.4 g(精確至0.001 g)試樣于微波消解內罐中，加入7 mL硝酸，加蓋放置1 h或過夜，再加2 mL H2O2旋緊外罐，置于微波消解儀中進行消解。冷卻后取出內罐，置于可調式控溫電熱板上，于150℃下趕酸至近干，用水定容至50 mL，混勻備用。同時做空白試驗。

1.4 混合標準系列溶液的制備

將單元素的標準儲備液用硝酸溶液（5+95）稀釋成一定濃度的標準中間液。精確吸取適量單元素標準貯備液或中間液，用硝酸溶液（5+95）稀釋配成混合標準溶液系列。

2 結果與分析

2.1 分析譜線的選擇

待測元素譜線的選擇應該考慮需要的線性范圍、基體、干擾等。一般微量和痕量元素首先考慮選擇靈敏線，主量元素選擇次靈敏線。首先選擇3～5條不同波長較靈敏的譜線作為分析譜線，選擇測定結果相近，曲線相關系數高、強度高、干擾小（積分位置居中，兩邊背景低而平）的譜線作為最終分析譜線。

待測元素分析譜線見表1。

表1 待測元素分析譜線/nm

2.2 線性關系、檢出限

按照參數條件，對混合標準溶液進行ICP-OES分析。以ICP強度為縱坐標、標準品的質量濃度為橫坐標繪制標準曲線。結果顯示，8種元素呈現良好的線性關系，相關系數R2均大于0.999。另外，也進行檢出限（LOD） 和精密度試驗，規定11次重復測定樣品空白溶液，得到的3倍標準偏差值即為檢出限。

8種元素的線性方程、相關系數、檢出限及定量限見表2。

表2 8種元素的線性方程、相關系數、檢出限及定量限

由表2可以看出，標準曲線的相關系數均大于0.999，檢出限在 0.21～8.50 mg/kg。

2.3 3種方法重復性比較

分別使用濕法消解法、干化法（灰化法）、微波消解法3種方法對同一嬰幼兒乳粉樣品進行前處理（附加標試驗），并使用ICP-OES對樣品的3種前處理方法測定金屬元素。

濕法消解法8種元素的含量見表3，干式消解法（灰化法） 8種元素的含量見表4，微波消解法8種元素的含量見表5。

表3 濕法消解法8種元素的含量

表4 干式消解法（灰化法）8種元素的含量

由表3～表5可以看出，微波消解法明顯優于另外2種方法，濕法消解測得的各常微量元素含量略低于微波消解法，其原因可能是所加的酸含量不夠[10-11]，致使樣品沒有消解完全，由此可知微波消解法相比起濕法消解具有省時省力、試劑用量少、避免易揮發元素損失、改善環境、節約能源等優點。干式消解法所得到的各常微量元素含量明顯低于另外2種方法，且穩定性和重復性差，這可能是由于超高溫條件致使某些元素揮發[12-13]。

表5 微波消解法8種元素的含量

2.4 ICP-AES法對質控樣品及回收測定率測定

采用試驗中的方法對中國檢驗檢疫科學研究院測試評價中心的嬰幼兒配方乳粉（QC-IP-001）質控樣品進行測定。

品控樣品測定結果見表6。

表6 品控樣品測定結果

由表6可以看出，所有元素的測定結果都在證書要求范圍內，結果滿意。精密度是指多次重復測量值的離散程度，是保證準確度的先決條件。通常用相對標準偏差（RSD）表示，各元素的相對標準偏差均小于2%，回收率在84.6%～103.5%，說明該方法準確有效且可靠。

2.5 ICP-AES實際樣品的測定

試驗中采取上述方法對陜西某羊乳粉的樣品進行了測定。測試結果均滿足標準要求，該方法在實際試驗中可靠。

ICP-OES對實際樣品的測定結果見表7。

3 結論

試驗對比研究了利用濕法消解、干式消解法和微波消解處理樣品，采用電感耦合等離子體發射光譜法同時測定乳粉中的8種元素，結果表明，微波消解法-電子耦合等離子體發射光譜法步驟簡單、試劑用量少、環境友好、線性關系好、方法精確度高、穩定性強、價格適中，還具備多元素同時檢測能力。該方法大大提高了檢測效率，縮短了檢測時間，適合日常檢驗的需要。

表7 ICP-OES對實際樣品的測定結果