微波消解-ICP-AES同时测定宠物食品中的钾、钠、钙、磷

(1. 烟台市产品质量监督检验所，烟台 264003； 2. 烟台市质量认证咨询中心，烟台 264003；. 山东鲁抗立科药物化学有限公司，济宁 272000)

目前，我国宠物食品还没有相关的标准，也没有相应的检测方法，而国外对宠物食品有相应的检测标准和限量规定，这对国内的许多出口企业提出了很高的要求。出口产品的一些特定指标必须达到国外标准，如钾、钠、钙、磷就是其中非常重要的4项指标。按照我国现行的国家标准，可以分别采用原子吸收光谱法[1，2]和分光光度法[3]进行测定，但是由于操作复杂、检测周期长，进行批量检验的难度很大，无法满足出口企业对检测周期的要求。

电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)是近几年来发展迅速的分析仪器，它具有分析速度快、灵敏度高、干扰小、分析结果准确、线性范围宽、可一次测定多种元素等特点，在现代分析检测中具有不可比拟的优势。微波消解法与传统的样品消解技术(干法灰化法、湿法消化法)相比，具有制样速度快、操作安全简便、样品重现性好等优点，已成为当前发展迅速的消解方法。笔者利用微波消解宠物食品样品，采用ICP-AES法同时测定其中的K、Na、Ca、P 4种元素，大大缩短了分析时间，提高工作效率，分析结果可靠。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

全谱直读等离子体发射光谱仪：VISTA-PRO型，美国瓦里安公司；

可编程控温微波消解仪：MARS5型，美国CEM公司；

电子分析天平： AL204型，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；

硝酸、过氧化氢：优级纯；

K、Na、Ca、P标准贮备液：1.000 0 mg/mL，国家标准物质研究中心；

K、Na、Ca混合标准系列溶液：浓度分别为10、20、50 mg/L，介质为5% HNO3；

P标准溶液：单独配制，浓度分别为10、20、50 mg/L，介质为5% HNO3；

实验用水为超纯水。

1.2 仪器工作条件

功率：1.10 kW；雾化气体流量：0.80 L/min；蠕动泵转速：15 r/min；积分时间：15 s；等离子气流量：15.0 L/min；辅助气体流量：1.5 L/min。

实验采用同心轴雾化器，气旋式雾化室，轴向观测，三同心石英炬管[4]。

1.3 样品前处理

将样品粉碎，混合均匀，准确称取0.500 0 g样品置于MARS5型微波消解仪专用的XP1500聚四氟乙烯消解罐中，用少量水湿润，加入浓硝酸6 mL、过氧化氢2 mL，使酸和样品充分混合均匀，安装好微波消解罐，设置合适的参数进行微波消解。待消解程序结束后自动冷却，取出消解罐，用电热板加热赶酸。将消解液用5%硝酸定容于100 mL容量瓶中；同时做试剂空白。

2 结果与讨论

2.1 标准溶液配制方式的选择

国家标准物质研究中心提供的磷标准溶液是用磷酸二氢钾配制的，所以磷标准溶液中含有钾，不能将磷和钾配成混标，因此选择将钾、钠、钙配在一起，磷标准使用液单独配制。

2.2 消解酸及用量的选择

由于宠物食品多为碳水化合物和矿物质，构成简单，比较容易消化。经试验确定，对0.500 0 g样品，采用加入硝酸6 mL、过氧化氢2 mL的混酸体系进行消解可得到很好的消解效果，满足ICP-AES的测定要求。

2.3 消解功率和时间的选择[5]

通过对同时消解10个样品的最佳消解功率和消解时间进行考察。选择以下3个阶段控温程序参数：

(1)5 min内微波功率升至600 W，保持8 min，温度控制在120℃；

(2)8 min内微波功率升至1 200 W，保持15 min，温度控制在180℃；

(3)降温至室温。

微波条件试验结果表明：通过试验得出的消解条件，不仅可以保证消解的安全，而且可使样品消解彻底，最终获得澄清透明的样品溶液，满足ICP-AES测试对样品的要求。

2.4 分析线的选择

通过查阅仪器操作软件谱线数据库，选择谱线间干扰较少、灵敏度适中的待测元素的若干波长，并通过试验对同一元素不同波长进行比较。由于该实验是进行常量分析，并不追求很低的检出限，因此选择波长的原则是注重在常量浓度范围内线性较好的波长。试验表明，当K 、Na 、Ca、P 波长分别为766.491、589.592、422.673、213.618 nm时，取得了良好的试验结果。

2.5 精密度试验

对两个鸡肉条样品分别平行测定6次，计算4种被测元素测定结果的相对标准偏差，测试结果列于表1。

表1 宠物食品样品测定结果及精密度

2.6 线性范围、线性方程、相关系数和检出限

测定试剂空白，根据国际纯粹化学与应用化学联合会(IUPAC)的要求，检出限为3s(s为20次空白浓度的标准差)。测得4种元素的检出限，曲线线性范围宽是ICP-AES的最大特点，线性方程和相关系数从软件中读出，结果见表2。

2.7 回收试验

通过向样品中添加不同量的各元素标准溶液，按照与样品相同方法进行消解、测定，各元素回收率见表3。

表2 方法的线性范围、线性方程、相关系数和检出限

表3 宠物食品样品添加回收试验结果

3 结论

(1)按照国家标准规定，测定食品中钙时，一般采用滴定法或原子吸收分光光度法，前一种方法操作比较繁琐，而用原子吸收分光光度法时需加掩蔽剂，而且掩蔽剂的添加对结果影响较大，而采用ICP-AES法可避免此问题。

(2)测定磷常采用分光光度计比色法或重量法，操作较复杂。虽然可以利用原子吸收同时测定食品中的钾、钠，但需针对每一种元素的标准工作曲线分次进样，这就要求有足够多的消化样品供测试，加大了消化样品的工作量。

(3)利用微波消解、ICP-AES法，仅需少量的样品，即可同时检测宠物物样品中的钾、钠、钙、磷4种元素的含量，简化了操作过程，大大提高了检验效率；方法具有检出限低、线性范围宽、精确度高等优点。

[1] GB/T 5009.91-2003 食品中钾、钠的测定[S].

[2] GB/T 5009.92-2003 食品中钙的测定[S].

[3] GB/T 5009.87-2003 食品中磷的测定[S].

[4] 张遴，赵收创，王昌钊，等.电感耦合等离子体发射光谱法同时测定奶粉中的钙铜铁钾镁锰钠锌和磷[J].理化检验：化学分册，2007，43 (6)：465-467.

[5] 蔡玲.微波消解-原子荧光光谱法测水产品中痕量砷和锑的研究[J].食品研究与开发，2004，25(2)：127-129.