大豆粉是由脱脂大豆制成的豆粉,大豆蛋白质、不饱和脂肪酸含量较高,具有抗衰老、健脑等功效,是一种营养成分较高的食物。其主要加工方式有压榨法和溶剂浸出法两种,在其生长及加工制作过程中容易引入或残留重金属元素,因此对其中重金属含量的检测具有重要意义。
即将实施的《GB 2762-2022 食品安全国家标准 食品中污染物限量》明确指出:豆类制品中铅含量≤0.3 mg/kg,镉含量≤0.2 mg/kg,汞含量≤0.2 mg/kg。《GB 5009.11 食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》,《GB 5009.12 食品安全国家标准 食品中铅的测定》,《GB 5009.15 食品安全国家标准 食品中镉的测定》,《GB5009.17 食品安全国家标准 食品中总汞及有机汞的测定》分别对食品中砷、铅、镉、汞的测定方法做出了指导性说明,其中镉采用石墨炉原子吸收光谱法;总汞采用原子荧光光谱法及冷原子吸收光谱法;砷、铅的测定可采用电感耦合等离子体质谱法。电感耦合等离子体质谱法具有分析速度快,准确度高,可一次性测定多种元素等优势。
本文采用EXPEC 790S超级微波消解仪直接对大豆粉完全消解后,用SUPEC 7000型电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)对铅、砷、汞、镉元素含量进行测试,测试实际样品具有较好的平行性和准确性,可以作为大豆粉实际样品分析方法。
关键词:大豆粉;超级微波;电感耦合等离子体质谱法
实验部分
实验仪器
表1 电感耦合等离子体质谱仪和超级微波消解仪

表2 电感耦合等离子体质谱仪检测参数
仪器参数 | 设定值 |
RF功率(W) | 1600 |
雾化气流量(L/min) | 1.21 |
辅助气流量(L/min) | 1.00 |
冷却气流量(L/min) | 15.0 |
碰撞气流量(mL/min) | 1.00 |
冲洗/分析泵速(rpm) | 20 |
采样深度(mm) | 2.31 |
驻留时间(ms) | 50 |
采样锥 | 镍锥 |
试剂及标准品
试剂:优级纯硝酸;
纯水:18.25 MΩ·cm去离子水;
标准溶液:镉、砷、铅、汞和金元素标准溶液,ρ = 1000 μg/mL,国家有色金属研究院。
样品前处理
消解管中加入2 mL超纯水,再准确称取样品1.0 g(精确至0.0001 g)于消解管中,后加入8 mL硝酸,摇匀。将消解管装入消解管架,转移至超级微波平台,预加压4 MPa,按照表1设定程序进行消解,最后用去离子水定容至25 mL,上机测试。同时做空白实验。
表3 超级微波消解程序
升温时间/min | 温度/℃ | 保温时间/min |
15 | 110 | 10 |
25 | 260 | 25 |
标准曲线
分别精密量取As,Cd,Pb单元素标准溶液用5%硝酸配制,再单独精密量取Hg单元素标准溶液溶液用5%硝酸配制成的2 mg/L Au溶液配制,后进一步稀释得到表4所示浓度梯度。
表4 标准溶液浓度梯度
溶液编号 | 元素 | 标准溶液浓度(μg/L) |
1 | Hg | 0/0.05/0.1/0.25/0.5/1.0/2.0 |
2 | As、Cd、Pb | 0/0.1/0.2/0.5/1.0/2.0 |
标准曲线与检出限
在表3所示的浓度范围内,所有待测元素线性相关系数值均大于0.9997。以全程序样品空白试样连续分析11次所得测定值的3倍标准偏差所对应的样品浓度为方法检出限,各元素方法检出限见表5。
表5 测定元素质量数、相关系数及检出限
元素 | 质量数 | 线性相关系数 | 方法检出限 (μg/kg) | 内标元素 |
As | 75 | 0.9997 | 0.52 | 103Rh |
Cd | 111 | 0.9998 | 0.13 | 103Rh |
Hg | 202 | 0.9997 | 0.48 | 185Re |
Pb | 208 | 1.0000 | 0.02 | 185Re |
方法精密度测试
制备7份平行样品进行方法精密度测试,未检出元素以加标后含量进行方法精密度测试,各元素精密度测试结果见表6,各元素RSD均小于4.38%,表明该方法精密度良好。
测试序列 | 测试1 | 测试2 | 测试3 | 测试4 | 测试5 | 测试6 | 测试7 | 平均值 | RSD% |
75As | 9.73 | 9.67 | 9.65 | 9.83 | 9.70 | 9.68 | 9.82 | 9.73 | 0.74 |
111Cd | 13.2 | 12.6 | 12.6 | 11.8 | 12.2 | 12.8 | 12.7 | 12.6 | 3.56 |
202Hg | 2.81 | 3.09 | 2.91 | 2.97 | 3.22 | 2.96 | 2.99 | 2.99 | 4.38 |
208Pb | 18.2 | 17.5 | 18.9 | 18.2 | 17.8 | 18.5 | 17.8 | 18.1 | 2.62 |
样品加标测试
以实际样品进行样品加标测试,测试结果见表7。实际样品中各元素加标回收率为91.8% ~ 105%,表明样品加标测试具有较好的加标回收率。
表7样品加标回收率测试结果(单位:µg/kg)
测试序列 | 平均值 | 加标量 | 测试总量 | 加标回收率% |
75As | 9.73 | 10.0 | 20.1 | 104 |
111Cd | 12.6 | 10.0 | 22.8 | 102 |
202Hg | 2.99 | 2.00 | 4.83 | 91.8 |
208Pb | 18.1 | 20.0 | 39.1 | 105 |
实际样品测试
实际样品中各元素含量测试结果见表8。
表8 样品测试结果 (单位:µg/kg)
测试序列 | 样品1 | 样品2 | 样品3 |
75As | 9.50 | 9.73 | 8.73 |
111Cd | 12.2 | 12.6 | 10.2 |
202Hg | 3.09 | 2.99 | 2.56 |
208Pb | 25.0 | 18.1 | 20.6 |
结论
本文通过优化消解方法,实现了一次性对12份1 g大豆粉进行全消解,该消解方法具有称样量大、加酸量少、操作简便等优势,同时采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对大豆粉中铅、砷、汞、镉含量进行测试。从实验结果来看,本文所建立标准曲线的线性系数均大于0.999;实际样品中待测元素的精密度测试RSD均小于4.38%;且实际样品中各待测元素加标回收率为91.8% ~ 105%,样品测试具有较好的稳定性和准确性。以上一系列方法学验证实验表明本文所开发的方法有效可行,可以利用该方法对实际样品进行测定。
附录
仪器配置及试剂相关信息
一、EXPEC 790S型超级微波化学工作站配置详情
配件类型 | 货号 | 名称 | 规格 |
配置 | |||
消解管 | P00705-014 | 18位-TFM消解管 | 15 mL |
消解管盖 | P00705-015 | 18位-独立式 | 15 mL |
消解管架 | P00705-008 | 18位消解管架 | |
内衬桶 | P00705-022 | 消解腔内衬桶-TFM | |
二、SUPEC 7000型ICP-MS 标准进样系统配置详情
配件类型 | 货号 | 名称 | 规格 |
配置 | |||
雾化器 | P00493-016 | 同心雾化器 | |
雾化室 | P00493-017 | 旋流雾化室 | |
接口 | P00493-047 | 采样锥,镍 | |
截取锥,镍 | 高灵敏 | ||
炬管 | P00493-018 | 石英炬管 | |
中心管 | P00493-019 | 2.5mm 中心管 | |
耗材 | |||
泵管 | P00493-020 | 进样管 | 0.51mm,2卡扣,材质PVC,带扩口 |
P00493-022 | 内标管 | ||
P00493-023 | 排废管 | 1.02mm,2卡扣,材质PVC,带扩口 | |
气体 | P01141-XX | 氦气 | 纯度:99.999% |
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