测定牛奶中铅含量的两种前处理方法比较分析
2018-08-09祝秀梅南玉琴吴志奇戴海洁
文/祝秀梅 梁 斌 张 憬 南玉琴 吴志奇 戴海洁
(甘肃省兽药饲料监察所)
随着生活水平的提高,牛奶已日趋成为人们重要的日常营养食物之一,牛奶的质量安全直接关系到人们的身体健康。因此,测定牛奶中重金属污染有着重要的意义。铅作为危害最大的重金属之一[1],可伤害人的脑细胞、致癌、致突变,影响儿童智力正常发育。
由于含量低,基质复杂[2]等原因,牛奶中的铅含量历来是检测的难点和重点。目前,我国已颁布了测定食品中铅的标准方法,但没有专门测定牛奶中铅含量的方法。本试验参照《食品中铅的测定》(GB/T 5009.12-2010)[3]进行牛奶中铅含量的测定。样品的消解环节对于铅含量的准确测定十分重要[4],消解方法主要有压力罐消解法、干法消解、过硫酸铵消解和湿法消解等,其中湿法消解是传统的样品前处理方法,因试剂用量多、消解时间长、操作复杂,以及消解过程中产生的大量酸雾危害工作人员身体健康和污染环境等原因而慢慢弃用;而微波消解法则是近年来发展很快的一种新型消解方法[5~9],已得到广泛应用。本文分别采用微波消解法和压力罐消解法两种前处理方法,结合石墨炉原子吸收光谱检测方法,对测定牛奶中铅含量进行探讨。
1 材料与方法
1.1 主要仪器与试剂
仪器:德国耶拿Zeenit 700 P型原子吸收分光光度计、安东帕Multiwave 3000微波消解仪、铅空心阴极灯、超高压聚四氟乙烯消解罐、博通BHW-09A赶酸仪。
试剂:铅标准储备液(1 000 μg/mL,国家有色金属及电子材料分析测试中心生产);磷酸二氢铵,优级纯;硝酸(Fisher Scientific公司生产)、30%双氧水,均为分析纯;试验用水为超纯水。
玻璃器皿均用20%硝酸浸泡24 h以上,用水反复冲洗,最后用去离子水冲洗,干燥后使用。
1.2 试验方法
1.2.1 样品前处理
(1)微波消解
在微波消解罐中加入2 mL牛奶样品、2 mL硝酸、1 mL30%双氧水,放入微波消解仪中消解,微波消解程序如表1所示。待消解完成后自然冷却至室温,开盖,赶酸仪中180 ℃赶酸,赶酸至近干,用水定容至25 mL,混匀备用。同时做试剂空白。
(2)压力罐消解
在聚四氟乙烯罐中加入2 mL牛奶样品、2 mL硝酸,浸泡过夜。再加入2 mL30%双氧水,盖好内盖,旋紧不锈钢外套,放入恒温干燥箱,120 ℃保持4 h,自然冷却至室温,用水定容到25 mL,混匀备用。同时做试剂空白。
1.2.2 标准曲线配制
用3%硝酸将铅标准储备液(1 000 μg/mL)精确逐级稀释至20 ng/L。上机时采取自动校正进样,用1%磷酸二氢铵作基体改进剂(简称“基改”),标准曲线系列浓度为0、4、8、12、16、20 ng/mL
1.2.3 仪器测试条件
测试前将仪器调至最佳状态。德国耶拿Zeenit 700 P原子吸收光谱仪测试参数见表2,石墨炉升温程序见表3。
1.2.4 样品测定
仪器预热一段时间后,以优化后的最佳条件测定标准系列溶液和样品溶液。以标准系列溶液的铅浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线,并通过样品溶液的吸光度值求出样品溶液的铅浓度。
表1 微波消解程序
表2 Zeenit700 P原子吸收光谱仪测试参数
表3 石墨炉升温程序
1.2.5 结果计算
计算公式为:X=(C1-C0)×V×1000/m×1000
式中:X—试样中Pb含量,μg/kg或μg/L;C1—测定样液中Pb浓度,ng/mL;C0—空白液中Pb浓度,ng/mL;V—试样消化液总体积,mL;m—试样质量或体积,g或mL。
计算结果保留2 位有效数字。
1.2.6 添加回收试验
在空白样品中,分别加入200 ng/mL铅标准溶液0.5 mL和1 mL,进行加标回收试验,处理过程与样品一致,每个添加水平做4次平行试验。
2 结果
2.1 标准曲线与线性范围
将20 ng/mL的铅标准溶液在上机时采用自动校正进样,曲线系列浓度为0、4、8、12、16、20 ng/mL。然后以浓度为横坐标,吸光度值为纵坐标绘制标准工作曲线(图1)。结果表明,铅浓度在20 ng/mL以内时,铅浓度与吸光度呈线性关系,相关系数为0.9998。
2.2 检出限及精密度试验
平行测定空白溶液11 次,求得标准偏差为0.000357,由此得到该仪器的检出限(3S/N,其中S=0.000357,N=0.00268)为0.40 μg/L。进而以2 g样品、稀释至25 mL计算,得到该方法的检出限为5 μg/L。按照试验方法对12.0 ng/mL铅标准溶液平行测定7 次,吸光度值的相对标准偏差为1.7%,即仪器精密度为1.7%(表4)。
2.3 回收率试验
添加试验回收率见表5。经微波消解处理的样品,添加8 ng/mL和16 ng/mL的加标回收率为103.24%、101.31%,相对标准偏差为1.02%、1.63%。经压力罐消解法处理的样品,加标回收率分别为96.26%和97.27%,相对标准偏差为1.28%、4.29%。结果表明,微波消解处理的样品重复性好、回收率高。
图1 标准工作曲线图
3 分析与讨论
试验中采用的微波消解和压力罐消解两种前处理方法都是利用高温高压密闭的环境来达到快速消解难溶物质的目的,减少样品的损失及污染的可能。但压力罐消解法处理样品时需要过夜,而微波消解法加入消解试剂后即可上机消解,大大缩短了时间,提高了工作效率,而且节省了人力和实验成本,对外界环境的污染也大大减少。因此,可采用微波消解法作为所有乳及乳制品样品的前处理方法。
另外,由于石墨炉的检测都是在纳克级别,灵敏度较高,所以对试剂及玻璃器皿的要求较高,试剂可选用进口优级纯试剂,玻璃器皿需用20%HNO3浸泡24 h,并用纯水冲洗,干燥后方可使用。
表4 精密度试验
表5 回收率添加试验结果
4 结论
两种前处理方法的测定结果没有显著性差异,均能满足牛奶中铅含量的测定要求。微波消解法更加快速、准确,是测定牛奶中铅含量时首选的样品前处理方法。C