• 《食品安全導刊》刊號:CN11-5478/R 國際:ISSN1674-0270

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    石墨爐自動標準加入法與標準曲線法測定牛肉醬中的鉛比較

    2021-10-12 15:14:44 來源: 食品安全導刊

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    石墨爐自動標準加入法與標準曲線法
    測定牛肉醬中的鉛比較
    吳云芳1,2,張紅梅1,王曉敏3,高 娃1,2,郭元晟1,2*
    (1.錫林郭勒職業學院,內蒙古錫林浩特 026000;2.錫林郭勒食品檢驗檢測和風險評估中心,內蒙古錫林浩特 026000;3.呼和浩特海關技術中心,內蒙古呼和浩特 010010)
    基金項目:錫林郭勒職業學院科研項目(YB-2021-01);國家重點研發計劃“政府間國際科技創新合作/港澳臺科技創新合作”重點專項(2017YFE0108800)。
    作者簡介:吳云芳(1988—),女,山西忻州人,碩士,工程師。研究方向:食品檢驗檢測。
    通信作者:郭元晟(1982—),男,內蒙古錫林浩特人,博士,副教授。研究方向:食品檢驗檢測。E-mail:78958100@qq.com。
    摘 要:采用石墨爐原子吸收分光光度法,通過自動標準加入法和標準曲線法兩種定量方法對牛肉醬中的鉛進行測定。結果顯示,大多數情況下,標準曲線法測鉛線性均優于標準加入法,相關系數大于0.999 0,但是測定含有大量鹽分的實際樣品時(牛肉醬等),外標法基體不匹配,回收率為56.6%~59.1%,標準加入法基體高度匹配,回收率為102%~105%。樣品中鹽分基體效應對檢測結果影響較大,推薦采用標準加入法測試。
    關鍵詞:重金屬;標準曲線法;標準加入法
    鉛可能引起神經系統、消化系統、血液系統、免疫體統的病理改變導致腎臟功能紊亂;鉛中毒會導致智力下降,感覺功能障礙,降低運動功能和神經傳導速度,會引起貧血、高血壓等危害,是毒性最大的五種重金屬之一[1-3]。牛肉醬中的鉛主要由生產過程用到的器皿的鉛經溶蝕而帶入,或使用調料中可能含有鉛。采用食品級不銹鋼材質作為牛肉醬的加工設備,使用合格的調味料,能有效降低牛肉醬中鉛含量。食品中鉛的測定國家標準方法為《食品安全國家標準 食品中鉛的測定》(GB 5009.12—2017)其中包括石墨爐原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質譜法、火焰原子吸收光譜法和二硫腙比色法[4]。相比較而言,石墨爐原子吸收光譜法具有方便靈敏、經濟簡便、準確穩定等特點。使用標準曲線校正法時,最易出現的問題是來自基體的干擾,而對于基體效應影響較大或無法確證時,可以采用標準加入法,例如高鹽樣品的測定[5-7]。
    標準加入法又名標準增量法或直線外推法,是一種被廣泛使用的檢驗儀器準確度的測試方法,適用于分析復雜基體樣品。將不同體積的標準溶液加入相同體積的樣品中一同注入石墨爐中,用硝酸鈀-磷酸二氫銨溶液作為基體改進劑,測量系列濃度的標準加入溶液吸光度,石墨爐自帶的軟件,計算吸光值為零時與濃度軸的交點,即曲線外推與橫坐標相交得到的截距絕對值即待測樣品的濃度[8-9]。在實際化學分析工作中,標準曲線定量法更為便捷。采用石墨爐原子吸收光譜儀測定牛肉醬中的鉛采用標準曲線法及標準加入法的數據差異性進行比較的研究較少,本文對這兩種定量方法進行比較,以期為相關檢測分析工作提供試驗數據支持。牛肉醬中的鹽分較高,基體效應影響明顯,被測元素鉛的譜線的背景強度會出現倍增,削弱待測元素信號,為了提高分析結果的準確性,測試分析時應進行基體匹配,即校正溶液中加入與試樣溶液相近濃度的鹽分基體,以消除基體效應。本文前處理手段為微波消解法,微波消解法具有速度快、效率高、通量大、節約試劑、操作簡單、空白低和綠色環保等特點。
    1 材料與方法
    1.1 材料與試劑
    牛肉醬樣品:當地作坊;65%硝酸(優級純)、過氧化氫(優級純):蘇州晶銳化學股份有限公司;磷酸二氫銨(優級純):阿拉??;鉛標準物質(GSB 04-1742-2004,1 000 μg/mL):
    國家有色金屬及電子材料分析測試中心;硝酸鈀溶液(BO190635,10 000 mg/mL):珀金埃爾默儀器有限公司。
    1.2 儀器與設備
    iCE 3500原子吸收光譜儀,塞曼扣背景:賽默飛世爾有限公司;鉛原子吸收空心陰極燈(Thermo Fisher,序列號:942339030821);ETHOS UP微波消解儀、VB24Plus智能樣品處理器:美國萊伯泰科公司;UPTL-1-60超純水機:成都優越科技有限公司;203E電子分析天平:瑞士梅特勒-托利多。
    1.3 試驗方法
    1.3.1 牛肉醬試樣的制備
    將牛肉醬樣品進行粉碎后平行稱取約0.300 g樣品4份至微波消解管中,在其中兩份牛肉醬樣品中加入100 μg/L的鉛標準溶液1.00 mL,在所有樣品中加入5 mL 65%硝酸和2 mL 30%的過氧化氫,同時進行試劑空白試驗。使加入的混合酸(硝酸、過氧化氫)與待測樣品混合,靜置1 h或過夜后,放入微波消解儀中進行消解,消解程序見圖1。運行結束后,消解罐的溫度降到室溫時,取出消解罐,關閉消解儀。在通風廚內進行放氣后,洗滌內蓋后放于已經預熱好的150 ℃智能樣品處理器中加熱趕酸至溶液約綠豆粒大小,轉移至10.0 mL塑料定容管中,并用1%的硝酸少量多次洗滌消解管及內蓋,定容至刻線,搖勻備用,同時做試劑空白試驗。
    圖1 微波消解儀程序設定
    2 結果與分析
    2.1 標準曲線校正法
    采用標準曲線法,采用濕-濕混合模式加入2%的磷酸二氫銨+0.02%硝酸鈀5 μL;程序升溫程序見表1。根據已設好的石墨爐程序進行測定測定系列標準溶液的吸光值計算回歸方程。
     
    2.2 標準加入校正法
    相同的條件(干燥、灰化、原子化、除殘)采用標準加入法。采用標準曲線校正模式進行測定,根據設定好的方法,石墨爐自動吸取5 μL基體改進劑+10 μL牛肉醬樣品溶液+2 μL、4 μL、6 μL、8 μL、10 μL(20 μg/L的鉛標準溶液)+8 μL、6 μL、4 μL、2 μL、0 μL(1%硝酸溶液)注入石墨爐中進行測定,外推得到待測牛肉醬的濃度,將待測樣品進行測定,得到待測牛肉醬樣品的濃度。標準加入法可以有效消除基體干擾,測定結果準確,適合基體效應對檢測結果影響大,特別適合校正溶液與樣品溶液間基體難以匹配時采用此方法。牛肉醬中鹽分高基體復雜,故采用此法進行測定。但其也有局限性。①待測元素濃度從零至最大加入標準濃度范圍,必須與吸收強度呈線性關系,否則超出線性范圍則影響測定結果。②適合同類型的樣品基質測定,對不同類型的樣品基質采用此法可能存在系統誤差。③適用范圍小。外標法校正曲線分析速度快,適合大批量檢測,是儀器分析中最常用的分析方法,要求校正溶液和樣品基體大致相同。本文采用標準曲線校正模式進行標準加入法測定,可以對批量牛肉醬樣品中的鉛含量進行測定。標準曲線法及標準加入法方程信息見表2。
     
    2.3 牛肉醬樣品及加標樣品的測定
    分別用標準曲線法和標準加入法對牛肉醬樣品及牛肉醬加標樣品平行測定2次,結果如表3所示。由表3知,標準曲線法采用峰高定量線性相關性最好,采用峰面積定量次之,標準加入法線性最差。由樣品測定結果看,標準加入法結果大于標準曲線法。且回收率結果標準加入法更加接近100%,滿足國標《實驗室質量控制規范 食品理化檢測》
    (GB/T 27404—2008)要求[10]。不管采用峰高定量還是峰面積定量標準曲線法結果都偏低。由加標回收結果可知,牛肉醬中鉛的測定存在基體效應,適宜采用標準加入法進行測定。
     
    3 結論
    當樣品基體效應明顯時測定結果不準確,外標法檢測結果會存在較大偏差,宜采用標準加入法。為了能得到牛肉醬中鉛含量準確的結果,需要進行基體匹配,消除基體效應,建議采用標準加入法分析。石墨爐原子吸收光譜法測定牛肉醬中鉛含量,經過微波消解處理后,分別采用標準加入法和標準曲線校正法時,標準曲線校正法所測得牛肉醬樣品中的鉛含量偏低,加標回收結果偏低;采用標準加入校正法測定牛肉醬樣品中的鉛,加標回收率接近100%。在實際檢測中使用標準加入校正法測得結果更準確,能夠排除來自牛肉醬中的鹽分及未消解完全的油脂等基體干擾,測量值更加準確可靠。
    參考文獻
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    [4]中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會,國家食品藥品監督管理總局.食品安全國家標準食品中鉛的測定(第一法):GB 5009.12—2010[S].北京:中國標準出版社,2017.
    [5]楊佳佳,孫海波,楊彥麗,等.高鹽食品中鉛的測定方法的研究進展[J].食品安全質量檢測學報,2016,7(4):1462-1465.
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    [7]常松.標準加入–洗脫法測定高鹽食品中鉛含量[J].安徽農學通報(下半月刊),2011,17(18):64-65.
    [8]谷苗苗,王蔚嘉.儀器分析中常用定量方法研究[J].廣州化工,2017,45(16):166-168.
    [9]張紅醫,劉夢垚,李美婷,等.不同于教科書中的標準加入法-開放環境下授課的實例[J].化學教育,2018,39(24):71-77.
    [10]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局,中國國家標準化管理委員會.GB/T 27407—2010[S].北京:中國標準出版社,2011.
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