大米粉中镉的测定方法验证

黄家银

（广州市增城质量技术监督检测所，广东广州 511300）

镉是银白色富延展性的金属，原子序数48，相对分子质量112.4，熔点320.9 ℃，以化合物的形式存在于岩石、土壤、水体中。在现代工业中，镉是一种非常重要的金属资源，在国民经济中有不可取代的地位，随着镉的开发运用，其造成的环境污染问题日益严重。受到镉污染的工业三废排放到空气、土壤、水体中，镉化合物在氧化或还原的环境中均会发生转化，能通过食物链转移、富集到人体，积累一定剂量后对人体的肾、肺、肝、脑骨骼及血液产生极大毒害，甚至提高致癌发病率。它在自然界中主要分布在硫镉矿等矿石资源，通过污染地表水或土壤，进而转移、富集到植物或动物。在人类常见的食品中，大米、水产动物等容易受到镉的污染而达到比较高的含量水平。

根据实验室资质认定相关要求，在方法使用前需进行验证，以确保本实验室的人员、设备、环境和耗材能满足开展《食品安全国家标准 食品中镉的测定》（GB 5009.15—2014）[1]的需求，故笔者对食品中镉的检测展开了方法验证。验证内容包括仪器设备、标准物质与耗材、方法性能指标（检出限、定量限、线性范围、精密度和正确度）。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

浓硝酸（HNO3）：优级纯，广州化学试剂厂；高氯酸(HClO4)：优级纯，广州化学试剂厂；磷酸二氢铵(NH4H2PO4)：分析纯，广州化学试剂厂；超纯水；镉标准储备液（1 000 mg·L-1）：中国计量科学研究院。

2% HNO3：移取2.0 mL浓硝酸加入98 mL水中。

1% NH4H2PO4：称取1.0 g磷酸二氢铵，用2%硝酸溶解后定容至100 mL。

20%硝酸溶液（体积比）：200 mL浓硝酸加入800 mL水中，混匀。

实验室用水若无特殊说明，一般为超纯水。玻璃器皿均用硝酸溶液（20%体积比）浸泡24 h以上后用水清洗，晾干备用。微波消解罐使用前加2 mL浓硝酸按样品消解模式运行清洗，再用水清洗，晾干备用。

1.2 仪器和设备

PWN224ZH/E电子分析天平（精确至0.000 1 g）；ZEEniT700P原子吸收光谱仪（带石墨炉）；DB-2B数显恒温电热板（室温-250 ℃）；MDS-15微波消解仪；超纯水系统（默克Q5）

1.3 仪器参数

波长228.8 nm；狭缝0.4 nm；灯电流2 mA，灯能量不足时，电流可适当调大。

干燥温度一：90 ℃，保持20 s；干燥温度二：105 ℃，保持20 s；干燥温度三：110 ℃，保持10 s。

灰化温度800 ℃，保持10 s；原子化温度1 300 ℃，保持3 s；石墨炉清洁温度2 300 ℃，保持4 s；背景校正：氘灯校正。

1.4 样品制备

按照《粮食、油料检验 扦样、分样法》（GB/T 5491—1985）[2]中的规定进行取样，稻谷取样后脱壳，磨碎成均匀的样品储于洁净的塑料瓶中，并标明标记，于室温下密封保存备用。

1.5 样品消解

采取微波消解法进行前处理，微波消解升温程序参考《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》（GB 5009.268—2016）[3]附录 B 中的表 B.1。称取大米粉样品0.4～0.6 g（精确至0.000 1 g），置于微波消解罐中，加5 mL硝酸，置于105 ℃电热板预消解30 min，冷却至室温后，封紧罐子放入微波消解仪中（微波消化程序为温度一130 ℃，保持10 min；温度二150 ℃，保持15 min；温度三180 ℃，保持20 min），程序运行结束后取出，置于消解罐于数显恒温电热板（105 ℃）赶酸至1 mL左右，转移、超纯水定容到25 mL容量瓶，此时消解后的样品为无色透明的溶液。同时做空白实验。

1.6 标准曲线制作

镉标准中间液（1.0 mg·L-1）：吸取镉标准储备液0.1 mL于100 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度。

镉标准曲线工作液：准确吸取镉标准中间液0 mL、0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL和0.5 mL于100 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液定容至刻度，即得到含镉 量 分 别 为 0 ng·mL-1、1.0 ng·mL-1、2.0 ng·mL-1、3.0 ng·mL-1和 5.0 ng·mL-1的标准系列溶液。

将标准曲线工作液按浓度由低到高的顺序各取20 μL注入石墨炉，每次同样注入1%磷酸二氢铵5 μL，测其吸光度值，以标准曲线工作液的浓度为横坐标，相应的吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线并求出吸光度值与浓度关系的一元线性回归方程。

1.7 精密度测定

精密度的测定通常需自由度至少为6，故本实验选取一个阳性大米粉样品，重复测定7次。

1.8 准确度测定

称取6份已确认含量的大米粉，其中5份各加入等量的标准物质，再按1.5中的步骤进行处理。

2 结果与分析

2.1 标准曲线及相关系数

根据标准溶液浓度及其吸光度值制作出标准曲线和一元线性回归方程（见图1）。

图1 标准曲线图及相关系数

2.2 方法检出限、定量限

方法检出限、定量限结果见表1。

表1 方法检出限、定量限

样品空白连续测定11次，计算样品空白平均值和标准偏差（S），得出标准偏差S=0.007 47 g·L-1，最低检出浓度d=3S=0.022 4 g·L-1，最低定量浓度q=10S=0.074 7 g·L-1。

试样溶液定容V=25 mL，按取样量m=0.5 g计：

检出限 =d×V/(m×1 000)=0.001 mg·kg-1

定量限 =q×V/(m×1 000)=0.004 mg·kg-1

2.3 精密度测定结果

精密度测定结果如表2。

表2 精密度测定结果

根据GB/T 27417—2017[4]中5.6.1可算出变异系数（CV值）为2.8%；根据GB/T 27417—2017中附录B表B.1被测组分含量为0.1 mg·kg-1时，对应的CV值为≤15%，本次实验得出的变异系数（CV值）2.8%＜对应标准CV值15%，符合该标准要求。

2.4 准确度测定结果

准确度测定结果如表3所示。

表3 准确度测定结果

根据GB/T 27417—2017附录A表A.1，浓度水平在0.1～1.0 mg·kg-1时，回收率为80%～110%，5次加标回收试验回收率均满足该标准要求。

3 注意事项

本实验过程中的注意事项包括以下几个方面：①前处理过程中容易发生器皿污染导致结果偏离的现象；②石墨炉使用频率过高导致寿命变短原因出现样品吸光度值偏低，因此在每隔10个样品加插一个2 μg·L-1的标准溶液点进行仪器校正；③1%磷酸二氢铵溶液作为本实验的基体改进剂，对于高盐分样品具有改善峰形的作用；④ZEEniT700P原子吸收光谱仪（带石墨炉）镉标准曲线的线性相关范围为0～5 μg·L-1，超过 5 μg·L-1后曲线呈现非线性相关现象；⑤微波消解过程中功率设定根据消解内的数量，功率或温度过高容易导致内罐压力过大而发生炸罐的风险。

4 结论

在现有设备及设施条件下，通过线性范围、检出限、精密度和正确度几个方面对大米粉中镉含量的测定进行方法验证。结果表明，标准曲线相关系数为0.999 8，符合GB 5009.15—2014中5.4标准系列浓度曲线相关系数大于等于0.995的要求。镉方法检出限0.001 mg·kg-1、定量限 0.004 mg·kg-1均低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB/T 2762—2017）[5]中限值0.2 mg·kg-1要求。精密度的变异系数（CV值）为2.8%，低于GB/T 27417—2017要求的15%；正确度的5次加标回收率依次为102%、96.5%、94.9%、95.2%和101.1%，符合GB/T 27417—2017中浓度水平为0.1～1.0 mg·kg-1时为80%～110%的要求。从以上数据可知，本实验室能力满足GB 5009.15—2014的要求。