全自动石墨消解-ICP-AES法同时测定葡萄酒中铅、铜、铁、锰的研究

乔　晴，李　辰，何兵兵

（河南出入境检验检疫局，河南郑州450003）

全自动石墨消解-ICP-AES法同时测定葡萄酒中铅、铜、铁、锰的研究

乔晴，李辰，何兵兵

（河南出入境检验检疫局，河南郑州450003）

对用全自动石墨消解-ICP-AES法同时测定葡萄酒中铅、铜、铁、锰的方法进行研究。选择硝酸作为测定介质，并对测定介质的浓度、石墨消解温度、浓缩体积和ICP-AES条件等方面进行方法优化。利用建立的方法测定，葡萄酒中铅、铜、铁、锰的检出限分别为0.01 mg/L、0.002 mg/L、0.05 mg/L、0.002 mg/L，RSD在0.55%～1.03%，回收率在87%～110%。该方法可以实现仪器自动操作，污染低，操作简便、快速，基体干扰小，灵敏度高，结果准确，适合大批量样品的同时测定。

铅； 铜； 铁； 锰； 葡萄酒； 全自动石墨消解-ICP-AES法

葡萄酒是新鲜葡萄或葡萄汁经过发酵获得的饮料。葡萄酒营养丰富，适当饮用有利于健康，是一种具有较高商业价值和社会价值的消费饮料。但当葡萄酒中金属元素含量超过安全标准时，就会影响葡萄酒的感官风味，比如锰会影响葡萄酒的发酵过程；铜会影响酒体的稳定性，加快葡萄酒氧化，使酒体产生浑浊和沉淀，影响酒的色泽和口感；铁能形成絮状物。另外，葡萄种植过程中使用含铅的农药以及酿造设备表面保护不当，会造成葡萄酒中的铅含量超标，饮用后对人体造成危害。因此，葡萄酒中重金属元素的测定，对于葡萄酒的制造和毒理学方面的研究具有重要意义。

国家针对葡萄酒规定了卫生限量：铅≤0.2 mg/kg；铜≤1 mg/L；铁≤8 mg/L，葡萄酒通用检测标准只涵盖了铁、铜，未涉及铅和锰的检测，国家食品标准规定了铅的检测方法，但是缺少前处理的方式。目前，ICP-AES分析法灵敏度高、精密度好，适合用于多元素的同时测定。

本实验拟在研究全自动石墨消解仪及ICP-AES检测条件的基础上，建立一套同时测定葡萄酒中铅、铁、铜和锰的实用、高效、灵敏、准确的分析方法。

1　材料与方法

1.1材料、试剂及仪器

酒样：市售某品牌。

试剂：硝酸（HNO3），UP级；混合标准贮备液（1000mg/L）（Pb、Fe、Cu、Mn），使用有证标准贮备液，或按GB/T 602方法配制。

仪器设备：电感耦合等离子体发射光谱仪（ICPAES），美国赛默飞世尔iCAP 6300 MFC DUO；全自动石墨消解仪，莱伯泰科AutoDigiBlock S60。

1.2标准溶液配制

混合标准使用液：吸取适量单元素标准贮备液或多元素混合标准贮备液，用20%硝酸溶液逐级稀释配成混合标准溶液系列，各元素质量浓度范围参见表1。

表1　4种元素的标准系列溶液质量浓度

1.3样品前处理

准确吸取5 mL试样于玻璃消解管中，将消解管置于石墨消解仪上，加热蒸发乙醇浓缩至1～2 mL，加5 mL硝酸，继续在石墨消解仪上以120℃消解，消化液呈透明，略带黄色，冷却，将消化液转移至25 mL容量瓶中，并用少量水多次洗涤消解管，合并洗涤液于容量瓶中，定容至刻度，混匀备用。同时以5 mL纯水代替试样做试剂空白试验。

1.4仪器参考条件

RF功率1.15 kW；辅助气流量1.0 L/min；雾化器气体流量0.60 L/min；垂直观测高度12.0 mm。

2　结果与分析

2.1前处理方法的确定与优化

2.1.1前处理方法的确定

文献报道葡萄酒的前处理方法主要有微波消解法、直接稀释法、微波灰化等方法［1］。葡萄酒中含有大量的乙醇，基体干扰测定的准确性，并且乙醇引入矩管后导致矩焰不稳定，因此需要先恒温浓缩样品，再进行消解。葡萄酒基体复杂，含有大量有机物，直接稀释法消解不完全。微波消解法，通量较低。微波灰化法的灰化温度太高和灰化速率太快，会使元素损失并造成准确度下降［2］。与上述前处理方法相比，全自动石墨消解仪可以一次完成恒温浓缩、加酸消解的过程，操作简单、快速、通量高。

2.1.2前处理方法的优化

基于参考文献［3-4］的报道，本文选择硝酸作为测定介质，并对测定介质的浓度、石墨消解温度和浓缩体积等方面进行方法优化。

对测定介质的浓度在5%～50%范围优化，随着酸度降低，回收率降低，消解不完全，酸度增加，谱线强度显著降低，因此本法最终选择20%硝酸作为测定介质的浓度。对石墨消解温度进行优化，温度过低，反应不彻底，需要回流消解，反应时间过长，温度过高，反应剧烈，会有暴沸溢出的可能性，经过反复试验观察，最终选取120℃作为最佳浓缩和消解温度。然后对葡萄酒恒温浓缩至0.5～3 mL之间进行测定，浓度变化不大。

2.2谱线选择

待测元素受等离子体光源的激发会发射大量谱线，每个元素分别选取2～3条仪器推荐的、与其他谱线容易分辨开的、无干扰的谱线，通过测定标准溶液和空白溶液，对比后选择谱峰干扰小、强度大、峰型正常、位置无误的谱线作为分析线。推荐使用分析谱线参见表2。

表2　元素推荐使用分析谱线

2.3方法验证

利用全自动石墨消解-ICP-AES法同时测定葡萄酒中的铅、铁、铜、锰，检出限、精密度及回收率，实验结果见表3，以取样量5 mL，定容至25 mL计。

表3　检出限、精密度及回收率　（mg/L）

2.4样品分析

应用以上建立的整套全自动石墨消解-ICP-AES方法对20个不同品牌的国内外红白葡萄酒进行分析，加标回收率均在90%～105%之间。结果表明，所有样品的铅、锰、铁含量都符合要求，有两个样品的铜含量超标。

3　结论

随着科技的发展，样品的前处理和检测方面呈现出微量化、自动化、无毒化、快速化的趋势［5］。利用全自动石墨消解仪进行前处理，可以实现仪器自动操作，污染低，效率高，用ICP-AES进行分析，基体干扰小，灵敏度高，结果准确，是一套理想的快速测定葡萄酒中铅、铁、铜、锰的方法。

［1］金英，李丽，刘开永.石墨炉原子吸收光谱直接进样法测定红葡萄酒中铅［J］.食品科学，2009，30（18）：233-236.

［2］夏拥军，张慧，吴福平.ICP-AES法同时测定葡萄酒中的铁、锰、铅和铜［J］.食品科技，2007（8）：231.

［3］燕娜，赵生国，高芸芸.动态反应池-电感耦合等离子体质谱法测定酒中的镉、汞、铅和铬［J］.食品科学，2013，34（12）：301.

［4］王莹，辛士刚.ICP-AES法测定葡萄酒中的微量元素［J］.中国公共卫生，2005，21（2）：242-243.

［5］周丽.葡萄酒中重金属铅的分析方法研究进展［C］//食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集.安徽食品安全博士科技论坛，2005：340.

Simultaneous Determination of Pb，Cu，Fe and Mn in Grape Wine by Automatic Graphite Digestion-ICP-AES

QIAO Qing，LI Chen and HE Bingbing
（He'nan Entry-Exit Inspection&Quarantine Bureau，Zhengzhou，He'nan 450003，China）

The determination of Pb，Cu，Fe and Mn in grape wine by automatic graphite digestion-ICP-AES was studied.Nitric acid was used as the measurement medium，and the concentration of the medium，graphite digestion temperature，concentrated volume and ICP-AES conditions were optimized.The detection limits of Pb，Cu，Fe and Mn were 0.01 mg/L，0.002 mg/L，0.05 mg/L，0.002 mg/L respectively.RSD was within the range of 0.55%～1.03%and recovery rates were within 87%～110%.Such method had the advantages including automatic operation，low pollution，rapid determination，low matrix interference，and high sensitivity，and it was suitable for simultaneous measurement of large amount of wine samples.

Pb；Cu；Fe；Mn；grape wine；automatic graphite digestion-ICP-AES

TS262.6；TS261.4；TS261.7

A

1001-9286（2016）08-0119-02

10.13746/j.njkj.2016032

2016-01-29

乔晴（1983-），女，河南郑州人，工程师，食品工程硕士学位，E-mail：89478260@qq.com。

优先数字出版时间：2016-03-24；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160324.1158.002.html。