婴幼儿配方奶粉中8种常微量元素分析方法的研究

范芳芳，魏宁果，边文文

（陕西省产品质量监督检验研究院，陕西西安 710048）

0 引言

近年来，国内外频繁爆发婴幼儿配方奶粉安全问题[1]，引起了各界关注。尤其是2008年三聚氰胺奶粉事件震惊全国，严重打击了消费者的信心。因此婴幼儿配方奶粉的安全问题成为了乳品行业急需解决的问题[2]。同时快速高效地测定婴幼儿配方奶粉中多种元素，可以有效控制市面上奶粉品质，重塑消费者信心，保障食品安全[3]。

目前，常微量元素的分析方法有原子吸收光谱法 （Atomic absorption spectrometry，AAS）[4]、电子耦合等离子发射光谱法（Inductively coupled plasma atomicemission spectroscopy，ICP-OES）[5]和电子耦合等离子质谱法（Inductively coupled plasma mass spectroscopy，ICP-MS[6]）等，其中电子耦合等离子发射光谱法（ICP-OES）灵敏性高、动态线性范围宽，能够同时测定多种元素，且具有较低的检出限[7-8]，价格相比电子耦合等离子质谱法（ICP-MS）比较低廉，适合范围更广[9]。试验采用电子耦合等离子发射光谱法对乳粉中8种元素的含量进行测定。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

iCAP 7000型电感耦合等离子体发射光谱仪，赛默飞世尔科技有限公司产品；30%双氧水，优级纯，国药集团化学试剂有限公司产品；超纯水，电阻率18.2 mΩ·cm2，四川优普超纯科技有限公司产品；EH201型电热板、EHD-24型赶酸板，北京东航科学仪器有限公司产品；陶瓷纤维马弗炉，奥普勒仪器有限公司产品；MARS6型高通量密闭微波消解仪，美国CEM公司产品；BSA224S型电子天平，赛多利斯科学仪器有限公司产品；硝酸，优级纯，默克化工技术有限公司产品；钠、钾、钙、镁、铁、锌、铜、锰标准溶液（1 000 μg/mL），国家有色金属及电子材料分析测试中心提供。

1.2 仪器条件

RF功率1 150 W，泵速50 r/min，辅助气流量0.5 L/min，雾化器气体流量0.7 L/min，冷却气流量12 L/min。

1.3 试验设计

1.3.1 湿法消解法（电热板消解法）

参见GB 5009.268—2016中第二法12.2.3。

1.3.2 干式消解法

参见GB 5009.268—2016中第二法12.2.3。

1.3.3 微波消解法

称取0.4 g(精确至0.001 g)试样于微波消解内罐中，加入7 mL硝酸，加盖放置1 h或过夜，再加2 mL H2O2旋紧外罐，置于微波消解仪中进行消解。冷却后取出内罐，置于可调式控温电热板上，于150℃下赶酸至近干，用水定容至50 mL，混匀备用。同时做空白试验。

1.4 混合标准系列溶液的制备

将单元素的标准储备液用硝酸溶液（5+95）稀释成一定浓度的标准中间液。精确吸取适量单元素标准贮备液或中间液，用硝酸溶液（5+95）稀释配成混合标准溶液系列。

2 结果与分析

2.1 分析谱线的选择

待测元素谱线的选择应该考虑需要的线性范围、基体、干扰等。一般微量和痕量元素首先考虑选择灵敏线，主量元素选择次灵敏线。首先选择3～5条不同波长较灵敏的谱线作为分析谱线，选择测定结果相近，曲线相关系数高、强度高、干扰小（积分位置居中，两边背景低而平）的谱线作为最终分析谱线。

待测元素分析谱线见表1。

表1 待测元素分析谱线/nm

2.2 线性关系、检出限

按照参数条件，对混合标准溶液进行ICP-OES分析。以ICP强度为纵坐标、标准品的质量浓度为横坐标绘制标准曲线。结果显示，8种元素呈现良好的线性关系，相关系数R2均大于0.999。另外，也进行检出限（LOD） 和精密度试验，规定11次重复测定样品空白溶液，得到的3倍标准偏差值即为检出限。

8种元素的线性方程、相关系数、检出限及定量限见表2。

表2 8种元素的线性方程、相关系数、检出限及定量限

由表2可以看出，标准曲线的相关系数均大于0.999，检出限在 0.21～8.50 mg/kg。

2.3 3种方法重复性比较

分别使用湿法消解法、干化法（灰化法）、微波消解法3种方法对同一婴幼儿乳粉样品进行前处理（附加标试验），并使用ICP-OES对样品的3种前处理方法测定金属元素。

湿法消解法8种元素的含量见表3，干式消解法（灰化法） 8种元素的含量见表4，微波消解法8种元素的含量见表5。

表3 湿法消解法8种元素的含量

表4 干式消解法（灰化法）8种元素的含量

由表3～表5可以看出，微波消解法明显优于另外2种方法，湿法消解测得的各常微量元素含量略低于微波消解法，其原因可能是所加的酸含量不够[10-11]，致使样品没有消解完全，由此可知微波消解法相比起湿法消解具有省时省力、试剂用量少、避免易挥发元素损失、改善环境、节约能源等优点。干式消解法所得到的各常微量元素含量明显低于另外2种方法，且稳定性和重复性差，这可能是由于超高温条件致使某些元素挥发[12-13]。

表5 微波消解法8种元素的含量

2.4 ICP-AES法对质控样品及回收测定率测定

采用试验中的方法对中国检验检疫科学研究院测试评价中心的婴幼儿配方乳粉（QC-IP-001）质控样品进行测定。

品控样品测定结果见表6。

表6 品控样品测定结果

由表6可以看出，所有元素的测定结果都在证书要求范围内，结果满意。精密度是指多次重复测量值的离散程度，是保证准确度的先决条件。通常用相对标准偏差（RSD）表示，各元素的相对标准偏差均小于2%，回收率在84.6%～103.5%，说明该方法准确有效且可靠。

2.5 ICP-AES实际样品的测定

试验中采取上述方法对陕西某羊乳粉的样品进行了测定。测试结果均满足标准要求，该方法在实际试验中可靠。

ICP-OES对实际样品的测定结果见表7。

3 结论

试验对比研究了利用湿法消解、干式消解法和微波消解处理样品，采用电感耦合等离子体发射光谱法同时测定乳粉中的8种元素，结果表明，微波消解法-电子耦合等离子体发射光谱法步骤简单、试剂用量少、环境友好、线性关系好、方法精确度高、稳定性强、价格适中，还具备多元素同时检测能力。该方法大大提高了检测效率，缩短了检测时间，适合日常检验的需要。

表7 ICP-OES对实际样品的测定结果