石墨消解-ICP-MS法测定方便面调味料中10种金属元素

李文廷，赵丽，李洁，申颖，农蕊瑜，徐丹先，栾杰*

(1.昆明市疾病预防控制中心，昆明 650228；2.云南省疾病预防控制中心，昆明 650022)

方便面因具有便于保存、烹饪方便等特点成为人们日常生活中最常见的快餐食品之一。调味料为方便面食用的关键部分，里面含有食盐、油脂以及花椒、辣椒等香辛料成分[1-2]。曾经有媒体报道部分方便面调味料有重金属检出且超标的问题，在调味料的成分中以及方便面的生产、包装等环节均可能是重金属的来源，成为人们对食用安全性的关注点，对食用者有潜在的健康威胁[3-6]。

将方便面的研究相关文献已有较多报道，但主要针对于丙烯酰胺、食用添加剂及脂肪含量的研究，对于方便面调味料中金属元素的研究报道相对较少，金属元素的分析主要采用原子吸收分光光谱仪(AAS)、原子荧光光谱仪(AFS)及电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)等进行检测分析[7-10]，样品所采用的前处理方法大多为微波消解[11-14]，在此基础研究上，本文通过方法优化，提高了方法的快捷性和准确度，利用石墨湿法消解进行样品前处理，采用灵敏度高、定性定量更准确的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行检测分析，建立石墨消解-电感耦合等离子体质谱法，快速准确地测定方便面调味料中10种金属元素，保障人民群众对方便面的食用安全性。

1 材料与方法

1.1 材料

方便面为云南省16个地州市当地疾病预防控制中心采集于超市，分别取调料酱包和调料粉包进行金属元素的检测分析。

1.2 仪器及试剂

Nexion 350X电感耦合等离子体质谱仪 美国PerkinElmer公司；ED36石墨消解仪 北京莱伯泰科仪器有限公司；XS205DU型分析天平 瑞士Mettler Toledo公司。

中国计量科学研究院金属混合标准溶液(100 μg/mL)，地球物理地球化学勘查研究所生物成分分析标准物质(GBW10051 GSB-29猪肝，GBW10043 GSB-21辽宁大米)，四川西陇化工股份有限公司优级纯硝酸；国药集团化学试剂有限公司分析纯硼氢化钾和氢氧化钾。

1.3 实验方法

1.3.1 标准溶液配备

准确量取金属混合标准溶液，用2%硝酸溶液逐级稀释至浓度为1 μg/mL标准中间液，临用时接着用2%硝酸溶液配制对应浓度依次为0，5，10，20，30，50，100 μg/L的标准系列，待仪器平衡稳定后进行测定。

1.3.2 样品处理

精确称取1.0 g(精确至0.001 g)置于50 mL塑料离心管中，加入10 mL浓硝酸，放入消解条件为2000 W、120 ℃的石墨炉消解仪消解至待测液透亮无肉眼可见物，加纯水定容至50 mL供测定。同时做两份空白对照。

1.3.3 仪器条件

ICP-MS仪器工作条件见表1。

表1 ICP-MS工作条件Table 1 The operating conditions of ICP-MS

2 结果与分析

2.1 检测仪器的选择

AFS及AAS作为经典的金属元素检测仪器，但由于检测通道有限，对多种金属元素的检测具有很大制约，ICP虽然能够进行多种金属元素的分析，但其灵敏度及准确度相对于ICP-MS在较大差异。ICP-MS具有较低的检出限，通过内标元素的定量进行准确测定，因此本文采取ICP-MS进行方便面调味料金属元素的测定。

2.2 样品前处理优化

石墨消解法直接采取将1.0 g样品放入50 mL塑料离心管内，加入5.0 mL硝酸，拧紧盖子后再旋松以使气体能排出，放置于120 ℃石墨消解仪进行处理，经4 h消解后样品溶液即可达到清亮澄清的状态，加水定容备测。相比较于微波消解、湿法消解及干灰化消解等常用方法，该方法具有酸使用量低，消解时间短，样品无损失以及消解过程中无需人员在场等特点，对于批量样品的处理，能显著提高实验效率。

2.3 线性关系和灵敏度

将配制好的标准系列溶液与内标液同时进行测量分析，为避免金属元素在测定过程中存在的干扰情况，10种金属元素(质量数)及对应内标元素情况分别为：Al选择内标为Li；Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As均选择Ge；Cd选择In；Hg、Pb均选择Bi。10种元素在0～100 μg/L浓度范围内均有良好的线性关系。测定10次试剂空白溶液的浓度，根据测定结果计算标准偏差，并采用3倍标准偏差和10倍标准偏差分别计算检出限和定量限。标准系列线性关系及方法检出限见表2。

表2 标准系列线性关系及方法检出限Table 2 The linear relationship of standard series and method detection limits

2.4 加标实验

随机选取一件样品进行加标实验，准确称取18份样品分为3组，分别进行浓度为2，40，90 μg/L的加标回收实验见表3。

由表3可知，回收率范围为96.7%～101.1%，精密度范围为1.16%～2.96%，实验表明10种金属元素均具有较高的回收率及较好的精密度。

2.5 质量控制

分别称取两种质控样1.0 g(精确至0.001 g)，按照样品条件进行前处理。质控样测定结果见表4，均符合标准证书要求。

2.6 样品检测

将2%的硝酸配制成浓度为30.0 μg/L的混合内标元素溶液，通过三通进样管一起随处理好的样品溶液进入仪器进行检测。对所采集的35份方便面粉包及酱包样品进行监测，检测结果见表5。样品的检测结果显示，样品中Hg均未检出，Cd仅有一件检出且含量较低，相比较酱包的检出率略高于粉包，Al的含量在粉包中大于酱包，其余金属未有明显区别，调味酱和粉包中金属含量大小均为Al>Fe>Mn>Zn>Cr>Cu>Pb>As>Cd、Hg。根据《食品安全国家标准 食品中污染物限量》的规定[15]，样品中金属含量均未超过规定限值。

表5 实际样品检测结果Table 5 The test results of actual samples

续 表

3 结论

通过对采集于云南各州市的35个方便面样品中10种金属的测定研究，均未发现超标现象，样品中的金属可能来自食品的生产、加工及包装等过程中，每一个环节都有可能产生一定的影响。经过检测仪器的选择及样品前处理条件的优化，选择最佳检测条件，建立了ICP-MS检测方法，该方法操作简单，经济环保，并且灵敏度及准确度高，适合方便面调味料中多种金属元素的快速检测。