电感耦合等离子体质谱法测定食品中的有机硒

龚 亮 熊 珺 余以刚

(1. 广东省东莞市质量监督检测中心，广东 东莞 523808；2. 华南理工大学食品科学与工程学院，广东 广州 510640)

电感耦合等离子体质谱法测定食品中的有机硒

龚 亮1,2熊 珺1余以刚2

(1. 广东省东莞市质量监督检测中心，广东 东莞 523808；2. 华南理工大学食品科学与工程学院，广东 广州 510640)

建立食品中有机硒直接测定的方法。在pH值为7.0的水溶液中加入环己烷超声萃取有机硒，萃取液经微波消解后进电感耦合等离子体质谱仪测定有机硒的含量。在最佳测试条件下，方法检出限为0.45 μg/kg，定量限为1.5 μg/kg，试样加标回收率为93.5%～103.0%。该方法具有操作简便，精密度高，线性范围宽等优点，适用于食品中有机硒含量的测定，在实际检测中有广泛的应用前景。

电感耦合等离子体质谱；超声萃取；微波消解；有机硒；食品

硒的形态主要分为无机硒和有机硒，据研究[1-3]，无机硒的毒性大并且生物活性低，有机硒的毒性小，被生物吸收和利用率高。因此，有机硒食品的开发成为热点，相应的检测技术也愈来愈受到重视。

目前，对食品中有机硒的测定主要是原子荧光光谱法[4-6]，通过测定食品中总硒和无机硒含量，然后利用差减法间接得出有机硒的含量。但该方法操作步骤多，耗时长，试剂消耗量大。基于此，本试验拟通过摸索和条件优化，旨在建立一种简单高效、环境友好的食品中有机硒总量的测定方法。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

硒标准溶液：100 μg/mL，中国计量科学研究院；

硒胱氨酸(SeCys2，有机硒标准品)：98%，美国Aldrich公司；

甲基硒代半胱氨酸(MeSeCys，有机硒标准品)：95%，美国Sigma公司；

锗标准溶液：1 000 μg/mL，上海市计量测试技术研究院；

硝酸、盐酸：优级纯，德国CNW科技公司；

双氧水：优级纯，广州化学试剂厂；

环己烷、氢氧化钠：分析纯，广州化学试剂厂；

试验用水：电阻率18.2 MΩ·cm的超纯水，由Milli-Q超纯水仪制备；

电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)：7700x型，美国Agilent科技公司；

微波消解仪：Ethos，配带智能控温赶酸器，意大利Milestone公司；

研磨仪：A11，意大利IKA公司；

超声仪：SY-1030F型，东莞市三源超声波设备有限公司；

pH计：SG2-ELK型，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；

超纯水系统：Milli-Q，美国Millipore公司；

所有玻璃器皿均用20% HNO3浸泡24 h，并依次用蒸馏水和超纯水洗涤，晾干待用。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理 称取经研磨粉碎样品1.0 g于100 mL三角烧瓶中，加30 mL 水充分混匀后，用1 mol/L盐酸溶液或1.25 mol/L氢氧化钠溶液调节样品溶液的pH值为7.0，加入10 mL环己烷，放入超声仪中，在1 500 W功率下超声萃取20 min，吸取上层有机相到微波消解罐中；同法再超声萃取一次，合并上层有机相至相同消解罐中；将盛有环己烷萃取液的消解罐置于智能控温赶酸器中90 ℃挥至近干。放冷后于消解罐中加入过氧化氢2.0 mL 和硝酸6.0 mL进行微波消解，微波消解条件参照表1。消解完成，冷却后取出消解罐，开盖，在智能控温赶酸器上160 ℃加热挥酸至剩余1～2 mL，冷却后转移至25.0 mL容量瓶或比色管中，用去离子水少量多次冲洗消解罐，合并洗液，用超纯水定容至刻度，摇匀待测。每个试样称取3个平行，同时做试剂空白试验。

1.2.2 标准系列的配制 ICP-MS检测的是元素的总量，与被测物的形态和价态无关，因此使用总硒标准溶液即可满足本试验的需要。将100 μg/mL的硒标准溶液用5%硝酸溶液逐级稀释配制成以下标准系列：硒浓度为0.00，1.00，5.00，20.0，50.0，100.0 μg/L。内标溶液的配制：以锗元素作为内标，用5%硝酸溶液逐级稀释至使用浓度为1.0 μg/mL。

1.2.3 仪器参数的优化 按仪器使用方法开机预热稳定后，用仪器专用质谱调谐液(Li、Mg、Co、Y、Ce、Tl，1.0 μg/L)对仪器进行最优化调谐，使仪器的分辨率、灵敏度、双电荷和氧化物等各项技术指标均符合测定要求。仪器工作参数：射频(RF)功率1 600 W，等离子体气流量15 L/min，载气流量0.34 L/min，稀释气体流量0.59 L/min，氦气流量5.0 mL/min，雾化室温度2 ℃，样品提升泵速率0.5 r/s，样品分析泵速率0.1 r/s；采用玻璃同心雾化器，镍锥截取锥，采样深度10 mm；采集模式：质谱图，积分时间3 s，每峰测定点数3，重复次数3；分析模式：[He]碰撞反应池。

1.2.4 定量测定 仪器参数设置和调谐完成后，打开方法编辑器设置好测定方法和数据处理方法，由三通进样管在线加入内标，观察内标的灵敏度和稳定性情况，符合要求后，将标准系列、试剂空白、样品消化液分别导入仪器。仪器自动绘制标准曲线，由回归方程分别计算出样液中硒元素的浓度。

1.2.5 单因素试验设计

(1) 提取液pH对有机硒测定的影响：试验添加有机硒标液并加水至30 mL，调节提取液的pH，加入环己烷10 mL，超声萃取，微波消解后测定，考察提取液pH值(5.0，5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0)对有机硒加标回收率的影响。

(2) 萃取方法对有机硒测定的影响：称取同一鱼肉样品1.0 g，加入水30 mL，调节样品提取液的pH为7.0，加入环己烷10 mL，分别用分液漏斗萃取和超声萃取，经微波消解后测定，考察不同萃取方法对有机硒测定的影响。

(3) 萃取溶剂对有机硒测定的影响：称取同一鱼肉样品1.0 g，加入水30 mL，调节样品提取液的pH为7.0，加入甲苯或环己烷10 mL，超声萃取，经微波消解后测定，考察不同萃取溶剂对有机硒测定的影响。

(4) 消解方法对有机硒测定的影响：称取同一鱼肉样品1.0 g，加入水30 mL，调节样品提取液的pH为7.0，加入环己烷10 mL，超声萃取，分别使用干灰化法、湿消解和微波消解后测定，考察不同消解方法对有机硒测定的影响。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 提取液pH的影响 运用相似相溶原理，无机硒溶于水，有机硒溶于环己烷；溶液的酸碱度可以改变硒的有机化合物在水和环己烷中的分配系数；不同形态的硒对亚甲蓝的退色时间不同，亚甲蓝在有机硒作用下褪色时间为5～10 min，而无机硒作用下则为30～60 s[7]，根据退色时间不同来判断有机硒的提取效率，经反复试验后发现当溶液的pH值为6.0～7.5时，有机硒在环己烷中溶解最大，并且采用超声配合萃取，样品中的无机硒能够快速完全进入水相中，实现了有机硒和无机硒的完全分离，试验加标回收结果见图1。本试验选择样品提取液的pH为7.0。

2.1.2 萃取方法的选择 对于液液萃取，经典方法有分液漏斗萃取和超声萃取。试验考察了两种萃取方法对有机硒测定的影响，结果见表2。由表2可知，超声萃取的测定结果比分液漏斗萃取的高，稳定性更好。并且相对于超声萃取，分液漏斗萃取方法操作更繁琐，用时更久。故本试验选取超声萃取作为萃取方法。

2.1.3 萃取溶剂的选择 有机硒能溶解于甲苯和环己烷中，甲苯极微溶于水，环己烷不溶于水，这两种溶剂都可用来提取有机硒。试验考察了两种萃取溶剂对有机硒测定的影响，结果见表3。由表3可知，两种萃取溶剂对测定结果没有明显差别，但考虑到甲苯毒性较大，故选择环己烷作为萃取溶剂。

2.1.4 消解方法的确定 试验考察了干灰化法、湿消解和微波3种消解方法对有机硒测定的影响，结果见表4。由表4可知，微波消解法的测试结果最高，平行性最好。干灰化法在高温下进行，有机硒损失最大。湿消解试剂用量大，消解时间长，操作步骤繁多，稳定性差。故本试验选择微波消解作为样品的消解方法。

2.2 精密度试验和方法的检出限

有机硒种类繁多，形态复杂，据报道[8-11]在检出有机硒的食品中大多含有SeCys2和MeSeCys。本试验以在实际样品中加入SeCys2和MeSeCys的方法考察精密度：在称好的样品中加入配制好的有机硒标准混合溶液，加入量0.2 mg/kg，按本方法确定的条件进行重复性试验，由表5可知，其相对标准偏差RSD≤ 5%，方法加标回收率在93.5%～103.0%。本方法用于测定食品中有机硒含量具有较好的精密度。

依据1.2.1条称取1.0 g试样进行样品处理，定容至25 mL，按照1.2.2条配制标准溶液进行测定，连续测定空白试样11次。计算响应值的标准偏差，以仪器响应值的3倍和10倍标准偏差除以工作曲线斜率，再以1.0 g取样量定容至25 mL，计算出本方法的检出限和定量限，线性方程：y=458.4x-0.547 9，拟合系数：0.999 6，检出限：0.45 μg/kg，定量限：1.5 μg/kg。

2.3 方法比对试验

分别用GB 5009.93—2010《食品安全国家标准 食品中硒的测定》的方法测定总硒，DBS 42/002—2014《湖北省食品安全地方标准 富有机硒食品硒含量要求》的方法测定无机硒，本试验建立的方法测定有机硒，结果见表6。由表6可知，本试验建立的方法测定结果与标准方法的比率在94.7%～103.3%，说明该方法可行，结果可信。

2.4 实际样品的测定

将方法应用于市售22种常见食品中有机硒的测定，结果见表7。由表7可知，家禽和水产动物类、藻类、菌类等均含有有机硒，相对而言，牛肝菌中有机硒含量最高，动物肝脏中的含量明显高于其肉体，而饮用水、蔬菜、大米、水果、调味品等未检出有机硒。

3 结论

试验建立了直接测定食品中有机硒的方法，在pH值为7.0的水溶液中加入环己烷超声萃取有机硒，经微波消解萃取液后采用电感耦合等离子体质谱仪进行测定，方法灵敏度高，线性范围广，操作简便，弥补了直接测定食品中有机硒的方法空缺，为客观评价食品的质量提供了科学方法。本试验方法只能够快速测定食品中有机硒总含量，但对有机硒价态的评定和种类的定性，还需要借助质谱联用等技术做进一步研究。

† 比率=有机硒/(总硒-无机硒)×100%。

† “N.D.”表示未检出，定量限为1.5 μg/kg。

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Determination of Organic Selenium in Food by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

GONG Liang1,2XIONGJun1YUYi-gang2

(1.GuangdongDongguanQualitySupervisionTestingCenter,Dongguan,Guangdong523808,China; 2.CollegeofFoodSciencesandTechnology,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou,Guangdong510640,China)

A method was established to direct determination of organic selenium in food. The organic selenium was extracted by adding cyclohexane in aqueous solution with pH value of 7.0, and the content of organic selenium was determined by inductively coupled plasma mass spectrometry after microwave digestion. In the best test conditions, the limit of detection and quantification were 0.45 μg/kg and 1.5 μg/kg, respectively. The recoveries ranged from 93.5% to 103.0%. The method has many advantages such as simple operation, high precision, wide linear range and so on, and can be used for accurate determination of selenium in food. So it has a wide application prospect in practical detection.

Inductively coupled plasma mass; ultrasound extraction; microwave digestion; organic selenium; food

广东省质量技术监督局科技项目(编号：2013ZS01)；广东省科技计划项目(编号：2016B090918103)

龚亮，男，广东省东莞市质量监督检测中心工程师，硕士。

余以刚(1968—)，男，华南理工大学教授，博士。 E-mail: yuyigang@scut.edu.cn

2017—01—03

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.03.013