微波消解-ICP-MS法測定粽葉中11種元素

葛芳芳，朱洪亮，錢非

1. 耐斯檢測技術服務有限公司（嘉興 314001）；2. 嘉興市食品藥品與產品質量檢驗檢測院（嘉興 314050）

粽葉又稱箬葉，具有清香氣味和營養價值，在我國主要用作粽子的包裝材料。研究表明，粽葉中含有豐富的多糖、微量元素和多酚類物質，具有抗癌、抗腫瘤、抗氧化作用和抗菌活性[1-3]，能使粽葉包裹的粽子較長時間貯存，而且能增加粽子的清香，是一種十分理想的天然綠色食品包裝物[4]。

粽葉在生長過程中會選擇性富集多種微量元素，其中如鈣、錳、銅、鐵、鋅等對人體有重要作用，而部分元素如鉛、鎘、砷等對人體會產生毒性。由于粽葉直接與食品接觸，其質量安全狀況對人體健康有重要影響。近年來，更有一些不法商販使用銅鹽、色素和香精等化工原料對粽葉進行浸泡染色，以增加其綠色、香味和新鮮度，造成粽子中銅等重金屬含量大大超標，嚴重危害消費者的身體健康。因此，了解粽葉中金屬元素質量分數對掌握粽葉的食品安全質量具有十分重要意義。

在元素分析測定手段上，通常方法有比色法、原子吸收光譜法、原子發射光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）和電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS），其中ICP-MS法由于具有同時分析多種元素、精度高、線性范圍寬、抗干擾能力強等優點，在食品中元素分析測定中得到越來越多的應用[5-6]。對粽葉中元素測定的方法主要有原子吸收光譜法[7-9]、電感耦合等離子發射光譜法[10]。使用ICP-MS法對粽葉中的金屬元素進行測定尚未見報道。試驗將ICP-MS檢測法應用于粽葉中金屬元素檢測，為粽葉的開發利用及食品安全監管提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

NexlON 350XX型電感耦合等離子體質譜儀（美國PerkinElmer公司）；MARS5型微波消解儀（美國CEM公司）；Mili-Q Reference型超純水系統（美國Millipore公司）；ME204E型電子天平（德國梅特勒公司，精度萬分之一）；試驗用超純水（18.2 MΩ·cm，由超純水系統制備）；MOS級硝酸（國藥集團化學試劑有限公司）；粽葉（采購于市場）。

Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Al、Cr、As、Cd、Pb多元素混合標準溶液（Ca、Mg質量濃度2 000.00 μg/mL，Al、Fe質量濃度500.00 μg/mL，Cu、Mn、Zn質量濃度50.00 μg/mL，As、Cd、Cr、Pb質量濃度5.00 μg/mL，美國Inorganic Ventures公司）。

系列混合標準工作溶液：準確量取一定體積的混合標準溶液，用2%硝酸稀釋，配制成系列標準工作溶液，溶液中：Ca、Mg質量濃度為0，0.4，2，4，12和20 mg/L；Al、Fe質量濃度為0，0.1，0.5，1，3和5 mg/L；Cu、Mn、Zn質量濃度為0，10，50，100，300和500 μg/L；As、Cd、Cr、Pb質量濃度為0，1，5，10，30和50 μg/L。

Bi、Ge、In、Sc混合內標溶液（質量濃度10 μg/mL，美國PerkinElmer公司），使用時用2%硝酸逐級稀釋，配制成各組分質量濃度均為20 μg/L的混合內標工作液。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 微波消解儀工作程序

功率1 200 W，5 min內由室溫升至120 ℃保持5 min，25 min內升溫至200 ℃保持40 min。

1.2.2 電感耦合等離子體質譜儀

RF功率1 600 W；霧化氣流量0.98 L/min；輔助氣流量1.20 L/min；等離子體氣體流量18.0 L/min；測量方式為跳峰；重復次數3；檢測模式為碰撞反應池模式。

1.3 樣品前處理方法

將粽葉用水洗凈后晾干，磨碎，過0.850 mm孔徑（20目）篩，混勻。準確稱取0.2～0.3 g（精確至0.001 g）混勻后的樣品，置于微波消解管中，向微波消解罐中依次加入10 mL硝酸，室溫放置30 min后，密閉微波消解罐并放入微波消解儀，按照設定的消解程序進行消解，消解完畢后將消解管降至常溫，緩慢打開消解罐蓋排氣，用少量水沖洗內蓋，將消解罐在電熱板上100 ℃加熱30 min，用水定容至25 mL容量瓶中，搖勻后得測試液，同時做空白試驗。

1.4 待測元素質量數及內標元素的選擇

選擇與待測元素化學性質和物理性質相近的元素作為內標元素，試驗選擇Sc、Ge、In、Bi作為內標元素，各元素的分析質量數和相應的內標元素見表1。

表1 各元素的分析質量數和內標元素

2 結果與討論

2.1 工作曲線、線性范圍及檢出限

電感耦合等離子體質譜法測定各種元素具有較寬的線性范圍，試驗以工作溶液中所含元素濃度為橫坐標（x），以待測元素與內標元素的計數量比值為縱坐標（y），經儀器數據分析系統處理后繪制標準曲線；對試劑空白溶液連續測定11次，計算標準偏差，獲得方法的檢出限。具體結果見表2。11種元素在測定過程中均顯示良好線性關系，相關系數均大于0.999 9，符合檢測要求。

表2 標準曲線、線性范圍、相關系數和檢測限

2.2 精密度及回收率

準確量取0.2～0.3 g（精確至0.000 1 g）樣品，按照前述前處理方法對樣品進行加標回收率試驗，平行6次測定，具體試驗結果見表3。

表3 精密度和回收率試驗

結果顯示，各種元素的回收率在89.2%～104.7%范圍內，方法精密度范圍為1.31%～4.36%，表明回收率和精密度良好。

2.3 準確度驗證

按照所建立的方法，對GBW 07604楊樹葉成分分析標準物質中的11種元素進行測定，結果見表4。

表4 標準物質分析結果 單位：mg/kg

結果顯示，標準物質中元素的測定值與標準值相符，證明試驗方法具有良好的準確度。

2.4 方法應用

按照試驗方法對市場上購買的6種粽葉樣品中11種元素進行分析，各元素含量結果見表5。

表5 樣品分析結果 單位：mg/kg

從檢測結果可以看出，粽葉中含有豐富的礦物元素，其中人體必需微量元素如Zn、Cu、Mn、Ca、Mg含量都較高，比較這幾種元素含量的高低，為Ca＞Mg＞Fe＞Mn＞Zn，而對于人體有害的金屬元素如Pb、As、Cd等雖都有檢出，但其含量相對其他元素均較低。通過檢測結果也可發現，不同粽葉產品的各微量元素含量均有不同差異，分析原因可能是生長環境不同所造成的。

3 結論

試驗建立一種微波消解-電感耦合等離子體質譜法檢測粽葉中Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Al、Cr、As、Cd、Pb共11種元素的分析方法，采用標準物質GBW 7064對方法進行驗證，檢測結果與標準值相符。結果表明，試驗方法測定各種粽葉樣品中金屬元素的含量簡便、可靠，準確度和精密度高，為粽葉的深入開發和質量安全的控制提供依據。