面制食品中五種定量元素的微波消解電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定

隨著生活水平的提高，食物營養(yǎng)成分的類型和含量的分析變得越來越受到重視。食品中的礦物質(zhì)元素Ca、Fe、Na、K、Zn是人體幾大基本常量元素,國家對于該五種元素均制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方法,主要采用火焰原子吸收光譜法(AAS法)。該方法在實(shí)際檢測工作雖然可以獲得滿意的結(jié)果,但操作較為復(fù)雜,耗時較長,同時由于其線性范圍較窄,尤其對常量元素Ca、Na進(jìn)行檢測時,常需經(jīng)過多次稀釋,造成操作的不便。本文采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法(ICP-AES法)對食物樣品中的這五種元素進(jìn)行檢測,其線性范圍較AAS法寬,且檢出限更低、精密度更高。傳統(tǒng)的食品樣品國標(biāo)消解技術(shù)手續(xù)繁瑣、耗時長、易交叉污染,消解過程還會產(chǎn)生有害氣體影響環(huán)境,成為整個分析過程的薄弱環(huán)節(jié)和瓶頸。微波消解技術(shù)所具有的快速、高效、用量少、背景值低等特點(diǎn)能很好地解決這一問題,已逐漸為廣大分析工作者所青睞。1材料和方法1.1餅干基礎(chǔ)和儀器硝酸、高氯酸分析純;Ca、Fe、Na、K、Zn單標(biāo)儲備液(1000μg/mL)國家標(biāo)物中心;高純氬氣,待測樣品為酥性餅干,面包。電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀ProdigyXP美國利曼,RF功率1.1kW,輔助氣流量0.5L/min,霧化器流量0.5L/min,輔助氣壓力30PSI,積分時間25s,泵流速1.1mL/min,分析波長396.152nm;微波消解儀美國CEM;同心霧化器;所用器皿均以10%硝酸溶液浸泡過夜,純水洗凈備用。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1濃硝酸鹽+高氯酸溶液將餅干、糕點(diǎn)樣品粉碎,各稱取1g樣品,加入30mL(5+1)濃硝酸+高氯酸于高型燒杯,蓋上表面皿,于電熱板上中火消解至溶液透明,繼續(xù)加熱至體積剩余3~5mL,加少量純水,微沸2min,冷卻定容50mL。同時做試劑空白。1.2.2內(nèi)罐及管道將餅干、糕點(diǎn)樣品粉碎,各稱取0.5g樣品,加入8mL濃硝酸于內(nèi)罐中,設(shè)定升溫程序,1~2個內(nèi)罐選用400W功率,3~5個內(nèi)罐選用800W功率,6個以上內(nèi)罐選用1600W功率,設(shè)置120℃保持5min,150℃保持3min,190℃保持5min,1h后取出,于100℃趕酸至體積剩余2mL左右,冷卻定容50mL。同時做試劑空白。1.2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制將標(biāo)準(zhǔn)儲備液用1%硝酸逐級稀釋,混合至Ca、Fe、Na、K、Zn濃度分別為0、1、10、20、30μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列,開機(jī)按1.1所示儀器工作條件的設(shè)定參數(shù),在儀器最佳工作條件下作標(biāo)準(zhǔn)曲線,再測定樣品溶液,同時做試劑空白。2結(jié)果與討論2.1線線測定ICP-AES法對每個元素的測定都可以同時選擇多條特征譜線,實(shí)驗(yàn)中對每個元素選取2~3條譜線進(jìn)行測定,根據(jù)攝譜圖像分析其光斑強(qiáng)度、譜線干擾情況,比較各譜線下所做標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)性及數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性,結(jié)合考慮方法靈敏度的要求,選擇Ca(315.887nm)、Fe(259.940nm)、Na(589.592nm)、K(766.491nm)、Zn(206.200nm)。2.2不干擾測定結(jié)果對面制食品中可能存在的Cu、Mg、Al、Mn、Se等元素進(jìn)行干擾實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,100μg/mL的Cu、Al、Mn、Se和50μg/mL的Mg不干擾測定結(jié)果;采用1.2.1和1.2.2的實(shí)驗(yàn)方法,面制食品中這些元素含量均在上述范圍以下,所以在檢測中一般可不用進(jìn)行相關(guān)的校正。2.3樣品分析的結(jié)果由表1可知,微波消解的前處理方式所獲得的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性較好。2.4檢出限和測定下限測得Ca、Fe、Na、K、Zn標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)均大于0.9999,對空白溶液重復(fù)測定11次,取3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對應(yīng)的濃度為各元素的檢出限,對標(biāo)準(zhǔn)第2點(diǎn)測試5次計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,并同國標(biāo)方法進(jìn)行比較。從表2可以看出,使用ICP-AES法測定各元素的檢出限較國標(biāo)方法低1~2個數(shù)量級,而精密度更高。ICP-AES法中各元素的線性范圍均為0.5~10μg/mL,國標(biāo)方法中Ca為0.5~2.5μg/mL,Fe為0.5~4μg/mL,Na為1.0~4.0μg/mL,K為0.1~0.5μg/mL,Zn為0.2~1.6μg/mL,顯然ICP-AES法測定上述各元素的線性范圍更寬。2.5返回率實(shí)驗(yàn)按1.2.2對糕點(diǎn)樣進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn),回收率為95%~110%,結(jié)果可信。2.6子吸收光譜法與子吸收光譜法的比較對餅干樣品用ICP-AES法和火焰原子吸收光譜法分別進(jìn)行測定比較,結(jié)果如表4。可以看出,各元素檢測結(jié)果的相對偏差均在10%以內(nèi),符合標(biāo)準(zhǔn)允差范圍。3與濕法消解比較ICP-AES法與火焰原子吸收光譜法相比,其測定數(shù)據(jù)誤差均在允差以內(nèi),但因其可一次進(jìn)樣,所有待測元素同時出峰,操作更為方便快捷,同時其線性范圍較AAS法寬,而檢出限更低,精密度更高,受干擾的影響小,加標(biāo)回收率能很好地滿足實(shí)驗(yàn)要求,該法較AAS法更為先進(jìn)。由表1可看出,微波消解的方式其測定結(jié)果較濕法消解并無明顯的差異,但其重現(xiàn)性較濕法消解好,因?yàn)槠湎乃崃枯^濕法少,且只使用硝酸,由此產(chǎn)生的空白