樊振江,陶颜娟,周昆
1(漯河食品职业学院,河南漯河,462000)
2(宁波市鄞州区质量技术监督检测中心(鄞州区食品安全检测中心),浙江宁波,315100)
3(宁波华标检测技术服务有限公司,浙江宁波,315100)
硒是维持人体健康的必须矿物元素,对人体有多种生理功能[1-3],如保护细胞及其内容物免受氧化损害、清除自由基粒子、抑制化学物质的致癌作用等。人体摄入的硒主要来自食物,而不同食物的硒含量有很大差异,一般为动物脏器>海产品>鱼>蛋>肉>粮食>蔬菜>水果[4]。美国是建立和推广膳食标准最多的国家[5],而我国第一个食品营养国家标准[6],GB 28050-2011《食品安全国家标准 预包装食品营养标签通则》也于2013年1月1日正式实施,侧面反映了政府对膳食营养的重视。有关调查显示,我国成年居民硒的日摄入量仅为26.36 μg,与推荐最低日摄入量相60 μg相差甚远。除湖北恩施、陕西紫阳是天然的富硒地区外,全国72%地区不同程度缺硒。
市场上常见的禽蛋主要有鸡蛋、鸭蛋、鹅蛋和鹌鹑蛋等,营养学家认为禽蛋是人类最好的营养源之一。本文研究了禽蛋中的硒含量的检测,建立微波消解样品,原子荧光光谱法测定禽蛋硒含量的方法,分析不同品种禽蛋、蛋白、蛋黄作为硒来源或富含硒食品的可行性。
AFS-3100原子荧光分光光度计,北京科创海光仪器有限公司;MARS5微波消解仪,美国CEM公司;DV4000型精确控温电热消解器,北京安南科技有限公司。
水中硒标准溶液,中国计量科学研究院,编号GBW(E)080215,标准值 100 μg/mL,相对扩展不确定度1%(k=2))。
其他试剂未经说明均为优级纯。
鲜鸡蛋、鸭蛋、鹅蛋、鹌鹑蛋,均为市售。
光电倍增管负高压280 V,原子化器高度8 mm,载气流量400 mL/min,屏蔽气流量900 mL/min,读数时间16 s,延迟时间1.0 s,进样体积1.0 mL。
1.3.1 样品处理
将禽蛋破壳,取蛋液于洁净的食品搅拌机中匀浆,准确称取0.500 0 g混合均匀的样品于消解罐中,加优级纯HNO36 mL浸泡15 min,加H2O21 mL,塞好内塞,旋紧外盖,将消解罐均匀放入转盘中,按设定的程序升温方法(功率:1 600 W,最大使用量为100%;5 min内升温至150℃保温10 min;8 min内升温至190℃保温20 min)进行消解。消解完成后,将消解罐转入专用电加热板内,190℃赶酸至消解液为黄豆粒大小,冷却后用10 mL纯水少量多次洗涤消解罐,洗液合并于150 mL锥形瓶中。向锥形瓶中加入HCLO41 mL,170℃赶酸至瓶中冒 HCLO4白烟,冷却,加入(1+1)HCl 5.0 mL,于120℃加热至溶液变为清亮无色并伴有HClO4白烟出现。冷却,转移至10 mL比色管中定容,同时做试剂空白。
1.3.2 硒含量的测定
将硒标准储备液用纯水稀释至1 μg/mL,分别吸取1 μg/mL 的硒标准溶液 0.00、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL于 10 mL比色管中,用纯水定容;向样品管及标准管中分别加入(1+1)HCl 1.2 mL,100 g/L K3Fe(CN)61.0 mL,混匀。同时将标准溶液、空白、样品溶液等放入样品盘中,仪器条件设定的相应位置,开启仪器按设定的方法进行测定,根据标准溶液的荧光强度值和硒浓度绘制的工作曲线,测定样品溶液的硒浓度。
2.1.1 载流及还原剂的选择
为保持标准、样品溶液与载流溶液酸度的一致性,最大程度的减小由于酸的种类和浓度差异带来的实验误差[7],采用HCl为载流,其浓度为5%(体积分数,下同),实验发现,当载流的酸种类和浓度与测试样溶液的酸种类和浓度一致时,测定硒的回收率较好。
常用的还原剂为KBH4和NaBH4,一般两者可以代替使用。实验选用KBH4,而NaBH4不稳定,故将其配在0.5%的NaOH溶液中。选择5%HCl作为载流,以1.5%、2.0%、2.5%的KBH4为还原剂,研究50 μg/L硒标准溶液荧光值的变化。如表1所示,当KBH4的浓度为1.5%时,标准硒溶液的荧光值较小,随着KBH4浓度的增加,其荧光值逐渐增大,在2.0%时达到最大,此后荧光值无明显变化,为避免 KBH4浓度过大引起的液相干扰,实验选择2.0%KBH4+0.5%NaOH作为还原剂。
表1 KBH4浓度、负高压及炉高对硒荧光值的影响Table 1 Effect of KBH4concentration,negative high voltage of photomultiplier and atomizer high on the If
2.1.2 铁氰化钾的作用
K3Fe(CN)6作为金属离子的掩蔽剂,可以明显降低硒化氢生成时其他金属的干扰[8],同时,试验还发现,K3Fe(CN)6对硒的氢化物发生具有一定的促进作用,50 μg/L硒标准溶液在K3Fe(CN)6-HCl体系的荧光强度明显大于其在同等浓度HCl体系时的荧光强度,这与钟岩等[9]的研究结果相同,其机理有待进一步的研究。
2.1.3 仪器条件的选择
选择对硒氢化物发生有较大影响的条件:光电倍增管负高压和原子化器高度,以50 μg/L硒标准溶液的荧光值为响应值,研究其氢化物发生的最佳仪器条件。
将负高压分别设定为270、280、290 V(见表1),50 μg/L硒标准溶液的荧光强度随着负高压的增大而逐渐增大。考虑到该法检测硒灵敏度较高,而当灵敏度满足要求时应选用较低的负高压;另外,负高压较高时空白的荧光值也随之增大,因此,实验选用的负高压为280 V。
原子化器高度也称炉高,是指光束离开石英炉炉口的距离。试验选择的炉高为7、8、9 mm,同样以50 μg/L硒标准溶液的荧光值为响应值,研究氢化物发生的最佳条件(见表1),硒标准溶液的荧光强度随着炉高的增大而逐渐减小,原因炉高过大,光束照射到火焰的尾部,降低了测定的灵敏度;而炉高过小,一方面易产生气相干扰,另一方面,仪器空白荧光值也随之增大,综合考虑,选择炉高为8 mm。
2.1.4 样品消解注意事项
食品中含有各种形态的硒,样品消化是为了将食品中的有机物破坏,同时将硒转变为离子状态。氢化物原子荧光光谱法测硒时,只有Se4+才参与反应[10],微波消解及赶酸过程只能将低于四价的硒转化为四价,而Se6+则需要采用5~6 mol/L HCl加热还原为Se4+,温度应不超过120℃,温度过高则容易导致硒挥发损失。
2.1.5 方法检出限、回收率、精密度
按建立的方法,以硒质量浓度为横坐标,荧光强度为纵坐标,绘制标准曲线y=29.206x-28.409,R2=0.999 3,测定质量浓度在5.0~50 μg/L线性关系良好,适用于样品的测定分析。
根据国际理论化学和应用化学联合会(IU-PAC)的规定,平行测定11次空白的标准偏差(SD),并计算空白的3倍标准偏差(3SD)得出Se的检出限。用5%HCl做载流,2.0%KBH4+0.5%NaOH做还原剂,在上述最佳仪器条件下,测量标准曲线并对11份样品空白进行测定,求出荧光值的标准偏差SD,3SD/b为0.8 006 μg/L即为该条件下仪器的检出限,换算为方法检出限为1.6 μg/100g。
选择白皮鸡蛋,对样品进行加标,在最佳仪器条件下对加标后的样品进行7次重复测定,计算回收率和相对标准偏差,结果如表2所示。从表2可以看出,在样品中加入硒标准,测得回收率为91.3% ~104.1%,精密度为1.6% ~3.8%,该方法测定硒的回收率较好,精密度较高。
表2 回收率及精密度结果(n=7)Table 2 Results of tests for recovery and precision
将鸡蛋、鸭蛋、鹅蛋、鹌鹑蛋的蛋清、蛋黄部分及全蛋进行检测,硒含量结果如表3所示。
表3 禽蛋硒含量检测结果Table 3 Amount of selenium in eggs
由表3可以看出,白皮鸡蛋、红皮鸡蛋以及土鸡蛋的含硒量分别为 14.6、13.3、13.8 μg/100 g,没有明显差异;鸭蛋、鹅蛋、鹌鹑蛋的含硒量分别为15.9、23.6、21.2 μg/100 g,4 种禽蛋中鹅蛋硒含量最高,其次是鹌鹑蛋;另外,每种禽蛋的蛋清硒含量较低,而蛋黄硒含量较高,蛋黄硒含量约为蛋清硒含量的4倍。
营养素参考值(NRV,nutrition reference values)是专用于食品营养标签,用于比较食品营养成分含量高低的参考值[6]。使用方式为营养成分含量占营养素参考值的百分数(NRV%)。
其中:X为食品中某营养素的含量,NRV为该营养素的营养素参考值。根据 GB 28050-2011[6],硒的营养素参考值为50 μg,根据上述公式和表1中的硒含量数值,算得样品硒营养素参考值%如表1第三列所示。
含量声称是营养声称的一种,是指描述食品中能量或营养成分含量水平的声称,如“含有”、“高”、“低”或“无”等声称用语。GB 28050-2011[6]规定,硒营养成分含量声称为“硒来源或含有硒”的条件是,每100 g中≥15%NRV,而鸡蛋、鸭蛋、鹅蛋、鹌鹑蛋及其蛋黄和鹅蛋清的硒营养素参考值均大于15%,可作为硒来源,或含有硒的食品;“高或富含硒”的条件是,每100 g中≥30%NRV,而鸡蛋黄、鸭蛋及鸭蛋黄、鹅蛋及鹅蛋黄、鹌鹑蛋及鹌鹑蛋黄的硒营养素参考值%均大于30%,可作为高或富含硒的食品;除鹅蛋清以外的蛋清硒营养素参考值%均小于15%。
采用微波消解处理样品(1+1)HCl将Se6+120℃加热还原为Se4+,在K3Fe(CN)6-HCl体系中,用氢化物发生原子荧光光谱法检测禽蛋中的硒含量,方法检出限低、精密度高、准确度好,是禽蛋硒测定的可行方法。
禽蛋的硒含量,在13.3 ~23.6 μg/100 g,不同品种鸡蛋的硒含量无明显差异;4种禽蛋的硒含量从大到小依次为鹅蛋、鹌鹑蛋、鸭蛋、鸡蛋;鸭蛋、鸡蛋的硒营养素参考值%均大于15%,是硒来源,或含有硒食品;鹅蛋、鹌鹑蛋的硒营养素参考值%均大于30%,是高,或富含硒的食品;蛋黄的硒含量在26.6~32.5 μg/100 g,每种禽蛋蛋黄的硒含量约为蛋清硒含量的4倍,其营养素参考值%均大于30%,是高,或富含硒的食品。
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