保健食品中铅、砷、汞污染物测定的准确性和长期稳定性的研究

周利平，曾三平，林海，潘小红*

（1.湖南省科技交流交易中心，长沙410001；2湖南省药品检验研究院，湖南 长沙 410001）

保健食品中铅、砷、汞污染物测定的准确性和长期稳定性的研究

周利平1，曾三平2，林海2，潘小红*2

（1.湖南省科技交流交易中心，长沙410001；2湖南省药品检验研究院，湖南 长沙 410001）

资金资助：湖南省自然科学基金(项目编号：2016JJ6079)

目的 研究保健食品中铅、砷、汞污染物测定的准确性和长期稳定性。方法 通过收集本实验室5年来累积的保健食品中铅、砷、汞测定的原始数据，对标准空白、样品加标回收率做质量控制图的数理统计，比较了标准溶液特定浓度吸收值的变化，并对生物成分分析标准物质相对标准偏差（与标准值比较）进行分析。结果 质量控制图未有能查明原因的检验引起的异常情况，石墨管的老化程度、环境温度的稳定性是影响标准溶液特定浓度吸收值变化的最主要因素，生物成分分析标准物质测定的相对标准偏差RSD%均在6.5%以内（与标准值比较）。 结论 本实验室建立的以微波消解为前处理方法，生物成分分析标准物质为随行标准物质，样品基质加标回收率为质控指标的保健食品中铅、砷、汞测定方法具有非常好的准确度和长期稳定性。

质量控制图；保健食品；铅；砷；汞

《GB 16740-2014食品安全国家标准 保健食品》对污染物铅、总砷、总汞均有严格的限量要求[1]，然目前对保健食品中铅、砷、汞检测的内部质量控制及稳定性研究的报道较少。

内部质量控制是实验室通过对样品进入实验室后至报出分析数据全过程的质量管理[2]，质量控制图又称质量管理图，是带有质控界限的，用来研究分析过程中是否稳定状态的一种图表[3]。保健食品中铅、砷、汞最主要的检测手段为原子吸收分光光度法和原子荧光分光光度法[4-6]，作为测定微量元素精密的仪器分析方法，影响因素很多，包括设备状态、环境条件以及分析操作等，既有系统误差，也有人为操作误差，仪器运行状态、操作规范、测定环境以及试剂的影响，都会使分析结果产生偏差[7]，其质量控制及长期稳定性是一个复杂的过程。

本研究借助5年来积累的原子吸收分光光度法测定保健食品中铅及原子荧光光度法测定总砷、总汞的分析数据，通过绘制标准空白的质量控制图（X均-S标），铅、砷、汞标准溶液特定浓度的吸收值（铅为50ng/ml，砷、汞均为4ng/ml），样品基质加标回收率的质量控制图（X均-S标）及生物成分分析标准物质测定值与标准值的结果比较，对本实验室建立以微波消解为前处理方法，生物成分分析标准物质-茶树叶、生物成分分析标准物质-菠菜为随行标准物质，样品基质加标回收率为质控的保健食品中铅、砷、汞测定方法的准确性及长期稳定性进行一个全面系统的评价。

1、仪器与试剂

1.1 仪器与试剂

800石墨炉原子吸收分光光度计（美国PE）；AFS-9130双道原子荧光分光光度计（北京吉天）；Mars5型微波消解仪 (美国CEM)；BHW-09C Heating电子控温加热板(中国博通)；Milli-Q Advantage A10超纯水机（美国Millipore）；XS204型天平( 瑞士Mettle Toledo)。

硝酸(德国Merck)；30%过氧化氢(国药集团G.R)。铅单元素溶液标准物质（批号：GBW08619，浓度：1000μg/ml，来源：中国计量科学研究院）；汞单元素溶液标准物质（批号：GBW08617，浓度：1000μg/ml，来源：中国计量科学研究院）；砷单元素溶液标准物质（批号：GBW08617，浓度：1000μg/ml，来源：中国计量科学研究院）；茶树叶成分分析标准物质（批号：GBW08513，来源：中国科学院生态环境研究中心）；菠菜成分分析标准物质（批号：GBW10015(GSB-6)，来源：中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所）。

本试验用水均为一级超纯水，其余试剂均为分析纯。

2、实验方法

2.1 仪器条件

铅的测定：波长283.3nm，进样量20μL，其余条件见表1。

砷、汞的测定：进样量20μL，其中砷测定电流为60mA、负高压为300V；汞测定电流为30mA，负高压为280V；载气流量均为400ml/min，屏蔽气流量均为800ml/min。

2.2 标准溶液的配制

50ng/ml铅、砷、汞标准使用液：精密量取1.00ml各单元素溶液标准物质，分别至100ml容量瓶中，铅用2%硝酸、砷用水、汞用重铬酸钾－硝酸溶液（0.05%-5%）稀释至刻度，摇匀后各精密量取0.5ml，分别至100ml容量瓶中，参照上述步骤稀释至刻度，摇匀即得。

4ng/ml砷、汞标准使用液：各精密量取0.80ml砷、汞标准溶液（50ng/ml），至10ml容量瓶中，其中砷加入5ml10%硫酸，1ml5.0%硫脲溶液，用水稀释至刻度，汞用重铬酸钾－硝酸溶液（0.05%-5%）稀释至刻度，摇匀，即得。

2.3 样品溶液的制备

精密称取保健食品样品0.5g（含甘油类样品为0.3g），至聚四乙烯消解罐内，加7ml硝酸，轻振摇混匀，盖内盖，浸泡过夜，加2ml过氧化氢溶液，摇匀，盖上消解管盖，置微波消解炉内进行消解，消解完毕，置电热板上，115℃挥尽硝酸蒸汽，用超纯水转移至25 ml容量瓶中并定容，匀，同时做试剂空白，此为样品溶液，用于铅、汞的测定，精密取样品溶液(2ml至10ml容量瓶中，加5ml10%硫酸，1ml5.0%硫脲溶液，加水至刻度，摇匀，此为样品溶液用于砷的测定，微波消解程序见表2。

2.4 基质加标样品（回收样品）的制备

精密称取保健食品0.25g（含甘油类样品为0.15g），精密加入0.125ml铅、砷、汞混合标准溶液（铅为10μg/ml，砷为2μg/ml，汞为0.2μg/ml），与样品同时同样处理。

2.5 生物成分分析标准物质的制备

精密称取生物成分分析标准物质-菠菜、茶树叶各0.5g，与样品同时同样处理。

3、数据收集与整理

3.1 数据收集

以本实验室2011-2016年保健食品中铅、砷、汞测定的原始数据为依据，考虑5年来测定的数据较多，且采用过多种生物成分分析标准物质，本研究以每月为间隔，随机选取60组测定数据中标准空白，铅、砷、汞标准溶液特定浓度的吸收值、样品基质加标（回收率）及各30组数据的生物成成分分析标准物质-茶树叶、菠菜的测定结果。

3.2 质量控制图数据整理

分别计算60组数据的算术平均值(X均) 和标准偏差(S标) ，然后在平均值上引一条直线作为中心线(CL)；上控制限(UCL)和下控制限(LCL)分别设在平均值的上、下两边(X±3S标) 处；上警告限(UWL)和下警告限(LWL) 分别设在平均值的上、下两边(X±2S标) 处；上辅助线和下辅助线分别设在平均值的上、下两边(X±S标) 处。

4、结果与分析

4.1 标准空白值质量控制图

在痕量分析中，空白值的大小及其波动性对分析检测结果的准确度、精密度和方法的检测限都起着决定性的作用，空白值质量控制图可让分析人员及时了解实验室污染对测定结果的影响，如纯水中杂质、试剂纯度不够、被玷污活交叉污染等[8]。原子吸收及原子荧光光度分析中，均需要扣除分析空白，因此，需要尽可能地将空白减少至可以忽略不计程度(即最低程度)，本试验以标准空白做（X均-S标）质量控制图，见图1。

所有数据中，铅空白吸收值在0.0013～0.0063之间，砷空白吸收值53～98之间，汞空白吸收值在240～402之间，其中，铅空白吸收值非常低，砷、汞空白吸收值均能符合该公司仪器的推荐要求（砷空白推荐值要求≤100，汞空白推荐值≤400），表明本实验室所用试剂纯度、实验用水及器皿均符合要求。

从图1中可以看出，（1）所有点均未超出上下控制限，铅空白值中无点超过上下境界限（UWL），砷、汞空白值中均有一点超过下境界限（UWL），其余各数据点均随机排列，无连续3点以上在中心线一侧连续递增或递减，该控制图可以用于日常保健食品中铅、砷、汞测定的空白值监控[9]；（2）图中砷、汞空白值控制图中出现多个倒“V”现象，从选取数据的测定日期可以观察到，冬天测定空白值均低于夏天测定空白值，推测温度对采用原子荧光光度计测定砷、汞影响较大，本实验室地处湖南长沙，冬夏温差相差较大，在平常实验过程中均有发现，甚至出现过因冰冻天气实验室温度低，测定时仪器无荧光吸收值的现象，因此，建议原子荧光光度计仪器所处的环境尽可能恒温，以保证实验数据的有效性。

4.2 铅、砷、汞标准溶液特定浓度的吸收值

仪器设备状态、分析操作及标准溶液等都会使分析结果产生偏差，本研究用5年来特定浓度的吸收值（铅为50ng/ml、砷为4ng/ml、汞为4ng/ml）判定仪器设备状态及标准溶液等对结果的影响，结果见图2。

从图2中可以看出，50ng/ml铅标准溶液吸收值在0.10～0.18之间，曲线基本在PE800原子吸收分光光度计推荐的值0.15左右，实验过程中发现出现结果偏差最主要的原因是石墨管新旧及老化程度，通常情况，新换的石墨管灵敏度高于旧石墨管；4ng/ml砷、汞吸收值变化规律及峰形与As、Hg空白吸收值基本相似，推测环境测定温度应是影响吸收值的最大因素，这与平常实验过程中的结论一致。

4.3 回收率质量控制图

铅的回收率受控范围为75.1%～113.7%，砷的回收率受控范围为67.7%～113.0%，汞的回收率受控范围为65.5%～111.9%，质量控制图见图3。

从图3中可以看出，没有出现以下8种《GB/T4091-2001常规控制图》可查明原因的检验引起的异常质量控制图[10]：（1）三张质量控制图有1点超出上下控制限；（2）连续9点落在中心线同一侧；（3）连续6点同时递增或递减；（4）连续14点中相邻点交替上下；（5）连续3点中有2点落在中心线同一侧的上警戒线以外；（6）连续5点钟有4点落在中心线同一侧的上辅助限以外；（7）连续15点落在中心线两侧的上下警戒线范围内；（8）连续8点落在中心线两侧且无一点在上下警戒线内，表明此回收率质量控制图是有效的。

4.4 生物成分分析标准物质测定结果分析

菠菜测定30次，铅平均值为10.14mg/kg，砷为0.20mg/kg，汞为19.3μg/ kg；茶树叶测定30次，铅平均值为0.94mg/kg，砷为0.19mg/kg，汞为0.02mg/ kg；均在标准证书规定的标准值±标准偏差限度范围内，RSD%均在6.5%以内，说明长期以来，铅、砷、汞测定的准确性及稳定性是好的。其中两种生物成分分析标准物质5年来各元素测定值的RSD均存在铅〈砷〈汞，推测原子吸收分光光度法测定铅的稳定性优于原子荧光光度计测定砷、汞，这于试验过程中发现的规律一致，详细结果见表3。

5、结论

通过对本实验室5年来积累的原子吸收分光光度法测定保健食品中铅及原子荧光光度法测定总砷、总汞数据的标准空白质量控制图，铅、砷、汞标准溶液特定浓度的吸收值，样品加标回收率及生物成分分析标准物质测定值与标准值的结果比较分析，情况表明：本实验室建立的以微波消解为前处理方法，生物成分分析标准物质-茶树叶、生物成分分析标准物质-菠菜为随行标准物质，样品基质加标回收率为质控的保健食品中铅、砷、汞测定方法具有非常好的准确度和长期稳定性，为准确检测食品的质量及确保食品安全提供了一种较好的检验方法。

［1］中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. GB 16740-2014 食品安全国家标准 保健食品[S],2015.

［2］全国认证认可标准化技术委员会编. GB/ T 270404-2008.实验室质量控制规范 食品理化检测[S],2009.

［3］彭泽军,陈辉,周定果. 质量控制图及其工序质量控制[J]. 机械设计与制造,2008(8):139-141.

［4］中华人民共和国卫生部.GB/T5009.12-2010食品安全国家标准 食品中铅的测定[S],2010.

［5］中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.11-2003食品中总砷及无机砷的测定[S],2003.

［6］中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.17-2003食品中总汞及有机汞的测定[S],2003.

［7］张华生,何春林. 石墨炉原子吸收法检测质量控制及影响因素探讨[J]. 食品研究与开发, 2011 32(5):119-122.

［8］田先清、张喜翠2,胡方芝.等.原子吸收法检测重金属元素的实验室内质量控制研究进展[J].化学研究与应用,2014 26(2):160-163.

［9］罗素华.利用质量控制图进行分析化学实验数据的评价[J].铜业工程,2005 4::5-56,38.

［10］国家质量技术监督局.GB /T 4091-2001 idt ISO 8258:1991 常规控制[S],2001.

Study on the Accuracy and Long-term Stability of Determination of Lead ,Arsenic and Mercury in Health Foods

ZHOU Li-ping1,CENG San-Ping2 ,,LIN Hai2,PAN Xiao-Hong,＊2
(1.Hunan Science and Technology Exchange Centerl, Changsha 410001, China 2.Hunan Institute for Food and Drug Contro , Changsha 410001, China)

∶ Objective To study on the accuracy and long-term stability of determination of lead , arsenic and mercury in health foods. Methods By collecting the 5 years of Laboratory original data of the determination of lead, arsenic and mercury in health food ,the quality control charts of standard blank and the recoveries of standard addition were worked out using mathematical statistics,the changes of the absorption value of the specific concentration of the standard solution were compared,and the the relative standard deviation of the biological component ( Comparison with the standard values)were Being analyzed.Results There were no abnormal situations that can be identifying causes of the quality control charts.Aging degree of graphite tube and stability of ambient temperature were the most important factor that influences the absorption value of the standard solution . The relative standard deviation of the determination of the biological components of the standard substance RSD% were less than 6.5%( Comparison with the standard values).Conclusions With microwave digestion as pre-treatment, biological components analysis as the standard reference material and recoveries of standard addition as quality control,the method that determination of lead and arsenic and mercury in health foods by established by our laboratory has good accuracy and long-term stability.

∶ Quality control chart,Health Foods,Lead ,Arsenic,Mercury