ICP-MS法测定啤酒包装用铝瓶重金属迁移量

张宇昕，尹　花，纪秀苹(啤酒生物发酵工程国家重点实验室，青岛啤酒股份有限公司，山东青岛266100)



ICP-MS法测定啤酒包装用铝瓶重金属迁移量

张宇昕，尹花，纪秀苹
(啤酒生物发酵工程国家重点实验室，青岛啤酒股份有限公司，山东青岛266100)

摘要：采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)连续测定了啤酒包装用铝瓶的重金属元素铬、猛、铁、钴、镍、铜、砷、镉、锑、铅的迁移量，方法的各元素相关系数均大于0.9997，检出限为0.01～0.30 μg/L，相对标准偏差RSD (n=5)为0.4 %～0.9 %，加标回收率为92.0 %～104.0 %，该方法简便、快捷，为啤酒包装用铝瓶的检测提供了依据。

关键词：ICP-MS；啤酒；铝瓶；重金属

啤酒作为大众饮料在中国已经有了相当长的生产和消费历史，随着人民生活水平的不断提高，传统的玻璃瓶、易拉罐等包装形式已经无法满足消费市场的需要，新型的包装材料，如PET瓶、金属桶等逐渐被应用于啤酒包装。铝瓶作为啤酒包装材料在国外早有应用，其具有细腻的触感、金属的质感和轻盈的手感等特点，现主要应用于高端啤酒的包装。铝瓶以铝制材料为主体，内涂水基改性环氧树脂膜，作为与啤酒直接接触的包装材料，铝制材料或树脂内涂层中可能含有对人有害的重金属元素，在一定的接触条件下，可能会向啤酒迁移，造成对啤酒的污染，从而引发食品安全事件[1-3]。目前，包装材料重金属迁移量研究多集中于纸质材料、塑料、陶瓷等方面，金属材料的迁移研究还不多见[4-7]。在啤酒行业应用的包装材料中，使用历史长、量大的啤酒瓶和易拉罐均有相应的国标对重金属迁移量作了严格规定，但还没有相应的国标对铝瓶加以规范。

本研究参考了与铝瓶相似的易拉罐国标，建立了铝瓶重金属迁移量的前处理方法，利用先进的电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS建立分析方法，实现了10种重金属元素的连续测定。

1　材料与方法

1.1材料、仪器与试剂

样品：铝瓶样品为供应商提供的473 mL铝瓶。

实验仪器：X Series 2电感耦合等离子体质谱仪(美国ThermoFisher公司)；Integral 5纯水系统(美国Millipore公司)。

实验试剂：乙酸(无水分析级，德国merck公司)；硝酸(Up级，苏州晶锐化学试剂公司)。

实验用水采用Integral 5纯水系统产去离子水，电阻率＞18.2 MΩ·cm，25℃。

标准储备液：Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、As、Cd、Sb、Pb、Ge、In均为1000 mg/L(德国merck公司)。

1.2仪器工作条件

仪器的工作条件参数见表1。

表1　仪器工作条件参数

雾化室温度调整为-10℃，以防止样品中乙酸挥发造成的信号波动，雾化气加入20 mL/min氧气，避免长时间分析样品时乙酸基体在锥孔处形成积碳，造成检测灵敏度下降。

1.3样品来源及处理方法

铝瓶内涂层材料为水基改性环氧树脂，与易拉罐相同，实验浸泡条件参考《GB 11677—2012易拉罐内壁水基改性环氧树脂涂料》，为4 %乙酸，60℃浸泡30 min。

试验用容器均为10 %硝酸浸泡48 h，去离子水冲洗3遍。浸泡液预热到60℃后加入到铝瓶容器中，加盖浸泡。30 min后取浸泡液检测。

1.4标准曲线的绘制

标准储备液逐级稀释为1 μg/L、10 μg/L、25 μg/L、50 μg/L的混合标准溶液，同时制备试剂空白。为与待测浸泡液基体保持一致，混合标准溶液采用4 %乙酸作为基体[4]。

在上述仪器条件下，各元素相关系数均大于0.9997。结果见表2。

表2　回归方程与相关系数

2　结果与讨论

2.1测定元素质量数和内标选择及检出限

选择碰撞池技术(CCT，Collision Cell Technology)去除多原子离子对待测元素的干扰，如75As(75ArCl)、56Fe (56ArO)。选择各元素同位素丰度较高的质量数进行测定，质量数接近的稀有元素作为校正内标。

连续测定10次4 %乙酸空白溶液，以3倍标准偏差计算各元素检出限。结果见表3。

表3　测定元素质量数、内标选择及检出限

2.2方法的精密度

对同一样品1 d内测定5次计算相对标准偏差作为方法的精密度，结果见表4。

表4　方法的精密度结果

从结果可以看出，精密度结果满意，均在0.4 %～0.9 %之间。

2.3回收率实验

回收率实验结果见表5。

表5　加标回收率

从所得数据可知，各元素加标回收率均在92.0 %～104.9 %之间，结果符合标准。

3　结论

利用ICP-MS建立了啤酒包装用铝瓶中10种重金属迁移量的检测方法，集体匹配消除乙酸基体干扰，碰撞池技术去除多原子离子干扰，内标校正。此方法检出限、精密度、回收率等指标均有满意结果，操作简便快捷，为啤酒包装用铝瓶的检测提供了依据。

参考文献：

[1]杨邦英.酸性食品罐头容器内壁腐蚀机理和防止措施[J].食品

与发酵工业，2005，31(7)：77.

[2]林兵辉.我国食品金属罐用内涂料的现状及发展[J].包装工程，2003，24(1)：106.

[3]李婷,柏建国,刘志刚,等.食品金属包装材料中化学物的迁移研究进展[J].食品工业科技，2013，34(15)：380.

[4]董占华,卢立新,刘志刚.ICP-MS法测定陶瓷食品包装容器中的重金属[J].光谱学与光谱分析，2012，32(11)：3139.

[5]彭湘莲,李忠海,王利兵,等.4种纸塑包装容器中重金属镉的迁移规律研究[J].中国食品学报，2012，12(9)：73.

[6]薛美贵,王双飞,黄崇杏.印刷纸质食品包装材料中Pb、Cd、Cr 及Hg含量的测定及其来源分析[J].化工学报，2010，61(12)：3258.

[7]林立,周谙非,王朝晖.电感耦合等离子体质谱法测定食品包装材料中有害金属元素[J].食品工业科技，2011，32(11)：457.

2015年全国白酒产量十大省份数据出炉

本刊讯：据《糖酒快讯-白酒》报道，2015年1—12月全国白酒折65度商品量为1312.80千万升。其中，四川白酒折65度商品量为370.90千万升，占全国白酒折65度商品量约28 %，成为全国白酒折65度商品量最高的地区。

另外，2015年白酒折65度商品量前十的省市分别是四川、山东、河南、江苏、湖北、内蒙古、吉林、黑龙江、安徽以及辽宁。各省市产量依次是370.90千万升、113.13千万升、110.49千万升、99.13千万升、87.96千万升、69.00千万升、67.71千万升、57.44千万升、46.45千万升和46.36千万升。（江源荐，骆佳龙编辑）

来源：糖酒快讯-白酒2016-02-25

Determination of Heavy Metals Migration Quantity in Beer Aluminum Bottles by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry

ZHANG Yuxin,YIN Hua and JI Xiuping
(State Key Lab of Biological Fermentation Engineering of Beer, Tsingtao Brewery Co. Ltd., Qingdao, Shandong 266100, China)

Abstract:A method with inductively coupled plasma-mass spectrometer had been developed for simultaneous determination of 10 heavy metals migration quantity including Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, As, Cd, Sb and Pb in beer aluminum bottles. The correlation coefficient of each element in such method was higher than 0.9997, the detection limits were between 0.01 μg/L and 0.30 μg/L, the relative standard deviation (RSD, n=5) were between 0.4 % and 0.9 %, and the recovery rate of such method was between 92.0 % and 104.0 %. This method was simple and convenient for beer aluminum bottles analysis．

Key words：ICP-MS；beer；aluminum bottle；heavy metal

作者简介：张宇昕（1977-），男，大学本科，高级工程师，研究方向：啤酒风味物质与食品安全，E-mail：Zhangyx@tsingtao.com.cn。

收稿日期：2015-10-27

基金项目：国家高技术研究发展（863）计划（2013AA102109）；青岛创业创新领军人才计划（13-cx-15）。

DOI：10.13746/j.njkj.2015411

中图分类号：TS262.5；TS262.54；TS262.57

文献标识码：A

文章编号：1001-9286（2016）03-0113-02

优先数字出版时间：2015-12-30；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20151230.0954.010.html。