火焰原子吸收光谱法测定食品中铁的方法学验证

党翠红，燕群

咸阳市食品药品检验检测中心（咸阳 712000）

铁元素是人体必需的微量元素之一，具有参与氧的运输与储存[1]、参与合成机体代谢酶[2]、促进其他微量元素吸收、增强免疫力[3]等重要作用。机体缺铁会导致贫血、免疫功能降低、儿童身体及智力发育障碍等问题。食用经过铁强化的食品和营养辅助食品对贫血和缺铁性贫血的改善有较好的效果[4]，因而成为补充铁元素的重要途径[5-6]。过量摄入铁则对人体有毒害作用[7-8]，会对肝脏造成损害，甚至危及生命。因此，准确测定食品中的铁含量很有必要。

火焰原子吸收光谱法（FAAS）因分析速度快、抗干扰等优点被广泛应用于食品中元素含量的测定，依据GB/T 27417—2017《合格评定 化学分析方法确认和验证指南》对火焰原子吸收光谱法（FAAS）测定食品中铁含量的方法即GB 5009.90—2016《食品安全国家标准 食品中铁的测定》第一法进行验证，作为实验室使用该标准方法准确测定食品中铁含量的依据，进而为人们更有针对性的选择富铁食品且不至于摄入过量的铁起到一定指导作用，同时可为铁食品营养强化剂及食品添加剂相关标准的制（修）订提供参考依据[9]。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

小麦粉、红富士苹果、固体饮料（购于超市）。

硝酸（德国默克密理博公司）；铁单元素标准溶液（1 000 mg/，国家有色金属及电子材料分析测试中心）。

1.2 主要仪器与设备

ETHOS UP微波消解仪（意大利迈尔斯通公司）；AA6880原子吸收分光光度计（配Fe灯、D2灯，日本岛津仪器公司）。

1.3 试验条件

1.3.1 微波消解条件

升温程序：用10 min时间升至120 ℃，保持5 min，用15 min时间升至160 ℃，保持5 min，用18 min时间升至190 ℃，保持20 min。

1.3.2 原子吸收分光光度计条件

吸收波长248.3 nm；灯电流12 mA；狭缝宽0.2 nm；点灯方式BGC-D2。

1.4 试验方法

1.4.1 试样前处理

小麦粉、固体饮料充分混匀；苹果用水洗净，晾干后取可食部分匀浆备用。

参考GB 5009.90—2016中5.2.2小节[10]对试样进行消解，称样量统一为0.5 g。加标试样在称样完成后加入，其余处理方法相同。

1.4.2 校准曲线制作

参考GB 5009.90—2016中5.3.2小节[10]制作校准曲线，铁标准系列工作液的质量浓度分别为0，0.500，1.00，2.00，4.00和6.00 mg/L。

1.4.3 试样测定

在制作校准曲线之后于相同的试验条件下，将试样空白和试样溶液（视情况进行稀释）分别导入火焰原子化器，测定吸光度，与校准曲线比较定量。

1.4.4 检出限测定

检出限为某特定方法在给定的置信度内可以从样品中检测出待测物质的最小浓度和量[11]。检出限是一个统计概念，估算和报告检出限时不能离开具体的方法[12]。故参考GB 5009.90—2016第一法给定的方法检出限，在现有检测条件的基础上，通过考察得到符合自身实际的检出限[13]。

1.4.4.1 方法一

目视评价法[14]。分别选用小麦粉、苹果、固体饮料3种样品基质进行测定。称取小麦粉0.5 g 4份，苹果0.5 g 4份，固体饮料0.5 g 4份，在3种基质的4份样品中分别加入质量浓度10 mg/L的铁标准中间液0，12.5，25和37.5 μL，即加入的铁质量浓度依次为0，0.005，0.010和0.015 mg/L。前处理后，以加入的铁质量浓度0 mg/L的试样溶液为空白，依次对加入的铁质量浓度为0.005，0.010和0.015 mg/L的试样溶液分别进行7次连续测定，7次测定结果均为阳性值所对应的最低浓度即为检出限对应的浓度，视为ρ-ρ0，代入式（1）即铁含量计算公式得到铁的检出限。

式中：ρ1-ρ0为扣除空白后试样中铁的质量浓度，mg/L；V为待测试样的定容体积，mL；m为称取待测试样的量，g或mL；X为待测试样中铁的含量，mg/kg或mg/L。

1.4.4.2 方法二

在制作校准曲线之后，对试样空白进行11次连续测定，将11次连续测定结果的标准偏差SD值代入式（2），得到铁的检出限对应的浓度，代入式（1），得到铁的检出限。

式中：SD为11次测定值的标准偏差；b为工作曲线的斜率，mg/L；DL为检出限对应的质量浓度，mg/L。

对2种方法得到的检出限进行综合比较，选用较大的值作为该研究得到的检出限。

1.4.5 正确度与精密度验证

正确度用方法回收率表示，精密度用重复性表示，以实验室内变异系数（C.V.）进行评价。对小麦粉、苹果、固体饮料3种试样各自进行低、中、高3个浓度点（加标量均依次为50，100和250 mg/kg）的加标处理，分别分组命名为加标样1、加标样2、加标样3。各浓度点连续重复测定7次，计算7次测定结果的平均值、标准偏差，方法回收率和实验室内变异系数（C.V.），方法回收率和实验室内变异系数（C.V.）分别参考GB/T 27417—2017附录A、附录B[14]进行评价。

2 结果与分析

2.1 线性范围

采用校准曲线法定量，所得的校准曲线结果见图1，其线性回归方程为y=0.102 39x+0.022 778，相关系数r=0.999 1，符合GB/T 27417—2017中对于准确定量方法，线性回归方程的相关系数不低于0.99的要求。可知在0～6 mg/L范围内线性较好。

图1 铁校准曲线

2.2 检出限

方法一测定结果见表1，方法二测定结果见表2。

表1 方法一测定结果

表2 方法二测定结果

2种方法得出的检出限结果比较见表3，经综合评估，小麦粉、苹果、固体饮料的检出限均为0.5 mg/kg，低于GB 5009.90—2016第一法给定的方法检出限。

表3 2种方法得出的检出限结果比较

2.3 正确度和精密度

方法回收率和实验室内变异系数（C.V.）测定结果见表4。3种试样的加标回收率范围为96.0%～ 100.2%，符合GB/T 27417—2017附录A[14]的要求，实验室内变异系数（C.V.）范围为0.20%～6.5%，符合GB/T 27417—2017附录B[14]的要求。

表4 加标回收率与精密度测定结果

3 结论与讨论

用火焰原子吸收光谱法测定小麦粉、苹果、固体饮料3种食品中的铁含量，参考GB/T 27417—2017进行方法学验证。验证结果表明：校准曲线在0～6 mg/L范围内线性良好，线性回归方程的相关系数r=0.999 1；3种食品的检出限均为0.5 mg/kg；回收率范围96.0%～100.2%，满足GB/T 27417—2017附录A的要求；实验室内变异系数（CV）范围0.20%～6.5%，满足GB/T 27417—2017附录B的要求，进而证实GB 5009.90—2016第一法火焰原子吸收光谱法在实验室可用。我国对检出限测定方法并未做明确规定，该研究结果初步显示不同食品基质铁的检出限测定结果差别不大，而检出限测定结果可能受样品成分、杂质元素的含量、进样量、仪器条件及预处理过程等因素的影响，因此，在后续研究中，运用目视评价法测定检出限时，更多种类的样品基质、更加密集的浓度梯度对检出限测定结果的影响有待进行。同时不同的仪器条件、样品预处理方式及进样体积和称样量对检出限测定结果的影响也有待进一步研究。