强化食品中营养元素及有害元素检测方案(ICP-MS)

SSL-CA20-434Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-153 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD. -Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cn Tel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn ICPMS-2030同时测定强化食品中的营养元素及有害元素 ICPMS-153 摘要：参考食品安全国家标准《GB5009.268-2016食品安全国家标准食品中多元素的测定》，利用岛津电感耦合等离子体质谱仪 ICPMS-2030， 快速测定了钙铁锌强化米粉中营养元素及有害元素的含量。实验结果表明：各元素的相关系数r>0.999，方法检出限低，加标回收率介于97%~106%之间，该方法适用于强化食品中营养元素及有害元素的同时测定。 食品营养强化、平衡膳食、应用营养素补充剂是世界卫生组织推荐的改善人群微量营养素缺乏的三种主要措施。食品营养强化是在代营养科学的指导下，根据不同地区、不同人群的营养缺乏状况和营养需要，以及为弥补食品在常加工、储存时造成的营养素损失，在食品中选择性地加入一种或者多种微量营养素或其他营养物质。食品营养强化不需要改变人们的饮食习惯就可以增加人群对某些营养素的摄入量，从而达到纠或预防人群微量营养素缺乏的目的。 而强化食品，是否符合标准添加强化剂，标签值 是否与真实值一致，是当前强化食品检测的重点。 在多种元素杂质的检测方法中，电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法具有同时分析多种元素、灵敏度高、操作简便快捷的特点，已在重金属及有害元素分析中得到广泛应用。本文参照方法 GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》，采用微波消解对钙铁锌强化米粉进行前处理，使用岛津电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS-2030)，测定了强化米粉中 Ca、Fe、Zn强化营养元素及 As、Cd、Ni、Cr等有害元素含量。 1.1仪器 岛津ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪 1.2实验器皿及试剂 实验所用器皿分别为塑料或玻璃材质，使用硝酸溶液((1+1)浸泡24小时后，用去离子水冲洗，干燥备用；实验所用 HNO为电子级试剂，实验用水为超纯去离子水。 1.3样品前处理 称取0.2g(精确至0.0001g)样品(某品牌钙铁锌强化米粉)于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入5mLHNO和2mLH，0，盖上消解盖，静置4小时后，放入微波消解仪中消解，消解程序见表1。消解结束后冷却至室温，转移至50mL容量瓶中，用去离子水定容至50mL， 再用5%硝酸稀释5倍后，摇匀待测。相同的方法制取空白样品和加标回收样品。 表1 微波消解程序 步骤 控制温度(℃) 升温时间 (min) 恒温时间 (min) 消解程序 1 120 5 5 2 180 5 15 表2|(ICP-MS 分析条件 参数 参数设定 参数 参数设定 高频功率 1.20kW 等离子体气 9.0 L/min 辅助气 1.10 L/min 载气 0.70 L/min 炬管类型 Mini 炬管 雾化器 同心雾化器 雾化室 旋流雾室 雾化室温度 5℃ 采样深度 5.0 mm 高频频率 27.12MHz 碰撞气 He 碰撞气流速 6 mL/min 池电压 -21V 能量过滤器电压 7.0V 结果与讨论 2.1标准曲线溶液配制 使用5% HNO将 Ca、Fe、Zn、P、As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Li、Mn、Ni、Pb、Sr、Se、Tl和Ⅴ等多元素稀释配制成混合标准溶液序列，各元素的标准溶液浓度见表3。内标元素为Sc、和Ge，浓度均为500ug/L。 表3 标准溶液浓度及分析质量数 元素 质量数 标准曲线浓度(ug/L) (amu) Blank STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 STD7 STD8 STD9 STD10 Ca 44 0 --- --- --- --- --- 1000 2000 5000 10000 P* 31 0 --- --- --- --- - -- 1000 2000 5000 10000 As 75 0 0.50 1.00 5.00 10.0 ---一 --- --- --- --- Ba 137 0 0.50 1.00 5.00 10.0 Cd 110 0 0.50 1.00 5.00 10.0 -- --- -- Co 59 0 0.50 1.00 5.00 10.0 --- --- Cr 52 0 0.50 1.00 5.00 10.0 --- --- --- -一- Cu 63 0 0.50 1.00 5.00 10.0 50.0 - Fe 57 0 0.50 1.00 5.00 10.0 50.0 109 Li* 0 0.50 1.00 5.00 10.0 --- --- --- --- -- Mn 55 0 0.50 1.00 5.00 10.0 -- -- -- -- Ni 60 0 0.50 1.00 5.00 10.0 -- --- -- --- Pb 208 0 0.50 1.00 5.00 10.0 -- -- Sr 88 0 0.50 1.00 5.00 10.0 --- --- --- --- Se 78 0 0.50 1.00 5.00 10.0 --- --- --- - -- TL 205 0 0.50 1.00 5.00 10.0 V 51 0 0.50 1.00 5.00 10.0 --- --- --- .-- --- Zn 68 0 0.50 1.00 5.00 10.0 50.0 109 --- --- --- --- 注：*为采用No Gas 模式分析 2.2部分元素标准曲线 浓度=64.67117*1-66.08624 浓度=5.829541*1-1.590125 0.99999 BEC= 66.08624 (ug/L)3g=10.28817 (ug/L) 10o=34.29389(ug/L) r=0.99999 BEC= 1.590125 (ug/L) 3g=0.3761483(ug/L)10g=1.253828 (ug/L) 图1 Ca元素的标准曲线 r=0.99999 图2 Fe 元素的标准曲线 r=0.99999 浓度=5.543183*1-1.852921r= 0.99991 BEC= 1.852921 (ug/L) 3g=0.0814544 (ug/L)10o=0.2715148(ug/L 浓度=7.414100*1-0.1010352 r=0.99997 BEC=0.1010352(ug/L)3a=0.0232121(ug/L) 10a=0.0773736(ug/L 图3 Zn元素的标准曲线r=0.99991 图4 As 元素的标准曲线 r=0.99997 2.3样品分析结果及加标回收率 按照实验方法，对空白溶液重复测定11次，取3倍强度的标准偏差除以曲线斜率求得各元素的仪器检出限；使用 ICPMS-2030 测定钙铁锌强化米粉中的多元素含量，并进行加标回收实验。实验结果见表 4。 表4 样品分析结果及加标回收率 元素 检出限 测定值 样品含量 加标浓度 加标后测试 加标回收率 (ug/L) (ug/L) (mg/Kg) (ug/L) (ug/L) (%) 44Ca 10.3 3970 4957 5Fe 0.38 58.7 73.3 49.4 111 105.8 68Zn 0.08 38.2 47.7 49.4 89.2 103.2 31P* 5.30 2610 3259 75As 0.02 N.D. N.D. 0.51 0.534 104.7 137Ba 0.011 1.45 1.81 4.81 6.42 103.3 110cd 0.012 N.D. 0.51 0.498 97.6 5Co 0.003 0.057 0.072 0.51 0.577 101.9 5cr 0.022 1.21 1.51 4.81 5.96 98.8 65Cu 0.063 2.54 3.17 4.81 7.26 99.1 'Li* 0.003 0.034 0.043 0.51 0.56 102.5 55Mn 0.019 4.76 5.94 4.81 9.58 100.2 60Ni 0.032 0.587 0.73 0.51 1.12 104.5 208Pb 0.036 1.94 2.42 4.81 6.74 99.8 78Se 0.15 N.D. 4.81 5.07 105.4 88Sr 0.011 2.21 2.75 4.81 7.10 101.9 205TL 0.0008 N.D. 一- 0.51 0.52 101.9 51y 0.002 0.021 0.026 0.51 0.53 100 备注：1、、**为使用No Gas 模式；2、N.D.表示未检出 结论 参照方法 GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》，使用岛津电感耦合等离子体质谱仪 (ICPMS-2030)测定了钙铁锌强化米粉中的营养元素及有害元素的含量。元素线性关系及重复性好，定量准确，各元素的相关系数r>0.999，加标回收率在97~106%之间。该方法样品前处理方便，操作简便、快速，可以满足强化食品中多元素测定要求。 岛津应用云 强化食品，是否符合标准添加强化剂，标签值是否与真实值一致，是当前强化食品检测的重点。在多种元素杂质的检测方法中，电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法具有同时分析多种元素、灵敏度高、操作简便快捷的特点，已在重金属及有害元素分析中得到广泛应用。本文参照方法GB   5009.268-2016《食品安全国家标准   食品中多元素的测定》，采用微波消解对钙铁锌强化米粉进行前处理，使用岛津电感耦合等离子体质谱仪（ICPMS-2030），测定了强化米粉中Ca、Fe、Zn强化营养元素及As、Cd、Ni、Cr等有害元素含量。元素线性关系及重复性好，定量准确，各元素的相关系数r＞0.999，加标回收率在97~106%之间。该方法样品前处理简单，操作简便、快速，可以满足强化食品中多元素测定要求。