电感耦合等离子发射光谱法测定铅法皮蛋中的多种无机元素

赵 燕，李 鑫，李建科，徐明生，涂勇刚,3,*

(1.江西农业大学食品科学与工程学院，江西 南昌 330045；2.南昌大学 生物质转化教育部工程研究中心，江西 南昌 330047；3.洪门集团 国家蛋品加工技术研发分中心，江西 南城 344700)

电感耦合等离子发射光谱法测定铅法皮蛋中的多种无机元素

赵 燕1,2，李 鑫2，李建科2，徐明生1，涂勇刚1,3,*

(1.江西农业大学食品科学与工程学院，江西 南昌 330045；2.南昌大学 生物质转化教育部工程研究中心，江西 南昌 330047；3.洪门集团 国家蛋品加工技术研发分中心，江西 南城 344700)

采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)对鲜鸭蛋和铅法皮蛋蛋壳、蛋白、蛋黄中的Pb、Cu、Mg、Zn、Ca、Fe等20种无机元素进行分析测定。该方法的加标回收率为84.4%～112.2%，相对标准偏差小于7%，20种元素的方法检测限在0.4～10g/L之间。结果表明：铅法皮蛋可食部分中富含多种人体所必需的无机元素，且其蛋黄中的大部分有机元素含量皆高于蛋白。鲜鸭蛋经加工成皮蛋后，Cu、Fe、Al、Pb、Mn等元素在各部位含量明显升高，其中有害元素Pb的含量大大提高，且由外到内其Pb的含量增幅呈逐渐减少的趋势。实验同时说明：ICP-AES法是一种快速、准确、灵敏测定皮蛋中无机元素的有效方法。

电感耦合等离子体原子发射光谱；铅法；皮蛋；无机元素

皮蛋是我国特有的一种传统蛋制品，其色泽美观、晶莹剔透、营养丰富、风味独特，深受国内外消费者的喜爱。皮蛋主要由碱腌制而成，在传统工艺中，为防止碱伤，需要在腌制液中添加适量的PbO以对碱液的渗入进行调控[1]。目前一般认为：PbO中的Pb会在蛋壳和膜上形成难溶化合物PbS，它会堵塞壳和膜上的气孔、网孔以及在加工过程中由碱作用产生的腐蚀孔，从而达到调控碱液过量渗透的作用[2]。近十几年来，国内外学者根据此原理，开展了大量的无铅化技术研究，即采用Cu、Zn、Fe等金属化合物替代传统工艺中使用的Pb，并在实际生产中得到了广泛的应用[3-11]。但是，实际生产中部分小型企业生产和家庭制作仍采用成熟、易控的传统“铅法”工艺。

矿物元素作为七大营养素之一，对人体健康有着重要的影响。Ca、Mg、K、Na等一些常量元素是人体机体构成的成分和电解质的组成成分；而Zn、C u、Cr、M n等微量元素则是人体内某些酶、激素、维生素、核酸的活性中心，对维持生命代谢起着重要作用[12-14]。但某些微量元素如果含量过高将会对人体产生有害影响，并可能成为某些疾病的诱因[15-17]。一些有害元素对人体健康更会造成损害，如：Pb的蓄积会对人体神经系统、消化系统和血液系统都有损害[18]。

目前测定无机元素的方法主要有：分光光度法[19]、原子吸收分光光度法(AAS)[20]、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[21]、电化学分析方法[22]、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)[23]、原子荧光光谱法(AFS)[24]等。本实验采用ICP-AES法对鲜鸭蛋和铅法皮蛋蛋壳、蛋白、蛋黄中的Pb、Cu、Mg、Zn、Ca、Fe等20种无机元素进行了分析，旨在明确其加工后的变化和分布特征，以期为皮蛋的营养价值与安全性提供基础数据，也为金属元素在皮蛋腌制过程中的调控机理提供一定的有价值的信息。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸭蛋 江西南昌县塘南镇蛋鸭养殖场；红茶 江西云林茶业有限公司；NaCl 江西省盐业集团公司。

Al、As、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Li、K、Mg、M n、Mo、Na、P、Pb、Zn、Se、Sr多元素混合标准储备液(1.0g/L) 美国Spex公司；工作液临用时用质量分数1.3%硝酸逐级稀释；HClO4、HNO3(均为优级纯) Sigma公司；实验用水为超纯水(18.2MΩ·cm)；NaOH、PbO(均为分析纯) 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

Optima-5300 DV型电感耦合等离子体发射光谱仪(波长范围165～872nm；分段式电感耦合检测器SCD；宝石喷嘴十字交叉雾化器与Scott雾室) 美国PE公司；FA1104电子天平 上海良平仪器仪表有限公司；Milli-Q超纯水处理系统 美国Millipore公司；DHG-9143S-Ⅲ电热恒温鼓风干燥箱 上海新苗医疗器械制造有限公司；DB-3不锈钢电热板 江苏省金坛市环宇科学仪器厂。

所有玻璃器皿洗净后，均用质量分数6.5%硝酸溶液浸泡过夜，然后用超纯水浸泡、冲洗。

1.3 方法

1.3.1 铅法皮蛋的制备

配方：鸭蛋1000枚、水50kg、NaOH 2.5kg、PbO 0.1kg、红茶叶1.75kg、食盐1.5kg。

工艺：照蛋→敲蛋→分级→下缸→灌料泡蛋→质检→出缸→洗蛋→晾蛋→成品。

所有操作在常温条件下进行，腌制期35d。

1.3.2 样品的处理

皮蛋分成蛋壳、蛋黄、蛋白后，分别准确称取5g，置于100mL高脚烧杯中，分别加入一定量的混酸(HClO4:HNO3=1:4)，用表面皿盖上后放置在电热板上，小火加热消化约30min，待黄烟冒尽后，补加适量的混酸，再升高温度加热至大量白烟冒尽并有白色固体析出，去盖，将酸赶至近干，取下放冷后，以质量分数1.3%硝酸溶液溶解，定容于25mL的容量瓶中。空白按同样方法制备[25]。

1.3.3 标准工作曲线

取标准储备液，用质量分数1.3%硝酸稀释成不同浓度的混合标准系列。以质量分数1.3%硝酸为空白，在选定的仪器操作条件下对标准溶液进行测定并绘制标准曲线，其线性相关系数在0.999950～1.000000之间。

1.3.4 仪器的工作参数

Optima-5300 DV电感耦合等离子体发射光谱仪工作参数见表1。

表1 仪器工作参数Table 1 Operating parameters of the instrument

2 结果与分析

2.1 分析波长的选择及背景校正

表2 各元素分析波长Table 2 Analytic wavelength of each element

ICP光源激发能量高，会发射出大量谱线，因此每个元素的测定都可以同时选择多条特征谱线，且每种元素的每个谱线都会受到不同程度的干扰。在本实验中，首先对每个测定元素选取了2～3条谱线进行测定，然后综合分析强度、干扰情况及稳定性，最后选择谱线干扰小、背景浓度低、灵敏度高的分析线，结果见表2。

2.2 各元素的检测限

在选定的工作条件下，平行测定空白溶液13次，以其结果的3倍标准偏差所对应的质量浓度作为检测限(LOD)，结果见表3。

表3 各元素的检测限Table 3 Detection limit of each element

2.3 鲜鸭蛋与皮蛋中元素的测定结果

表4 鲜鸭蛋与皮蛋各部位元素含量Table 4 Contents of each element in different parts of fresh duck eggs and preserved eggs

续表4

准确称取蛋壳、蛋黄、蛋白各5g，各取5份进行消化处理，将处理好的待测溶液在选定实验条件下进行ICP-AES分析，结果见表4。

ICP-AES法与分光光度法、原子吸收法及原子荧光光谱等方法相比，具有检出限低、线性分析范围宽、分析精密度高、基体效应小、多元素同步测定等优点[23,26-28]，现已成为一种重要的元素分析手段和广泛应用的元素测定方法。由表2～4可知，本实验采用的ICP-AES测定皮蛋中无机元素的方法其加标回收率为84.4%～112.2%，RSD＜7%，20种元素的方法检测限在0.4～10g/L之间，说明ICP-AES法是一种快速、灵敏、准确测定皮蛋中无机元素的方法。

矿物元素是七大营养素之一，对人体健康有着重大影响。由表4可以看出，铅法皮蛋中可食部分中含有多种无机元素，其中富含C a、M g、Fe、Zn等元素。从这些矿物元素的角度来看，皮蛋具有较好的营养价值。但由表4还可以看出，铅法皮蛋中含有较大量的Pb，其中蛋白部分含量高达18.99ng/mg，明显超过GB2749—2003《蛋制品卫生标准》的上限标准，该标准规定传统工艺皮蛋含铅量不得超过2ng/mg，说明铅法皮蛋对人体健康存在潜在风险。由结果还可知：皮蛋蛋黄中的大部分无机元素含量皆高于蛋白，这可能是由于鲜鸭蛋蛋黄中无机元素含量比蛋白中更高，也有可能是腌制过程中无机元素更易沉积在蛋黄中。蛋壳主要由碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙、磷酸镁组成[29]，本实验结果同样发现铅法皮蛋蛋壳富含Ca、P、Mg等元素，其中Ca含量达30%左右。采用传统铅法加工出来的皮蛋，其蛋壳表面气孔中会沉积黑色的斑点，一般认为其为PbS[2,10,30]。本实验也发现蛋壳中含有大量的Pb，说明蛋壳表面确实沉积了一定量的Pb化合物。

采用传统方法生产皮蛋时，由红茶、NaOH、PbO等组成的腌制液中含有大量的金属离子，在腌制的过程中必定会影响蛋体内的元素含量。由表4中加工前后元素对比数据可以看出，鲜鸭蛋经加工成皮蛋后，Cu、Fe、Al、Pb、Mn等元素在各部位含量明显升高，且一般由外到内其含量增幅呈逐渐减少的趋势。但值得注意的是：本实验发现鲜鸭蛋经腌制成皮蛋后，其蛋白中Mg、Zn的含量明显升高，而蛋黄中Mg、Zn的含量却明显降低，这可能是蛋黄中的Mg、Zn离子在NaOH的作用下迁移到蛋白中。另外发现P的变化存在同样的规律，蛋黄中含有大量的磷脂，所以其P的含量较高；在碱液的作用下，蛋黄中P含量降低，而蛋白中P含量大幅升高。这可能是由于在腌制成熟的过程中，蛋黄中的磷脂向蛋白中发生了迁移。以上现象的发生原因还有待进一步实验证实。

3 结 论

3.1 分析方法的评价：通过考查ICP-AES法测定铅法皮蛋无机元素的加标回收率、相对标准偏差、方法检测限，表明ICP-AES法是一种快速、准确、灵敏测定皮蛋中无机元素的有效方法。

3.2 铅法皮蛋中无机元素含量及分布特征：铅法皮蛋可食部分中富含多种人体所必需的无机元素，且其蛋黄中的大部分有机元素含量皆高于蛋白，同时皮蛋各部位皆含有大量的重金属Pb。

3.3 腌制对鸭蛋中微量元素含量的影响：腌制对鸭蛋中微量元素含量具有较大的影响。鲜鸭蛋经加工成皮蛋后，Cu、Fe、Al、Pb、Mn等元素在各部位含量明显升高，其中有害元素Pb的含量大大提高，且由外到内其Pb的含量增幅呈逐渐减少的趋势。

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Determination of Inorganic Elements in Preserved Eggs by ICP-AES

ZHAO Yan1,2，LI Xin2，LI Jian-ke2，XU Ming-sheng1，TU Yong-gang1,3,*
(1. College of Food Science and Engineering, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China；2. Engineering Research Center of Biomass Conversion, Ministry of Education, Nanchang University, Nanchang 330047, China；3. Subsidiary Research Center of National Egg Processing, Hongmen Group, Nancheng 344700, China)

In the present study, the contents of twenty inorganic elements such as Pb, Cu, Mg, Zn, Ca and Fe in fresh duck eggs and lead-prepared preserved eggs by ICP-AES. The recovery rates of spiked standard samples were in the range of 84.4%－112.2% with the relative standard deviation less than 7%. The detection limits of this method for twenty elements were in the range of 0.4－10 g/L. Results showed that lead-prepared preserved eggs were rich in essential inorganic elements, and the contents of most of organic elements in yolk were higher than those in egg white. Compared with fresh duck eggs, the contents of Cu, Fe,Al, Pb and Mn were significantly increased in preserved eggs. The content of Pb was greatly improved, and the increased trend of Pb content was exhibited a gradual attenuation trend from outside to inside. Meanwhile, experimental results indicated that ICP-AES technique could be used to determine inorganic elements in lead-prepared preserved eggs, which is characteristics of easy operation, accuracy and high sensitivity.

ICP-AES；PbO；preserved egg；inorganic elements

TS253.1

A

1002-6630(2010)24-0337-04

2010-08-15

赵燕(1980—)，女，助理研究员，博士，研究方向为农产品加工与生物质转化。E-mail：zhaoyan@ncu.edu.cn

涂勇刚(1979—)，男，讲师，博士，研究方向为动物性食品科学理论与技术。E-mail：tygzy1212@yahoo.com.cn