婴幼儿鱼肉泥辅食中无机砷测定方法的研究

◎ 康 立

（品测（上海）检测科技有限公司，上海 201108）

鱼类的营养价值一直以来都是大多数营养研究者所公认的。鱼肉中含有丰富的蛋白质且氨基酸的组成比较齐全。在脂肪酸的组成上，也多为对人体有益的不饱和脂肪酸。此外，鱼类中还富含K、Ca、Na、Mg、P、Cu和Zn等人体所必需的常量及微量元素[1-2]。作为一种营养丰富的食物来源，鱼类同样适合于婴幼儿，因此食品生产企业采用鱼类为原料，制成各种鱼肉泥类辅食，并添加到婴幼儿的日常饮食中，帮助婴幼儿获得更多的营养。然而，由于环境的污染，海洋环境中的砷已经成为人们食用水产品的一大威胁，各种形态的砷存在于海洋以及海洋生物体内[3]。其中，无机砷对于人体的毒性要明显大于有机砷[4]。因此，对于水产品中的无机砷的检测，尤其是标准要求更加严格的婴幼儿食品中的无机砷检测，显得尤为重要。传统无机砷的检测方法是基于有机砷无法被6 mol·L-1盐酸溶液提取，而无机砷能够被提取的原理，用酸提取出样品中的无机砷进行测定，而这种方法会将一部分的有机砷误报为无机砷。近年来，液相色谱-光谱联用技术开始兴起，相比传统测定方法，去除干扰的能力明显提高[5-6]；而相比于光谱来说，质谱则具有更高的灵敏度以及更低的检出限。本文通过液相色谱-电感耦合等离子体质谱仪联用的方法研究了婴幼儿鱼肉泥辅食中的无机砷含量的测定方法，以期为今后婴幼儿辅食中的无机砷检测提供一定的研究基础。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

婴幼儿辅食（Heinz®胡萝卜鳕鱼泥）。

标准品：亚砷酸根标准物质（As（Ⅲ），o2Si）、砷酸根标准物质（As（Ⅴ），o2Si）。

硝酸（Sigma-Aldrich，MOS级）；氨水（国药，AR）；磷酸（国药，AR）。

1.2 仪器与设备

NexION1000电感耦合等离子体质谱仪（美国Perkin Elmer公司）；Flexar高效液相色谱仪（美国Perkin Elmer公司）；超纯水制备仪（美国Merck Millipore）；恒温水浴锅（上海一恒）；高速冷冻离心机（湖南湘仪）；涡旋振荡仪（德国IKA）。

1.3 试验方法

1.3.1 前处理

以第1组试验为例，取1 g样品于50 mL离心管中，加20 mL 0.05 mol·L-1硝酸溶液，在70 ℃水浴下超声提取15 min，在8 000 r·min-1下离心10 min，取5 mL上清液，加5 mL正己烷除脂，弃去正己烷层后重复操作一次，下层清液过0.22 μm滤膜后，进仪器分析[7]。

1.3.2 正交试验设计

以空白样品作为基质，添加浓度水平分别为0.5 mg·kg-1的As（Ⅲ）和As（Ⅴ）标准溶液作为模拟试样，进行提取时间、提取温度和硝酸浓度的3水平3因素正交试验。正交试验因素及水平见表1。

表1 正交试验因素水平表

1.3.3 仪器条件

（1）液相色谱条件。Hamilton PRP-X100阴离子交换色谱柱、流动相：分别准确称取0.820 g无水乙酸钠，0.303 g硝酸钾，1.56 g磷酸二氢钠，0.075 g乙二胺四乙酸二钠，用水定容至1 000 mL，氨水调节pH值=10，混匀。经0.45 μm水系滤膜过滤后，于超声水浴中超声脱气30 min，备用[7]。流速：1.5 mL·min-1；进样量：50 μL。

（2）ICP-MS条件。射频功率：1 500 W；等离子体气流量：15 L·min-1；雾化器流量：1.0 L·min-1；辅助气流速：1.2 L·min-1；仪器模式：氦气碰撞模式；氦气流量：3 mL·min-1；检测质量数：75As。

1.3.4 线性范围

分别取100 μg/L的As（Ⅲ）和As（Ⅴ）标准溶液，用流动相分别稀释到 1.0 μg·L-1、2.5 μg·L-1、5.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、25.0 μg·L-1和 50.0 μg·L-1。以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。

1.3.5 精密度及回收率

以空白样品为基质进行3水平加标，加标水平分别 为 0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1， 每 个水平进行6次重复试验，考察测定的重复性及回收率。

2 结果与分析

2.1 线性范围

设置仪器的操作参数，待仪器预热30 min后，开始进行标准溶液及样品的测定。预先配制1.0 μg·L-1、2.0 μg·L-1、5.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、20.0 μg·L-1和50.0 μg·L-1的混合标准溶液，分别注入仪器，以待测砷形态的浓度为横坐标，待测砷形态的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，并计算出线性方程与线性相关系数。试验测得As（Ⅲ）线性方程为y=104 111.8x-16 379.88，相关系数0.999 768；As（Ⅴ）线性方程为y=105 275.2x+33 659.24，相关系数为0.999 746。

2.2 样品的测定

将试剂空白溶液、样品基质溶液，以及As（Ⅲ）和As（Ⅴ）加标水平分别为0.5 mg·kg-1的加标样品溶液分别注入仪器，测定2种砷形态的峰面积，通过标准曲线，计算得到样品中无机砷的含量，试验测得试剂空白中均不含有As（Ⅲ）和As（Ⅴ）；样品基质中，As（Ⅲ）为 0.002 mg·kg-1、As（V)为 0.001 mg·kg-1；加标样品中，As（Ⅲ）0.431 mg·kg-1、As（Ⅴ）为 0.452 mg·kg-1。

2.3 正交试验

提取时间、提取温度和硝酸浓度的3水平3因素正交试验，结果见表2。

表2 正交试验结果表

通过对正交试验3个因素的极差R进行分析可知，B＞A＞C，因此影响无机砷含量的3个因素的顺序依次为提取时间＞提取温度＞硝酸浓度。综合不同处理下无机砷含量的最终结果，可以得出获得较高的无机砷含量的影响因素组合为A3B3C2，即提取温度90 ℃、提取时间60 min、硝酸浓度0.15 mol·L-1。在此影响因素组合条件下，无机砷含量为0.899 mg·kg-1。结合其他无机砷检测的报道来看，提取条件正交试验的结果所反映出的影响因素的顺序结论和相关文献报道中的结果也是一致的[8]。

2.4 精密度试验

以空白样品为基质进行3水平加标，加标水平分别 为 0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1， 每 个水平进行6次重复试验，计算RSD，考察测定方法的精密度。结果见表3。试验结果显示，在0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-13 个添加水平下，测定方法的RSD范围为0.6%～2.3%，均小于相关检测标准的精密度要求水平。

2.5 回收率试验

以空白样品为基质进行3水平加标，加标水平分别 为 0.03 mg·kg-1、0.10 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1， 每 个水平进行6次重复试验，计算每个样品的回收率，计算出平均回收率，考察测定方法在不同加标水平下的回收率，结果见表4。

表4 加标试验回收率表

试验结果显示，在0.03 mg·kg-1添加水平下，回收率为82.9%和83.0%；在0.10 mg·kg-1添加水平下，回收率为91.5%和92.8%；在0.50 mg·kg-1添加水平下，回收率为92.9%和93.3%；3个添加水平下，测定方法的平均加标回收率范围在82.9%～93.3%，均符合相关标准中对于加标回收率的要求。

3 结论

以0.15 mol·L-1硝酸为提取剂，90 ℃浸提60 min，能够使样品中无机砷的提取效率最大化。采用HPLCICP-MS测定婴幼儿辅助食品中砷化合物含量，使用国标中的色谱条件和仪器方法，在14 min内As（Ⅲ）和As（Ⅴ）可以完全分离。采用最优提取条件，对加标样品进行了实际测定。结果表明，方法的相对标准偏差为0.6%～2.3%，样品中无机砷的回收率为82.9%～93.3%。本文中所建立的方法高效准确，适合婴幼儿鱼肉泥辅食中无机砷含量的测定，为有效执行国家食品安全标准，保证监管力度以及保障婴幼儿食品的食用安全性提供了可靠的技术支持。