石墨爐原子吸收和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法在食品鉛、鎘中的應(yīng)用效果對比研究

張麗君，張 亮，宋佳樂

（萊西市疾病預(yù)防控制中心衛(wèi)生檢驗科，山東萊西 266600）

重金屬元素廣泛存在于食品與食品加工過程中，多數(shù)重金屬對人體具有毒害作用，且在人體內(nèi)長時間累積、長期攝入等，會危害危害身體健康，增加疾病發(fā)生率[1]。鉛（Pb）、鎘（Cd）均為食品中存在的主要重金屬元素，在人體內(nèi)大量蓄積能引起呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及神經(jīng)系統(tǒng)等多種器官與組織損傷。隨著人們對食品安全的重視，再加上儀器分析領(lǐng)域的進步，石墨爐原子吸收和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法開始用于食品檢測中，不同方法各有優(yōu)缺點，但是食品檢測中選擇何種方法缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[2]。本研究以谷類、蔬菜、海產(chǎn)品、飲品與乳制品5類常見食品（合計20種）作為對象，探討石墨爐原子吸收和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法在食品中Pb、Cd中的應(yīng)用效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選擇谷類、蔬菜、海產(chǎn)品、飲品與乳制品5類常見食品（合計20種）作為檢測對象。其中，谷類包括大豆、小麥、水稻等；蔬菜包括茄子、西藍(lán)花、菠菜等；海產(chǎn)品包括鯉魚、帶魚、龍蝦、貝類等；飲品包括茶葉；乳制品包括鮮奶、酸奶。鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，購自中國計量科學(xué)研究院；硝酸，購自美國默克公司；實驗用水為一級水。

1.2 儀器與設(shè)備

Nexion 350x電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國鉑金埃爾默儀器上海有限公司；微波消解儀，型號：ETHOS-One，意大利邁爾斯通公司；原子吸收光譜儀，型號：ZEEnit700P，德國耶拿分析儀股份公司；電子天平，型號：BSA124-CW，德國賽多利斯科學(xué)（北京）有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣本處理

所有食品樣本處理完畢后，精確稱取0.5 g左右，并置入聚四氟乙烯的消毒罐中，向罐中加入HNO36 mL和H2O21 mL，靜置1 h，完成樣本的充分浸泡。密封消解罐，并置于消解儀中完成微波消解，設(shè)定儀器參數(shù)為功率1 000 W、10 min將溫度升高為190 ℃，190 ℃下保持30 min，通風(fēng)后降溫到45 ℃。待上述操作完畢后，將其轉(zhuǎn)移到燒杯中，在溫度為120 ℃電熱板上，蒸發(fā)掉多余的酸。待樣品揮發(fā)到體積為2 mL時，加入超純水10 mL，樣品再次揮發(fā)到體積為2 mL時停止，采用去離子水定容到50 mL，并上機測定。

1.3.2 儀器條件

待上述標(biāo)本處理完畢后，采用石墨爐原子吸收和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法進行測定。石墨爐原子吸收設(shè)定參數(shù)為工作燈電流2.0 mA、預(yù)熱燈電流2.0 mA、光譜寬帶0.4 nm、負(fù)高壓300 V、原子化器位置0.1 mm、波長228.8 nm、積分時間3.0 s、濾波系數(shù)0.1。石墨爐原子吸收升溫程序測定參數(shù)為120 ℃下升溫10 s，保持10 s；500 ℃下升溫10 s、保持10 s；1 700 ℃下保持3 s，實現(xiàn)原子化；1 800 ℃下升溫1 s，保持2 s。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定參數(shù)為測試真空度0.000 000 5 mbar、排風(fēng)0.4 mbar左右、氬氣采用減壓閥0.6 MPa、氦氣采用減壓閥0.15 MPa、渦輪分子泵速1 000 Hz，等離子體廢氣0.4～0.6 mbar，隨機背景＜1 cps。

1.3.3 統(tǒng)計分析

采用SPSS24.0軟件處理，計數(shù)資料行χ2檢驗，采用n（%）表示，計量資料行t檢驗，采用（-x±s）表示，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種檢測方法的測定結(jié)果

采用兩種方法完成5類食品中鉛、鎘含量測定，結(jié)果表明，石墨爐原子吸收法測定谷類、蔬菜、海產(chǎn)品食物中Pb、Cd值均低于電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（P＜0.05）。對于飲品、乳制品，兩種方法的測定結(jié)果差異不大，無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；5類食品中海產(chǎn)品中Pb、Cd含量最高，見表1。

表1 兩種方法檢測結(jié)果（單位：mg/kg）

2.2 兩種檢測方法精密度評價

對5類20種食物均完成Pb及Cd水平測定后，為了降低人為因素或測量產(chǎn)生的誤差，將采集的標(biāo)本稀釋成6種不同濃度，分別采用石墨爐原子吸收法和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法進行測定，對測定結(jié)果進行比較分析，并獲得RSD值。結(jié)果表明，石墨爐原子吸收Pb、Cd測定時RSD值低于電感耦合等離子體發(fā)射廣譜法（P＜0.05），見表2。

表2 兩種檢測方法精密度評價比較

2.3 兩種檢測方法測定結(jié)果差值比較

石墨爐原子吸收測定中，校準(zhǔn)曲線不含基體時食品標(biāo)本Pb、Cd回收率分別為83.3%～95.70%、74.7%～98.0%；校準(zhǔn)曲線含有基體時食品標(biāo)本Pb、Cd回收率分別為80.64%～92.35%、75.71%～100.50%。由此看出，該測定方法基體改進使用得當(dāng)，能掩蔽基體對測定結(jié)果的干擾，影響測定精度；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定時校準(zhǔn)曲線不含基體時食品標(biāo)本Pb、Cd回收率分別為84.15%～96.30%、75.1%～96.5%；校準(zhǔn)曲線含有基體時食品標(biāo)本Pb、Cd回收率分別為80.83%～92.41%、75.34%～100.80%，該方法測定時結(jié)果干擾明顯，能及時發(fā)現(xiàn)測定時存在問題，見表3。

表3 兩組檢測方法測定結(jié)果差值比較

3 結(jié)論與討論

糧食安全關(guān)系國計民生，糧食安全在國家安全體系中具有重要的作用，且是當(dāng)前研究的熱點[3]。本研究中，主要以常食用的食品作為對象，并分別使用石墨爐原子吸收和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法完成Pb、Cd含量測定。結(jié)果表明，石墨爐原子吸收法測定谷類、蔬菜、海產(chǎn)品食物中Pb、Cd值均低于電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（P＜0.05），而對于飲品、乳制品，兩種方法的測定結(jié)果差異不大，無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；5類食品中海產(chǎn)品中Pb、Cd含量最高（P＜0.05）。

從本研究結(jié)果看出，電感耦合等離子體發(fā)射廣譜法用于食品中Pb、Cd檢測具有較高的回收率。使用石墨爐原子吸收法對食品中的重金屬進行測定時，主要影響因子是石墨爐升溫程序中灰化溫度與原子化溫度，其能影響測定的準(zhǔn)確度。灰化溫度過低會造成樣品中有機物分解不徹底，干擾測定結(jié)果；灰化溫度過高會造成樣品重金屬元素?fù)]發(fā)，使測定結(jié)果偏低[4]。原子化溫度則能影響金屬元素轉(zhuǎn)化為測定時的基態(tài)原子，溫度過低轉(zhuǎn)化不充分，過高會造成損耗，影響測定結(jié)果。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定時，采用靜態(tài)非線性背景校正法能很好地扣除背景干擾，測定精度和準(zhǔn)確性更高[5]。本研究中，石墨爐原子吸收測定時校準(zhǔn)曲線含有基體時食品標(biāo)本Pb、Cd回收率分別為80.64%～92.35%、75.71%～100.50%。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法校準(zhǔn)曲線含有基體時食品標(biāo)本Pb、Cd回收率分別為80.83%～92.41%、75.34%～100.80%，從本研究結(jié)果看出，石墨爐原子吸收和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法均能完成食品中Pb、Cd含量測定，且后者測定精度、準(zhǔn)確度更高。