作為食品中含有的眾多微量元素的一種，鉻是人體所必需的一種微最元素。食品中鉻主要以三價(jià)離子和六價(jià)的鉻酸鹽、重鉻酸鹽形式存在，其中，三價(jià)鉻為人體所必需。其主要生理功能是參與糖代謝，同時(shí)是維持動(dòng)物正常的葡萄糖耐量、生長(zhǎng)及壽命*的元素。而六價(jià)鉻離子毒性比三價(jià)鉻離子大100倍，具有損傷肝(誘發(fā)肺癌)、腎等的毒性效應(yīng)，被毒理學(xué)家*為致癌物。因此，部分無(wú)公害食品、綠色食品、有機(jī)食品認(rèn)證中將總鉻列為必檢項(xiàng)目。然而，目前關(guān)于食品中總鉻檢測(cè)方法的報(bào)道并不常見(jiàn)。
針對(duì)上述情況，本研究采用混合酸(硝酸:高氯酸=9:1)電熱板消解進(jìn)行樣品預(yù)處理，并通過(guò)對(duì)不同的消化終點(diǎn)和*基體改進(jìn)劑的選擇，優(yōu)化上機(jī)條件、精密度、準(zhǔn)確度、比對(duì)試驗(yàn)等方面研究，建立了一種簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、適合批量處理樣品的測(cè)定方法，以提高食品中總鉻的檢測(cè)準(zhǔn)確率和效率。
材料與方法
試驗(yàn)材料
鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心):1000 μg/mL，臨用時(shí)用1%硝酸稀釋，配成100 ng/mL 的鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液，圓白菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CBW 10014)、菠菜標(biāo)準(zhǔn)物(GBW10015)、茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW 10016) 、雞肉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW 10018)。
硝酸高氯酸、鹽酸、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨均為優(yōu)級(jí)純；混合酸為硝酸:高氯酸按9:1 (體積比)混合。
原子吸收分光光度計(jì)
石墨電熱板HT-250（格丹納）
石墨電熱板HT-250，面板采用耐酸堿、耐高溫的石墨材料，與其它產(chǎn)品相比，更具抗腐蝕、耐高溫的特點(diǎn)，石墨電熱板加熱面積大，能同時(shí)處理多個(gè)樣品，各加熱點(diǎn)溫度均勻，升溫速度快，溫度可以升至少350℃，控溫方式采用PID精que數(shù)顯控溫，精度在±0.2℃，該產(chǎn)品還具有精致美觀、設(shè)計(jì)合理、操作方便、安全耐用和便于清潔等特點(diǎn)，是試驗(yàn)室*的有力助手，多種型號(hào)，多種系列，可根據(jù)用戶要求訂做，給客戶充分的選擇空間。
主要特點(diǎn)：
1、PID精que數(shù)顯控溫，時(shí)間可自行設(shè)定；
2、板面采用石墨材料，耐酸堿、耐高溫、易清潔；
3、精致美觀、設(shè)計(jì)合理、加熱面積大，能同時(shí)處理多個(gè)樣品，各加熱點(diǎn)均勻；
4、升溫速度快，工作溫度：室溫~350℃。
試驗(yàn)方法
樣品消化
根據(jù)樣品的水分含量稱樣(干樣品或油脂類樣品稱0.1-1.0 g，，新鮮蔬果約稱5.0 g)，置于50 mL燒杯中，加入6 mL上述混合酸，蓋上表面皿，浸泡1 h以上。然后，置于石墨電熱板上消解(該過(guò)程中，若消化液變深棕色時(shí)應(yīng)補(bǔ)加適址硝酸) ，200℃消化至近干，取下稍冷，加1 mL助溶劑，繼續(xù)熱溶5 min，取下放置常溫，，將消化液轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，加入5 mL 5%基體改進(jìn)劑，超純水定容，搖均備用。同時(shí)作試劑空白對(duì)照。
標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
分別吸取鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液(100ng/mL)配制系列濃度為0、2.0、4.0、8.0、16.0、20.0、30.0ng/mL，同時(shí)加入與樣液等量濃度的硝酸和基體改進(jìn)劑，超純水定容。
基體改進(jìn)劑的選擇
分別選用濃度為5%的硝酸鎂、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨溶液作為基體改進(jìn)劑對(duì)鉻標(biāo)樣及樣品進(jìn)行測(cè)定。具體測(cè)定方法同其他幾項(xiàng)。
消化終點(diǎn)及熱溶試劑的選擇
以菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10015)為研究對(duì)象，，加入6 mL混合酸與電熱板消解。消化，終點(diǎn)按以下2種方案進(jìn)行:(1)消化至冒濃白煙，消化液0.5mL左右；(2)消化至近干，沒(méi)有流動(dòng)的消化液。取下稍冷，將以上2種不同消化方案得到的消化液分為3個(gè)試驗(yàn)組。各試驗(yàn)組分別加入1 mL超純水、1 mL 25%硝酸溶液、1 mL 25%鹽酸溶液進(jìn)行熱溶解，超純水定容至25 mL，于原子吸收分光光度計(jì)上測(cè)定各樣品中鉻含量，并確定*消化終點(diǎn)及助溶劑，進(jìn)而確定*預(yù)處理方法。
回收率和精密度的確定
回收率和精密度的確定在菜心、大米粉2個(gè)樣品中分別添加水平為1.0、4.0、8.0 μg/L 的鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液，其他操作同上。設(shè)置6個(gè)平行。
方法比對(duì)
方法比對(duì)以圓白菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CBW 10014)、茶葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CBW10016)、雞肉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CBW10018)為比對(duì)樣品，設(shè)置5個(gè)平行，用新建預(yù)處理方法與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中灰化法同時(shí)測(cè)定3種比對(duì)樣品，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較。
結(jié)果與分析
基體改進(jìn)劑的確定
試驗(yàn)分別吸取5 mL 5%硝酸鎂、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨作為基體改進(jìn)劑對(duì)鉻標(biāo)樣及樣品進(jìn)行測(cè)定，其基改劑的上機(jī)濃度為1%(體積分?jǐn)?shù))。結(jié)果(如表)表明，硝酸鎂作為基改劑時(shí)，標(biāo)樣響應(yīng)值較高叫，標(biāo)樣與樣品測(cè)量；值偏高；而選用磷酸二氫銨，磷酸氫二銨、磷酸銨為基改劑時(shí)，響應(yīng)峰峰形好，測(cè)定結(jié)果沒(méi)有差異，回收率也在范圍內(nèi)。但選用的磷酸二氫銨、磷酸氫二銨溶液作空白測(cè)定時(shí)，空白值偏高。因此，選擇5%磷酸銨作為鉻測(cè)定的基體改進(jìn)劑，這與國(guó)標(biāo)法選用的一致。
消化終點(diǎn)及熱溶試劑的確定
下表給出各個(gè)不同消化終點(diǎn)和不同熱溶試劑處理組菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW 10015)中鉻含量。兩種消化終點(diǎn)試驗(yàn)樣品中加人不同熱溶試劑的測(cè)定結(jié)果都在菠菜標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)參考值范圍內(nèi)。兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行95%置信區(qū)間檢驗(yàn)，計(jì)算結(jié)果為8.66<F(9.28 )間，表明兩組試驗(yàn)結(jié)果無(wú)顯著性差異。將以上備用液放置1d后冉進(jìn)行上機(jī)測(cè)定，發(fā)現(xiàn)使用超純水和25%鹽酸溶液溶解的兩組結(jié)果都出現(xiàn)明顯下降，偏離了參考值下限。而用25%硝酸溶液溶解的備用液結(jié)果雖有下降，但不顯著。綜上表明，消化近干后用25%硝酸熱溶的預(yù)處理方法*。
檢出限、回收率及精密度的確定
試驗(yàn)結(jié)果表明，本方法標(biāo)準(zhǔn)曲線在0~30 μg/L 含量范圍內(nèi)線性良好，標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為:Y=0.0146C+0.025，相關(guān)系數(shù)R>0.9992。根據(jù)國(guó)際理論和化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)推薦4，以樣品空白測(cè)定不少于20次所得的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算得儀器的檢出限為0.19μg/L，按10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算得到方法的定量檢出下限為0.63 μg/L。
在菜心、大米粉2個(gè)樣品中分別添加水平為1.0 、4.0、8.0μg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液，試驗(yàn)設(shè)各個(gè)平行，各樣品加標(biāo)回收率和精密度的結(jié)果見(jiàn)表。結(jié)果表明，本方法測(cè)定兩種樣品，添加回收率高(90%~ 105%)，多次測(cè)定結(jié)果平行性好。
方法驗(yàn)證
試驗(yàn)表明，本方法與國(guó)標(biāo)法同時(shí)測(cè)定3種樣品，并進(jìn)行結(jié)果比較，兩種方法測(cè)定結(jié)果差異不顯著，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在范圍內(nèi)。然而本方法預(yù)處理耗時(shí)較短，且精密度優(yōu)于國(guó)標(biāo)灰分法。兩種方法比對(duì)結(jié)果見(jiàn)表。
結(jié)論
由于高氯酸沸點(diǎn)是203℃，樣品消解最后階段趕酸耗時(shí)較長(zhǎng)，且若殘留較多的高氯酸會(huì)腐蝕石墨管的熱解涂層，因此對(duì)于稱取5 g菜心、1.0 g大米粉，選擇加人6 mL(9:1 )混合酸進(jìn)行電熱板消化。消化過(guò)程中比色，需補(bǔ)加硝酸。加入適量的硝酸與少量高氯酸能較好的破壞有機(jī)物，而且少量的高氯酸能縮短消解時(shí)間。為提高消化速率應(yīng)盡量選撣底平且薄的小燒杯，使得與電熱板接觸受熱均勻。硝酸也是一種基體改進(jìn)劑，它能提高靈敏度、降低空白吸收值，對(duì)控制干擾有一定的作用。因此國(guó)標(biāo)法使用1%硝酸作為稀釋液對(duì)樣品溶解、定容。基于這點(diǎn)考慮，本法選用加入1 mL25%硝酸作為助溶劑，既能有效地溶解消化后的樣品，又能使得上機(jī)樣液保持有1%的硝酸。
精密度、回收率和比對(duì)試驗(yàn)表明，采用混合酸-電熱板消解-原子吸收分光光度法法測(cè)定食品中鉻結(jié)果滿意。該法簡(jiǎn)便高效，預(yù)處理設(shè)備便宜，能滿足日常大批量樣品的檢測(cè)。該預(yù)處理方法同時(shí)適用于食品中鉛、鎘的測(cè)定。
