超声碱提取-电感耦合等离子体质谱法 测定食品中的碘

◎ 张美玲

（仙居县食品药品检验检测中心，浙江 仙居 317300）

碘在人体中主要是维持甲状腺功能正常运作，能促进生命活动的能量代谢。碘的摄入量对人体影响呈现“U”形关系曲线，可能会引起健康风险隐患，只有控制在“U”形底端才最满足人类生存所需[1-2]。人体对碘的摄入80%以上靠食物来源，因此测定食品中的碘含量对日常控制碘的摄入量有着重要意义。

目前对碘的分析方法主要是分光光度法、气相色谱法、原子吸收光谱法以及电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，ICP-MS）[3-12]等。近些年，ICP-MS法因其检出限低、简单快速且数据准确等优点，逐渐成为碘检测较为常用的选择。因此，本文主要采用超声碱提取-电感耦合等离子体质谱法测定碘含量，该方法前期提取方式简便快捷、测定结果准确，可应用于检测不同含碘量的食品。

1 材料与方法

1.1 试剂

碘单元素标准溶液（1 000 μg·mL-1），国家有色金属及电子材料分析测试中心；内标溶液：碲单元素标准溶液（1 000 μg·mL-1），国家有色金属及电子材料分析测试中心；25%四甲基氢氧化铵（TMAH）水溶液（批号：MKCL5836），Sigma；调谐液（1 μg·L-1，Be、Li、Mg、Ce、Fe、In、U和Pb混合溶液），美国Perkin Elmer公司；高纯氩气（纯度99.9%），浙江海畅气体有限公司；超纯水为一级水（电阻率为18.2 MΩ·cm）。

1.2 样品

生物成分分析标准物质：海苔粉（P41847）、海带粉（P47959）和大米粉（P46483），购于广州谱恩科学仪器有限公司；婴幼儿配方乳粉质控样品（CFAPA-QC1230A-1），购于大连中食国实检测技术有限公司。

1.3 仪器

NexION 2000电感耦合等离子体质谱仪（美国Perkin Elmer公司）；ML204型电子分析天平（梅特勒-托利多仪器有限公司）；KH-700DE型数控超声波清洗器（昆山禾创超声仪器有限公司）；Multifuge XIR台式大容量高速冷冻离心机（Thermo公司）；海道夫混匀器（Heidolph公司）；MilliQ Advantage纯水仪（Merck Millipore公司）。

1.4 实验方法

1.4.1 样品前处理

称取0.2～0.5 g（精确到0.1 mg）试样放入耐高温的50 mL塑料离心管中，依次加入纯水4 mL、25%TMAH溶液1 mL，旋紧盖子，放置于混匀器上，混匀2 min，使样品能充分分散均匀并浸润。然后于数控超声波清洗器（温度为70 ℃，功率为700 W）中提取1 h，冷却，用纯水稀释定容至50 mL，并于离心机（转速为6 000 r·min-1）中离心10 min，取上层清液用0.45 μm滤膜滤去杂质得到澄清液，备用，同时做空白。若样品易吸水，可在加热10 min后，充分振荡1 min用于均匀分散样品液。

1.4.2 标准溶液配制

用0.5%TMAH溶液稀释碘元素标准溶液（GSB 04-2834-2011），配制成系列浓度为 0.1 μg·L-1、1.0 μg·L-1、5.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、15.0 μg·L-1和 20.0 μg·L-1的标准溶液。

用0.5%TMAH溶液稀释碲（Te）内标溶液（GSB 04-1756-2004）成浓度为 25 μg·L-1的内标溶液。

1.4.3 ICP-MS仪器条件

用调谐液对仪器的灵敏度、氧化物、双电荷、分辨率以及仪器稳定性等进行调谐，将仪器优化至可测指标，仪器的具体参数见表1。

表1 电感耦合等离子体质谱参数表

2 结果与分析

2.1 样品前处理提取最佳条件的筛选

对有证质控样（海苔粉、海带粉、大米粉以及婴幼儿配方乳粉）采用不同超声温度以及不同超声时间进行碘提取，对比检测结果。表2～表5主要对比了不同含碘量食品分别在50 ℃、60 ℃、70 ℃3个超声温度以及1～3 h提取时间内，碘的提取效率随着不同时间及温度的变化。结果表明，超声温度和超声时间与样品中碘的提取效率有直接关系，对于含碘量低的大米粉和婴幼儿配方乳粉来说，低温短时间就已经可以完成对样品中碘的提取。而对于含碘量较高的海苔粉和海带粉来说，低温短时间的前处理无法完成对样品中全部碘的提取，需要增加超声时间或者超声温度来提高碘的提取效率。综合发现，超声温度70 ℃，超声时间1 h，可以满足不同含碘量样品的高效准确检测。同时相对于国标《食品安全国家标准 食品中碘的测定》（GB 5009.267—2020）[13]要求的提取温度（85±5）℃，提取时间3 h，本方法提取温度要求低，提取时间短，更适用于批量检测。

表2 婴幼儿配方乳粉（CFAPA-QC1230A-1）中碘含量的最佳提取条件表

表3 大米（P46483）中碘含量的最佳提取条件表

表4 海苔（P41847）中碘含量的最佳提取条件表

表5 海带（P47959）中碘含量的最佳提取条件表

2.2 线性范围与检出限

根据表1的仪器条件调谐完成后进行检测，以碘与内标响应值之比与碘标液浓度进行线性回归分析（图1），标准系列方程为Y=0.079 7X+0.004 24（Y为碘与内标响应值之比，X为碘标液浓度，单位为μg·L-1），相关系数r=0.999 7。空白样品液连续进样11次，以3倍的标准偏差得出仪器检测低限为0.027 8 μg·L-1，以0.5 g样品量，定容体积为50 mL计算，得出该方法的检出限为0.034 9 mg·kg-1，标准曲线见图1。

图1 碘标准曲线图

2.3 方法回收率与精密度

根据优化后的实验条件，待仪器调谐至最佳状态，对有证标准质控样品（海苔粉、海带粉、大米粉以及婴幼儿配方乳粉）进行7组平行测定，RSD均小于3%，且检测结果都满足证书标示的参考值范围，数据没有明显差异，重现性高，证实了方法的可行性，结果见表6。

表6 标准质控样品测定结果表

方法回收率测定选用含碘量较低的婴幼儿配方乳粉，分别对不同浓度（0.25 mg·kg-1、1.25 mg·kg-1、2.50 mg·kg-1）的6个平行样品进行加标回收，结果见表7。经过计算可得该方法样品回收率可达95%以上，RSD在3%以内，符合方法学要求。

表7 测定婴幼儿配方乳粉回收率及相对标准偏差表

3 结论

本文采用超声碱提取-电感耦合等离子体质谱法分别探索了海苔粉、海带粉、大米粉以及婴幼儿配方乳粉中碘的提取方法，并分析得出食品中碘提取的最佳前处理条件。本文方法与国标法相比，简化了前处理提取过程，缩短了提取时间，降低了提取温度，减少了高温引起的碘挥发。同时ICP-MS法又规避了传统比色法中因步骤烦琐而引起的误差，精密度以及准确度均符合方法学要求，是一种可应用于不同含碘量食品测定的新方法。