電感耦合等離子體發射光譜法測定玻璃白酒瓶中砷和銻的遷移量

摘 要：目的：建立電感耦合等離子體發射光譜法測定玻璃白酒瓶中砷和銻遷移量的分析方法。方法：白酒瓶樣品使用食品模擬物在22 ℃條件下浸泡24 h，過0.45 μm微孔濾膜后使用電感耦合等離子體發射光譜儀測定。結果：砷和銻元素在一定的線性范圍內線性關系良好，檢出限分別為0.05 mg·L-1、0.1 mg·L-1，加標回收率為91.9%～105.7%，相對標準偏差為1.36%～4.52%。結論：該方法前處理操作步驟簡便、結果精準且檢測效率高，適用于玻璃白酒瓶中砷和銻遷移量的高通量檢測。

關鍵詞：電感耦合等離子體發射光譜法；玻璃白酒瓶；砷；銻

Abstract： Objective： An analytical method for the determination of arsenic and antimony migration in glass Baijiu bottles by inductively coupled plasma emission spectrometry was established. Method： The samples of Baijiu bottles were soaked in food simulant at 22 ℃ for 24 h， and then measured by using 0.45 μm microporous filter membrane with inductively coupled plasma emission spectrometer. Result： Arsenic and antimony had good linear relationship in their respective linear ranges， and the detection limits were 0.05 mg·L-1 and 0.1 mg·L-1， respectively. The recoveries were 91.9% to 105.7%， and the relative standard deviation was 1.36% to 4.52%. Conclusion： The method is simple， accurate and efficient， and is suitable for the high-throughput detection of arsenic and antimony migration in glass Baijiu bottles.

Keywords： inductively coupled plasma atomic emission spectrometry; glass Baijiu bottle; arsenic; antimony

盛裝食品的包裝玻璃容器直接與各種食品、酒水、飲料等接觸，其質量優劣與食品的質量和消費者的身體健康緊密相關[1]。目前，玻璃是各種香型白酒首選的包裝材料，由于酒液與瓶體內壁的接觸，可能會使各種微量重金屬溶出，對飲酒者的身體健康產生威脅[2]。例如，微量的砷元素進入人體，會對紅細胞產生刺激，引發細胞與毛細血管中毒，嚴重者會誘發惡性腫瘤；微量的銻元素進入人體，會破壞新陳代謝，容易導致肝臟、神經系統受損，并有致癌風險。因此，玻璃白酒瓶的生產企業及檢測機構應重視對其產品中砷、銻遷移量的監測[3-4]。《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 砷的測定和遷移量的測定》（GB 31604.38—2016）[5]和《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 銻遷移量的測定》（GB 31604.41—2016）[6]中分別規定了砷與銻遷移量的3種測量方法。其中，氫化物原子熒光光譜法適用于單元素檢測，電感耦合等離子體發射質譜法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）與電感耦合等離子體發射光譜法（Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry，ICP-OES）均可用于多元素檢測，然而ICP-MS法儀器設備購置及維護成本較高，檢測操作復雜，ICP-OES則操作簡便，更易推廣。因此，本研究參照《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 多元素的測定和多元素遷移量的測定》（GB 31604.49—2023）[7]，建立ICP-OES法同時測定玻璃白酒瓶中砷、銻遷移量的分析方法，以期為提升玻璃器皿產品的檢驗效率提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玻璃白酒瓶（市場抽檢）；砷單元素溶液標準物質GBW（E）080117、銻單元素標準物質GBW（E）080545（質量濃度均為100 μg·mL-1，國家標準物質研究中心）；冰乙酸（分析純）；硝酸（優級純）；食品模擬物（4%乙酸溶液）。

1.2 儀器與設備

Optima 8000電感耦合等離子體發射光譜儀（美國PE公司）；ME104E電子分析天平（美國梅特勒托利多公司）；UPF-1-207超純水器（成都超純科技有限公司）；HA/ML2-4可調電熱板（北京恒奧德儀器儀表有限公司）；試驗室玻璃儀器用硝酸溶液（1+4）浸泡過夜，超純水反復沖洗后晾干備用。

1.3 標準溶液配制

1.3.1 混合標準中間溶液

分別吸取砷、銻單元素溶液標準物質各1.0 mL于10 mL棕色容量瓶中，用4%（V/V）乙酸溶液稀釋并定容至刻度，配制成砷、銻元素質量濃度均為10.0 mg·L-1的混合標準中間液。

1.3.2 混合標準工作系列溶液

分別吸取上述混合標準中間液0 μL、20 μL、40 μL、100 μL和500 μL于5個10 mL棕色容量瓶中，用4%乙酸溶液稀釋定容至刻度，配制成砷、銻元素質量濃度均為0 mg·L-1、0.02 mg·L-1、0.04 mg·L-1、0.10 mg·L-1和0.50 mg·L-1的混合標準工作系列溶液。

1.4 儀器工作條件

射頻功率：1.20 kW；等離子體氣流量：12.0 mL·min-1；霧化器：交叉霧化器；霧化氣流量：0.55 L·min-1；輔助氣流量：1.0 L·min-1；蠕動泵轉速：12 r·min-1；穩定時間：4 s；樣品提升時間：30 s；重復測量次數：3次；砷分析譜線波長：228.812 nm；銻分析譜線波長：206.836 nm。

1.5 試樣處理測定

按照《食品安全國家標準 玻璃制品》（GB 4806.5—2016）[8]配制食品模擬物，根據《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品遷移試驗預處理方法通則》（GB 5009.156—2016）[9]和《食品安全國家標準 食品接觸材料及制品遷移試驗通則》（GB 31604.1—2015）[10]中的規定進行遷移試驗。用超純水將玻璃酒瓶樣品沖洗3次，待自然晾干后，將4%乙酸溶液灌裝至酒瓶上邊緣約1 cm處，在22 ℃條件下浸泡24 h。浸泡液用玻璃棒攪拌均勻，過0.45 μm微孔濾膜后待測。

將未與玻璃白酒瓶接觸的食品模擬物作為空白試驗溶液，將標準工作系列溶液、空白試驗溶液與待測試樣溶液依次導入ICP-OES儀器中測試，繪制標準曲線，外標法定量。

2 結果與分析

2.1 線性關系考察

將配制的砷、銻混合標準工作系列溶液按照

1.4項的儀器工作條件上機測試，以標準系列溶液中砷、銻元素的濃度為橫坐標（x），以測得相對應的分析譜線強度的響應值為縱坐標（y），繪制標準工作曲線，所得線性方程及相關系數見表1。由表中數據可以看出，砷、銻兩種元素的線性相關系數R2≥0.999，表明兩種元素在一定的線性范圍內線性關系良好。

2.2 檢出限與定量限

將空白試驗溶液按照1.4項的儀器工作條件連續測定11次，計算空白試驗溶液中砷、銻兩種元素濃度的標準偏差，以3倍標準偏差對應的濃度為砷、銻元素的方法檢出限，以10倍標準偏差對應的濃度為砷、銻元素的方法定量限。結果可知，砷檢出限為0.02 mg·L-1、定量限為0.05 mg·L-1；銻檢出限為0.03 mg·L-1、定量限為0.10 mg·L-1。以上結果均滿足GB 31604.49—2023中的規定。

2.3 加標回收率與精密度

采用本方法測定不含砷、銻元素的玻璃白酒瓶樣品，分別加入低濃度（1倍定量限）、中濃度（2倍定量限）、高濃度（10倍定量限）3種濃度水平的砷、銻混合標準溶液，按照1.5項試樣處理測定步驟平行測定7次，得到的加標回收率與精密度結果見表2。由表中數據可知，該方法測定玻璃白酒瓶中砷、銻遷移量的加標回收率為91.9%～105.7%，相對標準偏差（Relative Standard Deviation，RSD）在1.36%～4.52%，均小于5%，表明該方法的準確性與精密度良好，可以滿足玻璃白酒瓶中砷、銻遷移量的定量檢測需求。

2.4 實際樣品檢測

選取不同廠家的5個批次的玻璃白酒瓶（編號分別為A、B、C、D和E）作為實際檢測樣品，采用ICP-OES法進行砷和銻遷移量的檢測，測定結果見表3。由表中數據可知，砷的最高遷移量為0.05 mg·L-1；銻的最高遷移量為0.15 mg·L-1。檢測結果均低于標準限量值，表明抽檢的5個批次的玻璃白酒瓶樣品中砷、銻遷移量均未超標。

3 結論

本研究參照國家標準GB 31604.49—2023，建立了ICP-OES法測定玻璃白酒瓶中砷、銻遷移量的分析方法，并進行了線性關系、檢出限與定量限、加標回收率與精密度等方法學考察。結果表明，砷、銻兩種元素在一定的線性范圍內線性關系良好，砷檢出限與定量限分別為0.02 mg·L-1、0.05 mg·L-1，銻檢出限與定量限分別為0.03 mg·L-1、0.10 mg·L-1，該方法的加標回收率為91.9%～105.7%，精密度為1.36%～4.52%。該方法操作簡便、測定結果精準，可實現玻璃白酒瓶中砷、銻遷移量的同時測定，提升了玻璃白酒瓶中砷、銻遷移量的檢測效率。

參考文獻

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[4]王超，蔣祥飛，劉楊，等.電感耦合等離子體質譜法測定玻璃制品鉛、鎘、砷、銻遷移量的方法適用性驗證[J].釀酒科技，2020（2）：92-98.

[5]國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 砷的測定和遷移量的測定：GB 31604.38—2016[S].北京：中國標準出版社，2016.

[6]國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 銻遷移量的測定：GB 31604.41—2016[S].北京：中國標準出版社，2016.

[7]國家市場監督管理總局，國家衛生健康委員會.食品安全國家標準 食品接觸材料及制品 多元素的測定和多元素遷移量的測定：GB 31604.49—2023[S].北京：中國標準出版社，2023.

[8]國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 玻璃制品：GB 4806.5—2016[S].北京：中國標準出版社，2016.

[9]國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品接觸材料及制品遷移試驗預處理方法通則：GB 5009.156—2016[S].北京：中國標準出版社，2016.

[10]國家衛生和計劃生育委員會.食品安全國家標準 食品接觸材料及制品遷移試驗通則：GB 31604.1—2015[S].北京：中國標準出版社，2015.