石墨炉原子吸收光谱法测定特医食品中钼含量

李清清，严睿，宋瑞，彭亚峰

上海市质量监督检验技术研究院，国家食品质量监督检验中心（上海）（上海 200233）

特殊医学用途配方食品简称特医食品，是指为满足进食受限、消化吸收障碍、代谢紊乱或特定疾病状态人群对营养素或膳食的特殊需要，专门加工配制而成的配方食品[1]。中国针对特殊医学用途配方食品的标准有GB 29922—2013《食品安全国家标准 特殊医学用途配方食品通则》[2]和GB 25596—2010《食品安全国家标准 特殊医学用途婴儿配方食品通则》[3]，标准中对钼有限量值要求，由于中国标准体系仍处于完善阶段，钼的标准检测方法尚属空白，中国对特医特殊医学用途配方食品监管体系正逐步完善[4]，开展特医特殊医学用途配方食品基质中钼的测定方法研究具有重要现实意义。

钼检测方法研究主要有分光光度法[5-7]、电感耦合等离子体发射光谱法[8-10]、电感耦合等离子体质谱法[11-13]、原子吸收光谱法[14-16]等，主要集中在土壤、地矿、环境等领域，采用原子吸收光谱法测定特殊医学用途配方食品基质中钼的研究较为鲜见。试验以特殊医学用途配方食品为基质，旨在建立石墨炉原子吸收光谱法测定特殊医学用途配方食品基质中钼的分析方法，实现钼元素准确快速的测定，为钼的测定提供有力的技术支撑，也为政府监管提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

原子吸收光谱仪附石墨炉原子化器ZEEnit700P（德国耶拿分析仪器股份有限公司）；Miletone酸纯化系统（意大利Miletone公司）；微波消解仪（美国CEM公司）；精控电热炉（上海博通化学科技有限公司）；马弗炉（美国THERMO公司）；电子天平（梅特勒公司）。

钼单元素标准溶液（GBW（E）080597，中国计量科学研究院）；硝酸（优级纯，国药试剂）；高氯酸（优级纯，国药试剂）；超纯水（电阻率≥18.2 MΩ·cm，美国Millipore公司）；特殊医学用途婴幼儿配方粉（无乳糖配方、乳蛋白深度水解配方、乳蛋白部分水解配方、低出生体重婴儿配方）；特殊医学用途配方食品（粉、液体）。

1.2 试验方法

1.2.1 样品前处理

1.2.1.1 微波消解

样品经混匀后，称取0.5 g（精确至0.001 g）于微波消解管中，加入5 mL经纯化过的硝酸，置于电炉上100 ℃预反应40 min，转入微波消解仪进行消解，微波升温程序见表1。冷却后取出，置于电热炉上150 ℃将酸液挥发至0.5 mL左右，冷却，转移至10 mL容量瓶中，用水定容，上机检测。同时做空白试验。

表1 微波消解升温程序

1.2.1.2 湿法消解

样品经混匀后，称取0.5 g（精确至0.001 g）于带刻度消化管中，加入10 mL经纯化过的硝酸和0.5 mL高氯酸，在可调式电热炉上消解（120 ℃、1 h，升至180 ℃、2~4 h，升至220 ℃）。若消化液呈棕褐色，加少量硝酸，消解至冒白烟发出，消化液呈无色透明或略带黄色，后将酸液赶至剩余0.5 mL左右，取出消化管，冷却，转移至10 mL容量瓶中，用水定容，上机检测。同时做试剂空白试验。

1.2.1.3 干法消解

样品经混匀后，称取1.0 g（精确至0.001 g）试样于坩埚中，小火加热，炭化至无烟，转移至马弗炉中，于550 ℃恒温4 h。取出冷却，若有黑色炭粒，加数滴经纯化过的硝酸，小火加热，小心蒸干，转入550 ℃高温炉中继续灰化1~2 h，至试样呈灰白状，从高温炉中取出，冷却，用硝酸溶液（1+1）溶解，用水转移至10 mL容量瓶中，定容，上机检测。同时做试剂空白试验。

1.2.2 标准溶液的配制

采用2%硝酸将钼标准溶液（1 000 mg/L）逐级稀释至0，5.0，10.0，20.0，30.0和40.0 μg/L作为标准系列溶液。

1.2.3 仪器测试条件

检测波长313.26 nm，狭缝宽度0.7 nm，灯电流7 mA；进样体积20 μL，基体改进剂采用5 μL 0.1%氯化钙。干燥条件：90 ℃，升温10 ℃/s，保持25 s，110℃，升温5 ℃/s，保持20 s。灰化条件：800 ℃，升温300 ℃/s，保持15 s，1 000 ℃，升温1 000 ℃/s，保持15 s。原子化条件：2 750 ℃，升温2 000 ℃/s，保持8 s。清洗条件：2 850 ℃，升温500 ℃/s，保持5 s。

1.2.4 样品的检测

按质量浓度由低到高的顺序将钼标准系列溶液和基体改进剂同时注入石墨炉，原子化后测其吸光度，以质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，制作标准曲线。

在与测定标准溶液相同的试验条件下，将空白溶液、试样溶液和基体改进剂同时注入石墨炉，原子化后测定其吸光度，与标准系列比较定量。

2 结果与讨论

2.1 前处理方法

采用微波消解、湿法消解、干法消解这3种元素检测常见的前处理方法对样品进行前处理，向未强化过的特殊医学配方食品基质中加入一定量的钼标准溶液，比较3种消解方法的消解效果，结果见表2。试验表明，对于石墨炉原子吸收法测定特殊医学用途配方食品中的钼元素，3种前处理方法均可取得良好的消解效果，消解出的样品澄清无沉淀，且加标回收试验结果均在可接受范围。

表2 3种前处理方法的回收试验结果

2.2 分析条件

2.2.1 干燥条件

干燥阶段是将样品基质中水分充分挥发，避免样品在灰化和原子化阶段发生爆沸和喷溅，干燥温度一般选择溶剂沸点左右，干燥时间一般根据进样体积而定。为达到良好的干燥效果，试验采用沸点附近梯度升温，考察5组温度和保持时间对结果的影响，5组干燥温度和时间见表3。试验表明，干燥条件在90 ℃，升温速率10 ℃/s，保持25 s；110 ℃升温速率5 ℃/s，保持20 s条件下可以将样液充分干燥，进样重复性稳定。

表3 干燥温度和时间

2.2.2 灰化条件

灰化的目的是除去基体中非待测元素组分，在保证被测元素没有损失的前提下应尽可能使用较高的灰化温度。在此阶段一方面要有足够的灰化温度和时间，降低背景干扰，另一方面要选择尽可能低的灰化温度和短的灰化时间，以保证待测元素不受损失。为考察灰化条件对样品基体和目标元素的影响，采用消化后的样品试样溶液作为测试液，而非标准溶液。试验表明，灰化温度1 300~1 500 ℃时，试样溶液检测结果不稳定，同一样液多次测定结果重复性SRSD＞7%，考虑是在灰化阶段使钼元素造成损失。灰化温度降低至1 000 ℃时，结果较稳定，在此温度下基质加标回收率可达98%~102%，同一样液的进样重复性SRSD＜3%，而继续降低灰化温度，样品检测结果无明显提高，而样品的背景干扰值增大，故采用1 000 ℃作为灰化温度。考虑到灰化的充分性，分2步进行梯度灰化，第1步800 ℃，升温速率300 ℃/s，保持15 s，第2步1 000 ℃，升温速率1 000 ℃/s，保持15 s。

2.2.3 原子化条件

在此阶段试样由分子状态变成原子状态，原子化温度由元素自身的性质决定。原子化温度一般选用达到大吸收信号的低温度，原子化时间应以保证完全原子化为准。钼元素是高温元素，遂采用较高的原子化温度来进行试验，以20 μg/L的标准溶液作为试液，考察2 450~2 850 ℃钼的原子化效率即吸光度的影响，结果见图1。随着温度升高，原子化效率增大而使吸光度增大，考虑到仪器和石墨管的损耗，采用2 750 ℃为原子化温度，由于高温元素有一定的拖尾效应，原子化时间设置为8 s，使出峰更加完全。

图1 原子化温度对吸光度的影响

清洗条件：清洗温度一般选用高于原子化的温度，以尽可能消除记忆效应，考虑仪器的温度上限和钼的记忆清洗效果，采用2 850 ℃为清洗温度，高温元素的记忆效应较强，清洗时间设置为5 s，以保证每个样品分析后石墨管充分的清洗效果。

基体改进剂的选择：在样品基质中加入基体改进剂可以改善样品峰形，提高待测元素的稳定性和灵敏度。试验以特殊医学用途配方食品样品溶液为基质，考察5种不同基体改进剂（0.1%氯化钙、0.05%硝酸钯、2%磷酸二氢铵、0.2%硝酸镁+1%磷酸二氢铵、0.02%硝酸钯+0.2%硝酸镁）对样品检测影响。结果表明，加入0.1%氯化钙可使样品峰形更接近标准溶液峰形，样品吸光度可提高10%~30%，且样品检测重复性更好，故采用0.1%氯化钙为基体改进剂。

2.3 方法学验证

2.3.1 线性范围

用2%硝酸配制钼标准系列溶液，质量浓度为5.0，10.0，20.0，30.0和40.0 μg/L，在优化的条件下上机测定，每个标准点测定2次，绘制标准曲线，结果见表4。

表4 标准曲线测定结果

2.3.2 检出限

消解20个试样空白，上机测定，计算空白测定值的标准偏差SSD，以3倍SSD计算方法的检出限，10倍SSD计算方法的定量限。经试验，20个空白标准偏差SSD为0.248。称样量0.5 g、定容体积10 mL时，方法的检出限为0.02 mg/kg，定量限为0.05 mg/kg。

2.3.3 加标回收率

以特殊医学用途配方食品为基质，进行低、中、高3个不同水平浓度的加标试验，加标水平分别为0.05，0.10和0.20 mg/kg，按照优化的仪器条件，测定样品基体含量和加标结果，结果见表5。结果显示，3个水平的加标回收率在95.6%~98.0%之间，根据GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范 食品理化检测》[17]，回收率均在可接受范围之内。

表5 基质本底含量和加标回收结果

2.3.4 重复性和精密度

按照优化的试验条件处理7个平行试样，上机测定，考察方法的重复性和精密度，结果见表6。结果显示，7个平行样品测定峰形相近，且7次重复测定结果SRSD＜5%。

表6 奶粉实物样品7个平行试样测定结果

2.4 特殊医学配方食品的检测

对9个品种20个批次的特殊医学配方食品进行检测，考察钼元素在各基质中含量，结果见表7。

表7 20批次特殊医学涌入配方食品样品的测定结果

3 结论

试验以3种消解方法进行前处理，采用石墨炉原子吸收光谱法测定对特殊医学用途配方食品中钼元素含量。对检测过程的关键条件进行研究和探讨，对方法进行方法学验证，并对市售常见的几类特殊医学用途配方食品进行含量测定。结果表明，试验方法前处理快速简便，检测结果精密度、准确度良好，可以满足特殊医学用途配方食品中钼含量检测需求。