等离子体光谱法测定酱腌菜中钡含量的方法研究

张喜琦，陈晓媛，高喜凤，赵发

(山东省食品药品检验研究院，济南 250100)

等离子体光谱法测定酱腌菜中钡含量的方法研究

张喜琦，陈晓媛，高喜凤，赵发

(山东省食品药品检验研究院，济南 250100)

钡盐对生物体有较大毒性，酱腌菜受钡盐污染的风险较大。文章采用微波消解进行样品处理，采用等离子体原子发射光谱法对酱腌菜中的钡进行测定。测定的精密度为0.93%～1.88%，加标回收率为90.0%～104.2%，对相关国家标准物质的测定结果与标准值相吻合。该方法操作简便，结果稳定性好，具有比国家标准更高的准确度和精密度，是钡检测中值得推广的一种理想的检测方法。

等离子体原子发射光谱；酱腌菜；钡；测定

钡是一种有毒元素，其可溶性钡盐对生物体有较大的毒性[1]，随着现代社会工业和科学技术的发展，钡及钡盐被应用于很多领域。钡的毒性作用与溶解度有关，溶解度愈高，毒性愈大。由于制盐工业中钡卤水中含有大量氯化钡，如四川、湖北一带所产钡黄卤，含氯化钡高达2～4 g/L。当蒸发过程中，析出食盐时，氯化钡随母液一道附着于盐粒上，干燥后，氯化钡便析出混合于食盐中，成为钡盐[2]。氯化钡属有毒物质，人食用后会出现中毒症状，甚至造成死亡。我国传统食品酱腌菜是我国各族人民喜欢的调味副食品之一。由于酱腌菜清脆爽口，鲜甜脆嫩，具有咸鲜辛辣等独特香味，又具有一定的营养价值，因此深得群众青睐，成为人们日常生活中常见的调味食品。但是由于酱腌菜需要大量的食盐进行腌制，因此容易引入钡盐的污染。尤其是有些不法商贩为了节约成本，在腌制过程中加入工业盐，增大了酱腌菜钡污染的风险。

目前国家标准中没有食品中钡的通用测定方法。GB/T 5009.42-2003《食盐卫生标准的分析方法》中规定食盐中钡的测定方法为比浊法。比浊法检测精度低，对于基体复杂的样品会产生沉淀干扰，造成较大测定误差，难以满足酱腌菜中钡含量测定的要求。本文采用电感耦合等离子体光谱法(ICP)测定酱腌菜中的钡，经过对方法准确度和精密度的验证， 可以满足酱腌菜中钡的测定需求。

1 材料与方法

1.1 仪器和设备

美国珀金埃尔默产电感耦合等离子体光谱仪(Optima 8000)；美国CEM微波消解仪；万分之一分析天平；超纯水机。

1.2 试剂

30%过氧化氢(优级纯)、硝酸(优级纯)用亚沸纯化仪纯化，测定用水为超纯水。钡标准溶液：购自中国计量科学研究院，编号GBW(E)080243，100 μg/mL。

1.3 样品前处理

称取约0.5～1.0 g试样于微波消解罐中，依次加入8 mL浓硝酸、1 mL 30%过氧化氢，用微波消解仪消化至溶液澄清透明。取出后在赶酸电热板上150 ℃赶酸至溶液近干，冷却后用蒸馏水定容至25 mL容量瓶中，摇匀待用，同时作样品空白。微波消解仪的工作参数见表1。

表1 微波消解仪的工作参数Table 1 The working parameters of microwave digestion system

1.4 标准曲线

准确移取5 mL钡单元素标准溶液于50 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液稀释至刻度并摇匀，配制成浓度为10 μg/mL的钡单元素标准物质母液。分别移取0，1.00，2.00，4.00，6.00，8.00 mL钡单元素标准物质母液于一组100 mL容量瓶中，用2%硝酸溶液稀释至刻度并摇匀，配制成浓度依次为0，0.1，0.2，0.4，0.6，0.8 mg/L的钡标准工作液系列，以钡元素浓度为横坐标、发射光强度为纵坐标绘制标准工作曲线。

1.5 测量

1.5.1 ICP操作参数选择

因为等离子体光源激发能量很高，可获得大量发射谱线，几乎每种元素的分析线均受到不同程度的光谱干扰，所以ICP操作参数的选择应主要考虑分析元素有较大的谱线强度，同时有较小的背景干扰。从ICP的工作原理可以看出ICP功率、载气流量和观测高度对元素谱线强度影响较大。增大功率可以增强谱线强度，但是有可能造成分析元素部分电离，检出限相应地偏高，适当增大载气流量可以降低分析通道温度，有助于减少电离效应。经试验确定仪器操作参数见表2。

表2 等离子体原子发射光谱仪的工作参数Table 2 The working parameters of plasma-atomic emission spectrometry

1.5.2 样品测定

按表2条件优化好仪器，待仪器预热稳定后，依次将标准曲线溶液、空白溶液、消化好的试样上等离子体原子发射光谱仪进行测定。

2 测试结果及讨论

2.1 测定谱线的选择

由于ICP光源能量高，会产生大量的谱线，因此在选择钡的分析谱线时，除了要保证所选的分析线具有足够高的灵敏度，又要尽量避免其他谱线直接或间接重叠干扰。在实验过程中对钡单元素标准溶液和多元素混合溶液进行波长扫描对比，选择干扰少、灵敏度高的波长作为分析线。选择233.527，455.403，493.408，230.425 nm 4个波长同时进行检测，100 μg/L的钡标准溶液光谱图见图1，标准物质芹菜光谱图见图2。经对比和筛选，分析线确定为455.403 nm。

图1 100 μg/L的钡标准溶液光谱图Fig.1 The spectrogram of 100 μg/L standard solution of barium

图2 标准物质芹菜光谱图Fig.2 The spectrogram of standard material celery

2.2 线性范围和检出限

仪器预热状态稳定后，按表2条件优化好仪器，测定不同浓度钡标准溶液的谱线发射强度，以钡元素发射强度对标准溶液浓度做工作曲线。结果表明：在0～1000 μg/L范围内，钡的浓度与吸光值呈良好的线性关系，线性相关系数r达到0.999以上。标准溶液工作曲线光谱图见图3。

图3 标准溶液工作曲线光谱图Fig.3 The spectrogram of working curve of standard solution

元素检出限指净测量值，等于11次空白测量值的标准偏差3倍时所对应的分析物浓度。在优化后的仪器条件下，连续11次测定空白溶液，测试结果见表3。根据计算得出钡的最低检出限为1.0 μg/L。

表3 空白溶液测试结果Table 3 Test results of blank solution μg/L

2.3 精密度

一般对同一样品连续6次测定，用测定值的相对标准偏差表示测定方法的精密度，选用3种不同的样品，添加5 mg/kg的钡，重复测试6次，经计算，得到等离子体原子发射光谱测定酱腌菜中钡的精密度，见表4。

表4 等离子体原子发射光谱测定钡的精密度Table 4 The precision of barium detected by plasma-atomic emission spectrometry

由表4可知，钡含量在5 mg/kg左右，测试精密度在0.93%～1.88%范围内。说明该方法测定酱腌菜中的钡的稳定性和重现性很好，可以很好地满足试验要求。

2.4 加标回收率

选用3种不同的样品，分别加入0.5，5.0，50.0 mg/kg浓度的钡标准溶液，测定其含量并计算回收率，回收率在90.0%～104.2%之间，结果见表5。

表5 等离子体原子发射光谱测定钡的加标回收率Table 5 The adding standard recovery rate of barium detected by plasma-atomic emission spectrometry

由表5可知，钡0.5 mg/kg添加水平的回收率在91.0%～95.2%之间，5.0 mg/kg添加水平的回收率在97.1%～99.9%之间，50.0 mg/kg添加水平的回收率在99.7%～104.2%之间，说明方法的准确度良好。

2.5 准确度

我们选取国家标准物质紫菜(GBW10023)，芹菜(GBW100248)和大葱(GBW10049)进行测定，来进一步验证方法的准确性，测定结果见表6。

表6 国家标准物质测定结果Table 6 The determination results of national standard materials

由表6可知，等离子体原子发射光谱法测定国家标准物质中钡的测定结果与标准值吻合，充分证实了该方法测定酱腌菜中的钡是准确可靠的。

3 结论

采用电感耦合等离子体发射光谱仪测试酱腌菜中钡的含量，最低检出限为1.0 μg/L。

在455.403 nm波长下测定钡元素，发射强度较大，背景干扰较小，标准曲线线性相关系数达到0.999以上。

钡的溶液浓度与发射强度在很大范围内均呈良好的线性关系，从几十微克每升到一千微克每升范围内测试精密度和准确度都很高。

样品前处理操作步骤简单，上机检测分析时间短，分析效率高。

从实验过程和验证结果看，该测试方法适用于酱腌菜中钡的测定。

[1]王跃兵,黄文丽,李蕴成.微量元素钡与人体健康[J].地方病通报,2009,24(1):81-83.

[2]任海波.现代制盐工业中卤水处理方法选择的研究[D].郑州:郑州大学,2003:19.

Research on Detection of Barium Content in Pickle byPlasma-Atomic Emission Spectrometry

ZHANG Xi-qi, CHEN Xiao-yuan, GAO Xi-feng, ZHAO Fa

(Shandong Institute for Food and Drug Control, Ji'nan 250100,China)

Barium salt has great toxicity to organisms, and the risk of pickles contaminated by barium salt is big. In this paper, determine the barium content in pickles by microwave digestion and plasma-atomic emission spectrometry.The precision of determination of barium is 0.93%～1.88%,the adding standard recovery rate of determination of barium is 90.0%～104.2%. The determination results of the relevant national standard materials correspond to the standard values. Compared with national standards, this method is more simple and it has more stable results, the precision and accuracy of data are better.This method is an ideal detection method, it is worth promoting in barium determination.

plasma-atomic emission spectrometry;pickles;barium;detection

2017-03-15

张喜琦(1973-)，男，山东高密人，副研究员，主要从事食品安全质量分析。

TS255.53

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.08.027

1000-9973(2017)08-0123-04