餅干中鋁元素測定的能力驗證結果分析

◎ 周 劍，趙俊虹，劉家麒

（1.上海市食品研究所有限公司，上海 200235；2.上海奧來環境檢測有限公司，上海 200437）

鋁元素不僅不是人體所必需的微量元素，而且長期過量攝入還會對人體健康產生危害，且具有神經毒性[1]、骨骼毒性[2]等多種毒性，易誘發老年性癡呆，影響兒童腦部思維，干擾體內鈣、磷的代謝，造成骨軟化癥[3]。

含鋁添加劑食品是我國居民膳食鋁暴露的主要來源，占經食物暴露鋁總量的75%[4]。一些膨松劑、固化劑、抗結劑等含鋁添加劑廣泛被應用于饅頭、油條、面條等面制品中，而這些面制品在我國是備受廣大消費者青睞的食品。雖然我國食品安全國家標準嚴格限制了食品中鋁的殘留量，但是近幾年的監測結果顯示，含鋁添加劑的不規范使用現象仍然較為嚴重，部分食品生產加工過程中可能存在過量或超范圍使用含鋁添加劑的情況[4-5]。因此，為了檢測商家是否違法添加含鋁添加劑，更好地保障消費者的健康，實驗室勢必要提高自身的檢測能力。

能力驗證是按照準則利用實驗室間比對來確定參加者能力的活動。該活動不僅可以對實驗室的檢測能力做出相應評價，也是實驗室外部質量控制的重要手段。本文建立了含鋁元素餅干的能力驗證樣品的制備方法，并按照單因子方差分析法（F檢驗）及t檢驗法對樣品進行均勻性和穩定性檢驗，并對37家實驗室開展了“餅干中鋁元素的測定”的能力驗證活動。而近幾年相關重金屬能力驗證活動多集中在鉛和鎘元素上，因此通過本次活動可以了解相關實驗室鋁元素檢測的整體水平，以促進實驗室相關檢測技術水平進一步提升。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

硝酸（優級純，國藥集團化學試劑有限公司）；鋁標準溶液（10 000 μg·mL-1，Inorganic ventures）。

魯花5S花生油、風箏低筋小麥粉、太古白砂糖和雞蛋。

1.2 儀器與設備

MAR S6 CLASSIC微波消解儀（美國CEM）；NexION 350X電感耦合等離子質譜儀（美國PerkinElmer）；BP211D電子天平（德國賽多利斯）；FSCCMP Series 萬能蒸烤箱（日本富士）。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品制備

稱取3 000 g雞蛋液，加入1 500 g白砂糖、1 200 g食用油后打勻，然后加入鋁標準溶液90 mL（10 000 μg·mL-1）進行初步混勻。再分批加入低筋面粉2 250 g，混勻2 h可得餅干面糊。將面糊倒入模具，放至烤箱，溫度140 ℃，烘烤35 min，取出餅干冷卻后包裝密封，置于陰涼處保存。

1.3.2 樣品檢測方法

本次能力驗證計劃推薦的方法為《食品安全國家標準 食品中鋁的測定》（GB 5009.182—2017）[6]中第二法，即電感耦合等離子體-質譜法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）以測定樣品中鋁元素含量以及樣品均勻性、穩定性。

1.3.3 均勻性檢驗

從包裝好的樣品中隨機抽取10份樣品，每個樣品在相同的條件下進行2次水平測試。參照《能力驗證樣品均勻性和穩定性評價指南》（CNAS—GL 003：2018），采用單因子方差分析法（F檢驗）對結果進行統計[7]。

1.3.4 穩定性檢驗

穩定性檢驗分為長期穩定性和短期穩定性。長期穩定性共進行3次，分別在第15 d、30 d、45 d隨機取6個樣品測試；短期穩定性實驗模擬運輸中遇到的極端溫度，選取40 ℃、60 ℃ 2個溫度點存放3 d后隨機取6個樣品測試。長期穩定性和短期穩定性所取樣品均在相同條件下進行兩次水平測試，并參照《能力驗證樣品均勻性和穩定性評價指南》（CNAS—GL 003：2018），用t檢驗法對穩定性進行評價。

1.3.5 能力驗證活動及統計分析

本次能力驗證活動共統計37家實驗室，樣品同作業指導書、樣品狀態確認表和結果報告單等一起發放，每個參加實驗室擁有唯一代碼。

統計結果分析參照《能力驗證結果的統計處理和能力評價指南》（CNAS—GL 002：2018）[8]。采用穩健統計方法算法A，以參加者報告結果的穩健平均值作為指定值，以穩健標準差作為能力評定標準差，以Z比分數作為評判依據，計算公式如下：

式中：xi為各實驗室結果，mg·kg-1；xpt為能力驗證指定值，mg·kg-1；σpt為能力評定標準差，mg·kg-1。

|Z|≤2為滿意結果，2＜|Z|＜3為可疑結果，|Z|≥3為不滿意結果。

2 結果與分析

2.1 樣品制備

餅干標準樣品的制備以均勻性和穩定性為主要考慮因素，以口味為次，因此選用易混勻的面糊狀基料加工餅干，而不選用面團狀基料。初步混勻后面粉需過篩分幾次混入，充分攪拌2 h以保證其均勻性。控制烘烤時間和溫度，保證餅干水分在2%以下，使其有較長的保質期和穩定性。另外，樣品制作過程中盛具、打蛋器等工具均采用塑料或硅膠制品，以避免重金屬污染。

2.2 均勻性檢驗

本研究采用單因子方差分析法（F檢驗）對樣品進行均勻性檢驗，結果見表1、表2，計算所得F值為0.42，小于臨界值F0.05（9,10）=3.02，表明在P＜0.05顯著性水平時，測試樣品的均勻性符合要求。

表1 餅干中鋁均勻性檢驗結果表

表2 方差分析表

2.3 穩定性檢驗

穩定性檢驗采用t檢驗法，長期穩定性檢驗結果見表3。計算所得的t值分別為1.31、1.01和0.26，均小于臨界值t0.05(14)=2.14，表明在P＜0.05顯著性水平時，樣品中的鋁元素在45 d內是穩定的，不會發生降解，能夠滿足能力驗證測試的要求。

表3 餅干中鋁的長期穩定性檢驗結果表

運輸中的極端溫度可能會對樣品目標值產生影響，所以短期穩定性檢驗對能力驗證的測試樣品，尤其是食品類樣品非常重要。短期穩定性檢驗結果見表4，計算所得的t值分別為0.81和0.35，均小于臨界值t0.05(14)=2.14，表明在P＜0.05顯著性水平時，樣品中的鋁元素在模擬運輸條件下是穩定的。

表4 餅干中鋁的短期穩定性檢驗結果表

2.4 統計結果和能力評價

經過統計，本次能力驗證活動共37家實驗室參加。有36家實驗室結果滿意，滿意率為97%；有1家實驗室結果不滿意，不滿意率為3%；沒有可疑結果的實驗室。統計結果見表5。本次能力驗證客觀評價了實驗室食品中鋁含量的檢測能力，可幫助實驗室查找原因及分析技術，以采取措施提高檢測能力。

表5 餅干中鋁元素測定的能力驗證統計參數表

續表5

3 結論

本文建立了含鋁元素餅干的能力驗證樣品的制備方法，并成功組織了相關能力驗證活動。所制樣品從配料、外形到包裝均與市售餅干產品相仿，最大還原了“真實食品”，同時均勻性和穩定性良好，易于保存和運輸，可在檢測工作中作為質量控制手段使用，具有很好的應用與推廣價值。