石墨炉原子吸收光谱法测定食品中铬的方法学验证

2022-12-13贾欣

食品工程 2022年2期

贾欣

（山西省食品研究所（有限公司），山西太原 030024）

铬广泛存在于自然环境中，是一种毒性很大的重金属，其中以六价铬的毒性最强，这些化合物进入人体，易被人体吸收并蓄积，引起黏膜脑水肿，肾脏损伤，严重的可能导致肾脏坏死，具有免疫毒性、致癌诱变作用。由于铬的性质稳定、溶解度低，难以进入植物体内，所以正常情况下食品中铬的含量较低，预包装食品中铬的来源主要为食品原材料的污染。为了保证食品安全和保障公众体健康，GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》标准中对不同产品中铬的限量做了明确规定，食品中铬的限量范围为0.5 mg/kg～2.0 mg/kg，因此对预包装食品中铬测定结果的准确度和灵敏度有较高要求。本文旨在对石墨炉原子吸收光谱法测定食品中铬的方法的检出限、定量限、重复性、精密度、准确度等指标进行验证，证明该方法适于测定食品中铬元素的含量。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

ZEEnit 700P石墨炉原子吸收分光光度计，德国耶拿；MARS One微波消解仪，美国CEM；EHD-24电热消解仪，北京东航科仪仪器有限公司；TD465可调式电热板，天津拓至明实验仪器技术开发有限公司；GS 系列12 孔压力消解器，南京瑞尼克科技开发有限公司；SX-8-10 箱式电阻炉；北京中兴伟业仪器有限公司；恒温干燥箱；电子天平。

铬单元素标准溶液，标准物质编号GBW08614，标准值1 000μg/mL；纯硝酸，优级纯；磷酸二氢铵溶液，质量浓度20 g/L；超纯水。

1.2 试验方法

1.2.1 试样前处理

将食品试样粉碎均匀，备用。样品消解方法参照GB 5009.123—2014《食品安全国家标准食品中铬的测定》，处理方法略有修改。

微波消解：准确称取试样0.1 g～0.5g（精确至0.001 g）于微波消解罐中，加入5 mL硝酸，按照微波消解条件（见表1）消解试样。冷却后取出消解罐，在电热板上于150 ℃赶酸至0.5 mL～1.0 mL。消解罐放冷后，将消化液转移至10 mL 容量瓶中，用少量水洗涤消解罐3 次，合并洗涤液，用水定容至刻度。同时做试剂空白试验。

表1 微波消解条件

湿法消解：准确称取试样0.5 g～3.0 g（精确至0.001 g）于锥形瓶中，加入10 mL 硝酸、1 mL 高氯酸，在可调式电热炉上消解。消解至冒白烟，消化液呈无色透明或略带黄色，取出消化管，冷却后用水定容至10 mL。同时做试剂空白试验。

高压消解：准确称取试样0.3 g～1.0 g（精确至0.001 g）于消解内罐中，加入5 mL 硝酸，盖好内盖，旋紧不锈钢外套，放入恒温干燥箱，于150 ℃消解4 h～5 h。在箱内自然冷却至室温，缓慢旋松外罐，去除消解内罐，在电热板上于150 ℃赶酸至0.5 mL～1.0 mL。冷却后将消化液转移至10 mL 容量瓶中，用少量水洗涤消解罐3 次，合并洗涤液，用水定容至刻度。同时做试剂空白试验。

干法灰化：准确称取试样0.5 g～3.0 g（精确至0.001 g）于坩埚中，小火加热，炭化至无烟，转移至马弗炉中，于550 ℃恒温3 h～4 h。灰化至试样呈白灰状，取出冷却，用硝酸溶液（1+1）溶解并用水定容至10 mL。同时做试剂空白试验。

1.2.2 标准溶液的配制

将铬标准储备液用1%硝酸溶液逐级稀释至铬质量浓度100 ng/mL，制成铬标准使用液。吸取5 mL铬标准使用液于25 mL 容量瓶中，用1%硝酸溶液稀释至刻度，混匀。采用石墨炉自动进样器自动配制，标准系列溶液为0.0 ng/mL、4.0 ng/mL、8.0 ng/mL、12.0 ng/mL、16.0 ng/mL、20.0 ng/mL。

1.3 试样测定

将石墨炉原子吸收分光光度计工作条件调至最佳状态，仪器测定参数见表2。测定标准系列溶液的吸光度值，得到标准曲线方程。在与测定标准溶液相同的试验条件下，分别测定空白溶液和样品溶液，测其吸光度值，与标准系列溶液比较定量。

表2 原子吸收分光光度计仪器参数

1.4 统计分析

数据经录入整理后，采用SPSS 25.0软件对采用4 种样品前处理方式检测结果的加标回收率、精密度和准确性进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 方法的线性

对质量浓度分别为0.0 ng/mL、4.0 ng/mL、8.0 ng/mL、12.0 ng/mL、16.0 ng/mL、20.0 ng/mL 标准系列溶液的吸光度进行测定，结果见下页表3。以铬溶液质量浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线（图1），得到线性回归方程为y=0.023x+0.009 3，R=0.999 2＞0.999，故能满足分析检测要求。

表3 铬标准系列溶液测定结果

2.2 检出限和定量限

采用微波消解前处理方式，连续测定21次样品空白（见表4），得到空白值的标准偏差（SD）0.030，根据检出限的测定方法，得到该方法的检出限为0.090μg/L，定量限为0.30μg/L。当称样量为0.5 g，定容体积为10 mL 时，方法检出限为0.001 8 mg/kg，定量限为0.006 mg/kg。

表4 方法检出限的测定 μg/L

2.3 回收率和精密度

随机选择某小米样品，分别采用4 种样品消解方式，测定样品中铬的含量，每组试验制备6 个平行试样，同时进行加标回收试验，计算相对标准偏差（RSD）。在样品中分别加入低、中、高浓度的标准溶液，分别测定经过4 种消解方式后样品中铬的加标回收率，结果见表5。由表5 可知，该方法测定食品中铬的平均回收率为94%～104%，精密度为1.21%～2.35%。由统计学分析可知，4 种消解方式测定食品中铬的回收率无统计学意义（F=1.081，P＞0.05），精密度差异无统计学意义（F=0.681，P＞0.05）（表6）。根据GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范食品理化检测》中对回收率和精密度的规定，被测组分含量范围为100 mg/kg～1 000 mg/kg的回收率要求为95%～105%，精密度要求为RSD＜5.3%，故本试验测定结果满足需求。

表5 4种样品消解方式测定的回收率和精密度

表6 4种样品消解方式测定结果的统计学分析

2.4 方法重复性

采用4 种样品消解方式，每种消解方式的样品中分别加入低、中、高浓度的标准溶液，每组样品分别制备6 个平行试样，相对标准偏差（RSD），试验结果见表5。由表5 可知，该方法测定食品中铬的RSD为1.21%～2.35%，满足GB/T 27417—2017《合格评定化学分析方法确认和验证指南》中的规定，即被测组分含量为100 mg/kg～1 000 mg/kg，实验室变异系数＜5.3%。