大米粉中鎘的測定方法驗(yàn)證

黃家銀

（廣州市增城質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測所，廣東廣州 511300）

鎘是銀白色富延展性的金屬，原子序數(shù)48，相對分子質(zhì)量112.4，熔點(diǎn)320.9 ℃，以化合物的形式存在于巖石、土壤、水體中。在現(xiàn)代工業(yè)中，鎘是一種非常重要的金屬資源，在國民經(jīng)濟(jì)中有不可取代的地位，隨著鎘的開發(fā)運(yùn)用，其造成的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。受到鎘污染的工業(yè)三廢排放到空氣、土壤、水體中，鎘化合物在氧化或還原的環(huán)境中均會發(fā)生轉(zhuǎn)化，能通過食物鏈轉(zhuǎn)移、富集到人體，積累一定劑量后對人體的腎、肺、肝、腦骨骼及血液產(chǎn)生極大毒害，甚至提高致癌發(fā)病率。它在自然界中主要分布在硫鎘礦等礦石資源，通過污染地表水或土壤，進(jìn)而轉(zhuǎn)移、富集到植物或動物。在人類常見的食品中，大米、水產(chǎn)動物等容易受到鎘的污染而達(dá)到比較高的含量水平。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)認(rèn)定相關(guān)要求，在方法使用前需進(jìn)行驗(yàn)證，以確保本實(shí)驗(yàn)室的人員、設(shè)備、環(huán)境和耗材能滿足開展《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鎘的測定》（GB 5009.15—2014）[1]的需求，故筆者對食品中鎘的檢測展開了方法驗(yàn)證。驗(yàn)證內(nèi)容包括儀器設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與耗材、方法性能指標(biāo)（檢出限、定量限、線性范圍、精密度和正確度）。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

濃硝酸（HNO3）：優(yōu)級純，廣州化學(xué)試劑廠；高氯酸(HClO4)：優(yōu)級純，廣州化學(xué)試劑廠；磷酸二氫銨(NH4H2PO4)：分析純，廣州化學(xué)試劑廠；超純水；鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備液（1 000 mg·L-1）：中國計(jì)量科學(xué)研究院。

2% HNO3：移取2.0 mL濃硝酸加入98 mL水中。

1% NH4H2PO4：稱取1.0 g磷酸二氫銨，用2%硝酸溶解后定容至100 mL。

20%硝酸溶液（體積比）：200 mL濃硝酸加入800 mL水中，混勻。

實(shí)驗(yàn)室用水若無特殊說明，一般為超純水。玻璃器皿均用硝酸溶液（20%體積比）浸泡24 h以上后用水清洗，晾干備用。微波消解罐使用前加2 mL濃硝酸按樣品消解模式運(yùn)行清洗，再用水清洗，晾干備用。

1.2 儀器和設(shè)備

PWN224ZH/E電子分析天平（精確至0.000 1 g）；ZEEniT700P原子吸收光譜儀（帶石墨爐）；DB-2B數(shù)顯恒溫電熱板（室溫-250 ℃）；MDS-15微波消解儀；超純水系統(tǒng)（默克Q5）

1.3 儀器參數(shù)

波長228.8 nm；狹縫0.4 nm；燈電流2 mA，燈能量不足時(shí)，電流可適當(dāng)調(diào)大。

干燥溫度一：90 ℃，保持20 s；干燥溫度二：105 ℃，保持20 s；干燥溫度三：110 ℃，保持10 s。

灰化溫度800 ℃，保持10 s；原子化溫度1 300 ℃，保持3 s；石墨爐清潔溫度2 300 ℃，保持4 s；背景校正：氘燈校正。

1.4 樣品制備

按照《糧食、油料檢驗(yàn) 扦樣、分樣法》（GB/T 5491—1985）[2]中的規(guī)定進(jìn)行取樣，稻谷取樣后脫殼，磨碎成均勻的樣品儲于潔凈的塑料瓶中，并標(biāo)明標(biāo)記，于室溫下密封保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5 樣品消解

采取微波消解法進(jìn)行前處理，微波消解升溫程序參考《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）[3]附錄 B 中的表 B.1。稱取大米粉樣品0.4～0.6 g（精確至0.000 1 g），置于微波消解罐中，加5 mL硝酸，置于105 ℃電熱板預(yù)消解30 min，冷卻至室溫后，封緊罐子放入微波消解儀中（微波消化程序?yàn)闇囟纫?30 ℃，保持10 min；溫度二150 ℃，保持15 min；溫度三180 ℃，保持20 min），程序運(yùn)行結(jié)束后取出，置于消解罐于數(shù)顯恒溫電熱板（105 ℃）趕酸至1 mL左右，轉(zhuǎn)移、超純水定容到25 mL容量瓶，此時(shí)消解后的樣品為無色透明的溶液。同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

1.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

鎘標(biāo)準(zhǔn)中間液（1.0 mg·L-1）：吸取鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備液0.1 mL于100 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度。

鎘標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液：準(zhǔn)確吸取鎘標(biāo)準(zhǔn)中間液0 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL和0.5 mL于100 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度，即得到含鎘 量 分 別 為 0 ng·mL-1、1.0 ng·mL-1、2.0 ng·mL-1、3.0 ng·mL-1和 5.0 ng·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

將標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液按濃度由低到高的順序各取20 μL注入石墨爐，每次同樣注入1%磷酸二氫銨5 μL，測其吸光度值，以標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液的濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并求出吸光度值與濃度關(guān)系的一元線性回歸方程。

1.7 精密度測定

精密度的測定通常需自由度至少為6，故本實(shí)驗(yàn)選取一個(gè)陽性大米粉樣品，重復(fù)測定7次。

1.8 準(zhǔn)確度測定

稱取6份已確認(rèn)含量的大米粉，其中5份各加入等量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，再按1.5中的步驟進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)系數(shù)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度及其吸光度值制作出標(biāo)準(zhǔn)曲線和一元線性回歸方程（見圖1）。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線圖及相關(guān)系數(shù)

2.2 方法檢出限、定量限

方法檢出限、定量限結(jié)果見表1。

表1 方法檢出限、定量限

樣品空白連續(xù)測定11次，計(jì)算樣品空白平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差（S），得出標(biāo)準(zhǔn)偏差S=0.007 47 g·L-1，最低檢出濃度d=3S=0.022 4 g·L-1，最低定量濃度q=10S=0.074 7 g·L-1。

試樣溶液定容V=25 mL，按取樣量m=0.5 g計(jì)：

檢出限 =d×V/(m×1 000)=0.001 mg·kg-1

定量限 =q×V/(m×1 000)=0.004 mg·kg-1

2.3 精密度測定結(jié)果

精密度測定結(jié)果如表2。

表2 精密度測定結(jié)果

根據(jù)GB/T 27417—2017[4]中5.6.1可算出變異系數(shù)（CV值）為2.8%；根據(jù)GB/T 27417—2017中附錄B表B.1被測組分含量為0.1 mg·kg-1時(shí)，對應(yīng)的CV值為≤15%，本次實(shí)驗(yàn)得出的變異系數(shù)（CV值）2.8%＜對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)CV值15%，符合該標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4 準(zhǔn)確度測定結(jié)果

準(zhǔn)確度測定結(jié)果如表3所示。

表3 準(zhǔn)確度測定結(jié)果

根據(jù)GB/T 27417—2017附錄A表A.1，濃度水平在0.1～1.0 mg·kg-1時(shí)，回收率為80%～110%，5次加標(biāo)回收試驗(yàn)回收率均滿足該標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 注意事項(xiàng)

本實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)包括以下幾個(gè)方面：①前處理過程中容易發(fā)生器皿污染導(dǎo)致結(jié)果偏離的現(xiàn)象；②石墨爐使用頻率過高導(dǎo)致壽命變短原因出現(xiàn)樣品吸光度值偏低，因此在每隔10個(gè)樣品加插一個(gè)2 μg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液點(diǎn)進(jìn)行儀器校正；③1%磷酸二氫銨溶液作為本實(shí)驗(yàn)的基體改進(jìn)劑，對于高鹽分樣品具有改善峰形的作用；④ZEEniT700P原子吸收光譜儀（帶石墨爐）鎘標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)范圍為0～5 μg·L-1，超過 5 μg·L-1后曲線呈現(xiàn)非線性相關(guān)現(xiàn)象；⑤微波消解過程中功率設(shè)定根據(jù)消解內(nèi)的數(shù)量，功率或溫度過高容易導(dǎo)致內(nèi)罐壓力過大而發(fā)生炸罐的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

在現(xiàn)有設(shè)備及設(shè)施條件下，通過線性范圍、檢出限、精密度和正確度幾個(gè)方面對大米粉中鎘含量的測定進(jìn)行方法驗(yàn)證。結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)為0.999 8，符合GB 5009.15—2014中5.4標(biāo)準(zhǔn)系列濃度曲線相關(guān)系數(shù)大于等于0.995的要求。鎘方法檢出限0.001 mg·kg-1、定量限 0.004 mg·kg-1均低于《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB/T 2762—2017）[5]中限值0.2 mg·kg-1要求。精密度的變異系數(shù)（CV值）為2.8%，低于GB/T 27417—2017要求的15%；正確度的5次加標(biāo)回收率依次為102%、96.5%、94.9%、95.2%和101.1%，符合GB/T 27417—2017中濃度水平為0.1～1.0 mg·kg-1時(shí)為80%～110%的要求。從以上數(shù)據(jù)可知，本實(shí)驗(yàn)室能力滿足GB 5009.15—2014的要求。