微波消解-ICP-MS法测定小麦粉及其制品中17种元素

乔秋菊，夏昊云，黄为红，刁春霞，陈瑞英

（1.泰州市疾病预防控制中心，江苏泰州225300；2.南京理工大学泰州科技学院，江苏泰州225300）

微波消解-ICP-MS法测定小麦粉及其制品中17种元素

乔秋菊1，夏昊云2，黄为红1，刁春霞1，陈瑞英1

（1.泰州市疾病预防控制中心，江苏泰州225300；2.南京理工大学泰州科技学院，江苏泰州225300）

为了解泰州市区各个区域内小麦粉及其制品中多元素分布，建立电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）同时测定小麦粉及其制品中的 B、Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Ba、Pb 17种元素的分析方法。以内标法改善基体效应及干扰，通过标准曲线法计算样品浓度。根据测定结果可知，泰州市的小麦粉及其制品总体上是安全的，未检出人为添加的污染物。部分面制品在制作或运输过程中可能存在一些元素污染，市民需均衡合理饮食，避免引起潜在的健康风险。

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）；微波消解；小麦粉及其制品；元素

面制品是人们喜爱的传统食品，其卫生质量直接影响着社会人群的身体健康。面制品在原料生产制作过程中可能引入铅、砷等重金属的污染[1]，某些微量元素也可能流失。为了解泰州市面制食品质量状况，加强食品化学污染物的监督[2]，为今后面制品卫生管理提供科学依据，对泰州市面制食品加工作坊进行监督抽查，进行铅等多元素含量的检测，并对结果进行分析。

目前，多元素同时分析多采用电感耦合等离子体发射光谱法（Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer，ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），ICP-MS法具有灵敏度高、检出限低、线性范围宽，可同时检测多元素的优点，具有广泛的应用[3-5]。本文采用污染小、损失少的微波消解法消化样品[6-9]，ICP-MS法测定样品中17种元素，该方法精密度高，简便快捷，可以较好地应用于食品中多元素分析中。

1 试验部分

1.1 材料来源

检测样品：泰州市（4市3区）面制品门店作坊，种类及数量分别为小麦24份、面粉57份、油条41份、烧饼47份、面条33份、饺皮21份、馒头32份。

1.2 仪器与试剂

1.2.1 主要仪器

7900ICP-MS：安捷伦科技有限公司；Mars6微波消解仪：CEM公司（ChemistryElectronicMicrowave，CEM）；XS205DU电子分析天平：梅特勒托利多国际有限公司；F80型高速粉碎机：姜堰市新康医疗器械有限公司；HR7633飞利浦食品加工机：珠海经济特区飞利浦家庭电器有限公司；BAO-150A精密鼓风干燥箱：施都凯仪器设备有限公司。

1.2.2 试剂

混合标准溶液（1 000 μg/mL，B、Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Ba、Pb）、混合内标溶液（100 μg/mL,Lu、Bi、Y、Sc、In、Ge、Tb、Rh）：国家有色金属及电子材料分析测试中心；质谱调谐液（10 μg/L，Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y）：安捷伦科技有限公司；优级纯硝酸：德国默克公司；试验用水：二级超纯水（电阻率18.25 MΩ·cm，25℃）。

1.3 试验部分

1.3.1 样品前处理

样品粉碎混匀后，于80℃烘箱中干燥4 h，然后转移置于干燥器中冷却。称取冷却后的样品0.25 g左右（精确到0.001 g），置于消解内罐中，加入6 mL优级纯硝酸，在80℃的预消解仪中预消化1 h。冷却后，旋紧外盖，置于CEM微波消解盘中，按照设定程序消解，见表1。

表1 微波消解样品程序Table 1 Program of microwave assisted sample digestion

消解完全后冷却，在通风橱中打开瓶盖，并于140℃赶酸至0.2 mL～0.5 mL，取出冷却，以超纯水清洗内罐，转移定容至5 mL，制成待测液，同时做试剂空白。

1.3.2 样品的测定

ICP-MS开机预热后，以调谐液对仪器进行调谐，当各参数达到表2所示数值时即可。以优化后的ICPMS依次对标准系列溶液、空白溶液和待测液进行测定，内标溶液浓度为2 mg/L，三通阀在线引入。调谐参数标准见表2。

表2 调谐参数标准Table 2 The standard parameters of tune

2 结果与讨论

2.1 方法的准确度及精密度

在样品中加入一定浓度的多元素标准溶液，测定其精密度及加标回收率，结果见表3。

表3 精密度和回收率试验（n=6）Table 3 The tests for precision and recovery

续表3 精密度和回收率试验（n=6）Continue table 3 The tests for precision and recovery

加标回收率在81%～119%之间，相对标准偏差（RSD）在0.90%～4.7%之间。由于样品中镁、钙、铁元素含量较高，所以没有进行加标回收试验，直接用1%硝酸稀释后测定。由表3中结果可知，本方法能准确地测定小麦粉及其制品中的多元素。

2.2 方法的检出限

按照试验方法，对空白样品连续进行测定11次，取11次测定空白样品值的3倍标准偏差除以曲线斜率，即得各元素的方法检出限（见表4），由表4可知，各元素具有较低的检出限。

表4 元素的检出限及相对标准偏差（RSD）Table 4 The detection limit and relative satandard deviation of elements

2.3 面制品中各元素检测结果

按照试验方法，对各类小麦粉及其制品中17种元素进行测定，测定结果见表5、表6和表7。

表5 小麦粉及其制品中污染物类元素含量Table 5 The content of contaminant elements in wheat flour and its products mg/kg

表6 不同类别小麦粉及其制品中铅含量Table 6 The content of lead in different kinds of wheat flour and its products

铬等污染物类的金属元素按照GB 2762-2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》进行评价。铬限量标准为1 mg/kg，在所测样品中铬超标率为0，其中小麦粉中铬最高含量值略高于其它几类面制品中铬最高含量值，简单加工的饺皮中铬含量最低，说明已检测的7类小麦粉及其制品中应该没有人为添加含铬添加剂，可以放心食用。《食品中污染物限量》中仅对氢化植物油及氢化植物油为主的产品中镍含量进行限量指标（以Ni计，1.0 mg/kg），故此不对面制品中镍含量高低的安全性能进行评价。砷、镉限量指标分别为 0.5 mg/kg（以 As计）、0.1 mg/kg（以 Cd计）。由表 5可知，7类小麦粉及其制品中砷、镉都未超标，且小麦粉中砷、镉最高含量值略高于其它几类面制品中最高含量值，表明油条等面制品加工过程中并未引入砷、镉污染物。铅限量指标分类为：带馅（料）面制品限量0.5 mg/kg、谷物及其面制品限量为0.2 mg/kg，7类面制品中铅最高含量均超过0.2 mg/kg，详细超标率见表6。由表6可知，小麦中铅合格率较低，小麦、面粉、油条中铅含量均值都超过0.2 mg/kg。这可能是小麦生长环境中铅含量较高导致，从小麦加工成面粉，再由面粉加工成油条、烧饼、面条等面制品，在加工环节也有可能无意中引入铅，导致面制品中铅含量较高，这需要有关部门有效结合环境监管与食品监管，才能较好地控制食品安全。表7中则是面粉及其制品中其它12种元素含量，其中常见元素镁、钙、铁、锌含量较高，稀释后测定。

根据《中国居民膳食营养素参考手册》可知（见表8），每日推荐摄入的钙、镁、锰、铁、锌较高，该5种元素在面粉及其制品中含量也较高，属于常见矿物质元素，日常均衡饮食即可满足营养需求[10-11]。微量元素硒在面粉及其制品中含量均值约为0.02 mg/kg，钼在面粉及其制品中含量均值约为0.2 mg/kg，人们日常正常摄入一定量的面制品即可满足微量元素的需求。

表7 小麦粉及其制品中其它元素含量Table 7 The content of other elements in wheat flour and its products mg/kg

通过测定各类面制品发现，小麦中17种元素含量均值都高于面粉及其制品中含量见图1。

可能的原因是小麦未经筛选、清洗、脱麦皮等，直接打碎进行测定，或者小麦产地不同[12-14]。17种元素含量均值在面粉中和油条等面食品中变化不大，表明大多数面制品在制作过程中未引入污染，可以放心食用。部分超标食品，如烧饼中铅含量超过0.2 mg/kg，可能原因是制作方式引起的，本市部分烧饼传统工艺是在烧煤的大锅炉内把饼炕熟[15]，燃煤产生的烟会部分进入烧饼内，如果内炉清洁不当，留有煤渣也会引起烧饼内铅含量升高。

表8 中国居民膳食营养素参考摄入量（RNI）/适宜摄入量（AI）Table 8 Chinese residents dietary reference intake of nutrients（RNI）/appropriate intake of nutrients（AI）

3 结论

本文通过微波消解-ICP-MS法测定小麦粉及其制品中17种元素，操作简单快捷，方法准确，灵敏度较高。通过调查分析，泰州市售大多数小麦及其制品可放心食用，但对于部分超标食品，如烧饼，可通过改进传统工艺，把烧饼炉膛内部与加热层完全隔开，避免煤烟进入烧饼，降低烧饼中铅含量。小麦中铅含量较高的，可追溯其原产地，对产地的土壤环境进行调查分析，观察小麦生长环境中铅含量，分析铅含量较高的原因。本次调查研究，为进一步了解泰州市市售面粉及其制品中多元素本底值提供一定的数据参考，也对人们的合理膳食具有一定的指导意义。

图1 小麦粉及其制品中各元素平均含量Fig.1 The average contents of kinds of elements in wheat flour and its products

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Determine 17 Kinds of Elements in Wheat Flour and Its Products by ICP-MS Using Microwave Digestion

QIAO Qiu-ju1，XIA Hao-yun2，HUANG Wei-hong1，DIAO Chun-xia1，CHEN Rui-ying1
（1.Taizhou Center for Disease Control and Prevention，Taizhou 225300，Jiangsu，China；2.Taizhou Institute of Science and Technology，Nanjing University of Science and Technology，Taizhou 225300，Jiangsu，China）

To find out the elements distribution in wheat flour and its products in various areas of Taizhou city，an analytic method by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry （ICP-MS）was developed for the simultaneous determination of 17 kinds of elements in wheat flour and its products，including B，Mg，Ca，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，As，Se，Sr，Mo，Cd，Ba and Pb.The matrix effect and interference were depressed by internal standard method，the concentration of samples could be calculated according to the standard curve.From the detection results，the wheat flour and its products in general were safe in Taizhou，and contaminate elements added deliberately could not detected.Part of the wheat flour and its products may be polluted in production process or transport process，so balanced and reasonable diet should be needed to avoid causing potential health risks.

Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry（ICP-MS）；microwave digestion；wheat flour and itsproducts；elements

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.17.038

2016-12-13

江苏省卫生计生委科研课题合同书“含铝食品添加剂新标准在泰州市面制品行业执行情况追踪研究”（Y2015047）

乔秋菊（1986—），女（汉），初级技师，硕士研究生，研究方向：食品、化妆品、水质中元素分析。