ICP-MS测定醋酸酯淀粉中7种元素含量

李宝升， 缪 璐， 干宁军，陈同欢， 莫佳琳*， 冯 琳， 玉琼广（. 广西壮族自治区产品质量检验研究院，广西 南宁 530007；. 广西农垦明阳生化集团股份有限公司，广西 南宁 5306）



ICP-MS测定醋酸酯淀粉中7种元素含量

李宝升1， 缪 璐1， 干宁军1，陈同欢1， 莫佳琳1*， 冯 琳2， 玉琼广2
（1. 广西壮族自治区产品质量检验研究院，广西 南宁 530007；2. 广西农垦明阳生化集团股份有限公司，广西 南宁 530226）

摘 要：建立了醋酸酯淀粉中7种元素含量微波消解-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定方法。通过比较干法、湿法、微波消解三种醋酸酯淀粉前处理方法，选用耗时短、回收率高、操作稳定的微波消解法对醋酸酯淀粉进行消解，利用ICP-MS法测定硼、铝、铬、镍、砷、镉、铅7种元素含量。该方法线性范围广，线性相关系数r＞0.999 7，回收率92.0%～100.3%，RSD＜3.8%。具有操作简单、快速、准确、可靠等优点，在醋酸酯淀粉分析中，取得了令人满意的结果。检测结果表明，醋酸酯淀粉中铝含量在4 mg/kg～7 mg/kg，其余元素均小于0.2 mg/kg。

关键词：醋酸酯淀粉；电感耦合等离子体质谱；元素

随着食品工业的发展，作为食品原料及食品添加剂，醋酸酯淀粉在食品中广泛使用，其卫生安全直接关系到人类健康。铅、镉、砷、铝等元素是淀粉中主要的有毒有害元素，这些元素在人体内积累, 会诱发多种严重疾病[3]，因此，有必要对淀粉中铅、镉、砷、铝等有毒有害元素的含量加以控制。

目前元素测定的前处理方法有干法、湿法、微波消解法。干法时间长，高温控制不准容易造成部分易挥发元素损失；湿法酸用量大易干扰，精密度相对略低；微波消解时间短，用酸量小，适合大批量、快速处理样品[4]。元素的测定方法有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP）法和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法。原子吸收光谱法只能一次测定一种金属元素、前处理复杂、灵敏度低；ICP法可同时检测多种元素，但是检出限有限；而ICP-MS法样品需要量少，动态线性范围极好，可多元素同时分析，分析速度快，检出限低（μg/L级，有的元素可达ng/L）[5]。因此，本文选用微波消解、ICP-MS同时测定醋酸酯淀粉中硼、铝、铬、镍、砷、镉、铅7种元素，为醋酸酯淀粉的生产质量控制提供一种快速高效、准确的检测方法。

1 实验

1.1 试剂与仪器

醋酸酯淀粉1～4号样品（不同木薯产区，相同工艺），氩气（纯度99.999%），实验用水为超纯水，电导率为18.2 MΩ·cm，所用玻璃容器均需用10%硝酸浸泡24 h以上，临用前用自来水冲洗并用去超纯水冲洗干净，1 000 mg/L硼、铝、铬、镍、砷、镉、铅标准溶液（购自中国计量科学研究院），过氧化氢（30%）、硝酸（65%），优级纯。

Thermo X Series 2电感耦合等离子体质谱仪，美国Thermo Fisher公司；微波消解系统，Multiwave 3000，奥地利Anton Paar公司。

1.3 标准系列溶液的配制

用体积分数为1%的HNO3介质将硼、铝、铬、镍、砷、镉、铅元素标准储备液逐级稀释于系列50 mL容量瓶中，配制成混合标准系列。空白溶液为1%的HNO3。

1.4 仪器测定条件

综上所述，肺功能下降、气道阻塞、重睡眠呼吸紊乱及低氧血症相互影响；OS患者较单纯 COPD患者缺氧更为明显且日间肺功能损害更严重。应积极诊治，减少并发症。

工作参数：电感偶合等离子体参数为射频功率1 100 W；冷却气（Ar）流量14.0 L/min，辅助气（Ar）流量0.80 L/min，载气（Ar）流量0.95 L/min。质谱仪参数：分析室真空为4.7×10-7mbar，分辨率（10%峰高）0.8，雾化室温度为3℃，数据采集方式为跳峰，单峰采样点数为3，测量方式为质量扫描，样品分析时间100 s。测定质量数：硼（11.0093）、铝（26.9815）、铬（51.9405）、镍（59.9308）、砷（74.9216）、镉（110.9042）、铅（207.9766）。

1.5 样品前处理方法

1.5.1干法消化

称取样品l g（准确到0.000 1 g）置于50 mL坩埚中，将坩埚放在控温电炉上进行低温炭化，直至冒烟至尽。若发现炭化不完全，可沿坩埚壁滴几滴浓HNO3帮助炭化。将炭化好的样品放入马弗炉中500℃保持6 h，使样品完全灰化。冷却后，先用1 mL（1＋1）HNO3溶解，移入25 mL比色管中定容。同时做样品空白。

1.5.2湿法消化

称取样品l g（准确到0.000 1 g）置于三角瓶中，加入浓硝酸和高氯酸体积比4∶1组成的混合酸20 mL，放置过夜后，加热至冒白烟，消化液呈无色透明或略带黄色，同时注意避免炭化，冷却后用超纯水溶解定容至25 mL比色管中。同时做样品空白。

1.5.3微波消解

称取样品l g（准确到0.000 1 g）置于微波消解罐中，首先用少量水润湿，然后加入5 mL硝酸、1 mL过氧化氢，设定合适的微波消解条件（使用微波最大功率1 500 W，设定压力1.8 MPa，其它条件如表1所示进行消解。消解完毕后，转入到25 mL比色管中，并用水少量多次洗入合并溶液，定容至刻度，摇匀备测。若放置时间长，则倒入聚乙烯塑料瓶保存。同时做空白试验。

表1 微波消解条件

2 结果与讨论

2.1 前处理方法回收率及精密度比较

采用三种前处理方法进行加标回收率实验，样品平行测定6次，测定结果如表2所示。

表2 三种消化方法的回收率及精密度比较（n＝6）

由表2可知，采用干法、湿法和微波消解三种不同样品前处理方法测定7种元素的加标回收率在85.2%～97.9% 之间，RSD值＜4.5%，其中微波消解法较其他两种处理方法有较高的回收率和精密度。2.2 线性范围及检出限

在选定的测定参数下，将所配制的B、Al、Cr、Ni、As、Cd、Pb元素混合标准系列溶液用ICP-MS法测定各元素强度，绘制标准曲线，得出其线性回归方程。对样品空白溶液进行12次平行测定，以3倍标准偏差计算方法的检出限，结果如表3所示。由表3可见，各测定元素的线性相关系数均大于0.999 7。

表3 标准工作曲线及检出限

2.3 回收率和精密度

对已知浓度的醋酸酯淀粉样品进行三水平添加回收率试验，每个水平重复6次，结果如表4所示。从表4可以看出，其平均回收率＞92.0%，RSD值＜3.8%。

表4 回收率和精密度（n＝6）

2.4 样品测定

选取4个不同产区的木薯，采用相同工艺生产的醋酸酯淀粉，检测结果如表5所示。从表5可以看出，醋酸酯淀粉中B含量小于0.030 mg/kg，Al含量4.3～6.4 mg/kg，Cr含量0.10～0.22 mg/kg，Ni含量0.048～0.19 mg/kg，As含量＜0.018 mg/kg，Cd未检出，Pb含量0.014～0.028 mg/kg。

表5 样品检测结果（mg/kg）

3 结论

通过比较研究干法、湿法及微波消解法三种样品前处理方法，选择回收率和精密度较高的微波消解法消解醋酸酯淀粉，用ICP-MS法测定了4种醋酸酯淀粉中7种元素。该方法线性范围广，线性相关系数r大于0.999 7，回收率大于92.0%，RSD值小于3.8%。该法操作简单、快速、准确度和精密度较高，在醋酸酯淀粉分析中，取得令人满意的结果，适用于醋酸酯淀粉中B、Al、Cr、Ni、As、Cd、Pb元素的测定。

参考文献：

[1] 于鸿鹏, 朱婉怡, 高群玉, 等. 食用醋酸酯淀粉制备和性质的研究[J]. 食品科学, 2003, 24(7): 70-74.

[2] 米佳, 梁艳, 李桂华, 等. 醋酸酯淀粉对速冻水饺品质的影响[J]. 江苏调味副食品, 2014, 139(4): 27-30.

[3] 孔祥瑞. 中华医学微量元素研究进展（第一卷）[M]. 乌鲁木齐: 新疆科技卫生出版社, 1996: 82.

[4] 李鹏飞, 李小莉, 李琦, 等. 不同前处理方法测定啤酒中钠、钾、钙和镁含量的比较研究[J]. 食品与生物技术学报, 2008, 27(5): 91-94.

[5] 邓晓庆. FAAS、GFAAS、ICP-AES和ICP-MS4种分析仪器法的比较[J]. 云南环境科学, 2006, 25(4): 56-57.

[6] 金斯顿, 贾西, 郭振库, 等译. 分析化学中的微波制样技术-原理及应用[M]. 北京: 气象出版社, 1992: 109.

Determination of 7 Kinds of Elements in Starch Acetate by ICP-MS

GAN Ning-jun1, LI Bao-sheng1, MIAO Lu1, CHEN Tong-hua1, MO Jia-lin1*, FENG Lin2, YU Qiong-guang2
（1. Guangxi Zhuang Autonomous Region Institute of Product Quality Inspection, Nanning 530007, China; 2. Guangxi State Farms Mingyang Biochemical Group INC., Nanning 530226, China）

Abstract:Seven kinds of elements in starch acetate were determined by inductively coupled Plasma-mass spectrum(ICP-MS). Three pretreatment methods including dry, wet and microwave digestion methods were compared. It was showed that microwave digestion method was high-efficient, stable, with high recovery rate. Starch acetate was pretreated by microwave digestion and seven kinds of elements in starch acetate were determined by ICP-MS, including boron, aluminum, chromium, nickel, arsenic, cadmium, lead. The results showed that the linear range of the method was wide, linear correlation coefficient(r) wsa more than 0.999 7, recovery was more than 92.0%, RSD was lower than 3.8%. The method was simple, fast, sensitive and accurate, and achieved satisfactory results in the analysis of starch acetate. It was indicated that in starch acetate, aluminum content was between 4 mg/kg and 7 mg/kg, and others were less than 2 mg/kg.

Key words:starch acetate; inductively coupled Plasma-mass spectrum; element

* 通讯作者：莫佳琳（1977~），女，广东佛山人，博士，高级工程师；主要从事食品检测技术研究。maggeimo@163.com

作者简介：李宝升（1984~），女， 辽宁辽阳人，助理工程师；主要从事食品检测技术研究。

基金项目：广西科技计划项目（桂科攻14122006-3）。

收稿日期：2015-12-03

文章编号：1009-220X(2016)01-0010-05

DOI:10.16560/j.cnki.gzhx.20160108

中图分类号：O657.63

文献标识码：A