运动营养品中营养元素及有害元素检测方案(ICP-MS)

SSL-CA22-001Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-184 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.cnTel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn ICPMS-2030系列测定运动营养品中的营养元素及有害元素 |CPMS-184 摘要：参考 GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》，加入硝酸和过氧化氢对运动营养品进行微波消解，使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了运动营养品蛋白粉中钾、钠、钙、镁、砷、镉、铬、铅、汞、铜、锰、镍、锶、钴等23种元素的含量。分析结果表明，方法检出限低，准确度好，加标回收率88.5%~113%，适合运动营养品中营养元素及有害元素的同时检测。 关键词：微波消解|(ICP-MS 运动营养品蛋白粉 营养元素有害元素 运动营养品是日常膳食的一种补充，运动员们会选择一些运动营养品来帮助自己提高成绩保持状态。随着消费者运动意识与健康认知的提升，运动营养品已广泛应用于健美和日常锻炼中。蛋白粉作为运动营养品的一种，它可以提高运动能力，已在运动员和健身人群中广泛使用，它可以补充人体内的糖储备(糖原)，避免蛋白质的分解。同时可以促使身体胰岛素的分泌，胰岛素对于肌肉的恢复和增长具有重要的促进作用。 我国对食品安全有着严格的监控， GB2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》明确规定了 实验部分 1.1仪器 食品中重金属的限量要求， GB24154-202X《食品安全国家标准运动营养食品通则》 (草案)也规定了运动营养食品可添加的营养素种类和含量。而相对应的，GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》明确规定了食品中重金属检测方法。 电感耦合等离子体质谱法((ICP-MS)具有灵敏度高、检出限低、线性范围广等特点，本文以蛋白粉为例，参考标准 GB 5009.268-2016，使用微波消解仪对样品进行前处理，使用岛津ICPMS-2030系列则定了运动营养品蛋白粉中钾、钠、钙、镁、铁等营养元素及砷、镉、铬、铅、汞、铜、锰、镍、锌、锶、钴等有害元素的含量。 ICP-MS仪器分析条件见表1。 表1 ICP-MS分析条件 参数 参数设定 参数 参数设定 高频功率 1.20 kW 等离子体气流速 9.0 L/min 辅助气流速 1.10 L/min 载气流速 0.70 L/min 炬管类型 Mini 炬管 雾化器 同心雾化器 雾化室 旋流 雾化室温度 采样深度 5.0 mm 高频频率 27.12MHz 碰撞气体 He 碰撞气流速 6mL/min 池电压 -21V 能量过滤器电压 7.0V 样品前处理 准确称取 0.2g样品于微波消解罐中，加入6mL HNO和2mL H202， 置于微波消解仪中消解，升温程序见表2。消解结束后，冷却，转移至50mL离心管中，加入1000 mg/L 金溶液100uL， 定容至50mL，混匀备用，同时做空白和加标试验。 表2 微波消解程序 步骤 控制温度(℃) 升温时间 (min) 恒温时间 (min) 120 5 5 2 150 5 10 3 190 5 30 结果与讨论 3.1标准曲线和检出限 使用2% HNO3将多元素溶液稀释为0、0.20、0.50、1.0、2.0、5.0、10、20、50、100 pg/L 的标准序列，钾、钠、钙、镁标准序列为0、0.20、0.50、1.0、5.0、10 mg/L，根据样品中元素实际情况调整标准曲线线性范围；Hg标准序列为0、0.20、0.50、1.0、2.0 ug/L(含2 mg/L金溶液)。标准曲线见图1~图4，连续测量空白溶液计算仪器检出限(IDL)和方法检出限(MDL)， IDL 和 MDL结果见表3。 浓度=0.0053131*1+0.0126372r= 1.00000BEC= ---(ug/mL)3a=0.0013114 (ug/mL) r= 0.99997BEC= ---(ug/mL)3a=9.9505e-004 (ug/mL) 图1 K元素标准曲线 图2 Na元素标准曲线 r=1.00000BEC= 0.0753041 (ug/L) 3a=0.0165814 (ug/L) r==0.99999BEC= 0.0126765 (ug/L)3g=7.5110e-004(ug/L) 图3 Pb 元素标准曲线 图4 TI元素示准曲线 表3 仪器检出限和方法检出限 元素 质量数 相关系数 IDL(ug/L) MDL(ug/kg) GB5009.268-2016 检出限要求(ug/kg) K 39 1.00000 1 758 3000 Na 23 0.99997 0.9 625 3000 Ca 44 0.99999 6 2250 3000 Mg 24 0.99998 0.3 280 3000 Fe 56 0.99968 0.379 238 3000 As 75 0.99999 0.016 5 5 Ba 138 0.99994 0.008 5.12 50 Be 9 0.99999 0.004 2.84 --- Bi 209 0.99999 0.007 4.55 Cd 110 0.99945 0.010 3 5 Co 59 0.99987 0.006 2 3 Cr 52 0.99968 0.011 7.01 200 Cu 65 0.99995 0.32 200 200 Hg 202 0.99957 0.009 3 3 Li 7 0.99991 0.081 51.2 --- Mn 55 0.99908 0.18 115 300 Ni 62 0.99941 0.12 77.7 500 Pb 208 1.00000 0.016 10.4 50 Sb 121 0.99965 24 2.3 30 Se 78 0.99986 0.075 25 30 Sr 88 0.99995 0.007 4.55 500 Tl 205 0.99999 0.0007 0.2 0.3 V 51 0.99966 4.0 0.39 5 3.2样品测试结果 样品按照前处理程序处理后，使用内标法，在线加标测定，测定结果见表4和表5，样品加标回收率为88.5%~113%。 表4蛋白粉中常量元素测定结果 元素 质量数 内标 测定值 (mg/L) RSD% (n=3) 结果 (mg/kg) 加标量 (mg/L) 回收率 (%) K 39 4Sc 3.07 0.86 5.82×10 2.0 98.5 Na 23 45Sc 2.27 2.30 4.30×10 2.0 88.5 Ca 44 45Sc 6.10 1.25 1.16×10* 2.5 98.8 Mg 24 4Sc 1.83 0.88 694 2.0 107 备注：按照GB5009.268-2016，计算结果保留3位有效数字。 表5 蛋白粉中微量元素测定结果 元素 质量数 内标 测定值 (ug/L) RSD% (n=3) 结果 (ug/kg) 加标量 (ug/L) 回收率 (%) Fe 56 72Ge 38.1 0.51 7.22×10 20 105 As 75 12Ge N.D. 0.45 91.2 Ba 138 103Rh 1.59 3.90 301 5.0 92.2 Be 9 103Rh N.D. 0.45 91.5 Bi 209 185Re 0.09 2.84 17.1 0.45 89 Cd 110 103Rh 0.16 3.83 30.3 0.45 89.7 Co 59 103RF 0.98 0.57 186 0.45 106 Cr 52 45SC 0.58 2.70 110 0.45 94.1 Cu 65 Ge 8.00 2.34 1.52×10° 20 94.0 Hg 202 209Bi 0.08 3.13 15.2 0.10 89.8 Li 7 45Sc 0.56 1.15 106 0.45 100 Mn 55 12Ge 3.13 1.33 593 5.0 88.5 Ni 62 Ge 2.38 1.96 451 20 92.3 Pb 208 187Re 0.28 1.64 54.2 0.45 94.4 Se 78 Ge 3.84 3.62 727 20 99.7 Sr 88 12Ge 10.1 1.43 1.91×10° 20 113 TI 205 185Re N.D. 0.45 98.4 V 51 45SC 0.04 4.91 7.48 0.45 98.8 238 185 Re 0.05 1.90 10.7 0.45 95.8 备注：1.按照GB5009.268-2016，计算结果保留3位有效数字；2.N.D.表示未检出。 结论 参考 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ICPMS-2030 系列电感耦合等离子体质谱仪测定了运动营养品蛋白粉中多元素含量。实验结果表明，该方法检出限低，准确度好，加标回收率88.5%~113%，适合运动营养品中钾、钠、钙、镁、铁等营养元素及砷、镉、铬、铅、汞、铜、锰、镍、锶、钴等有害元素的同时检测。 岛津应用云 参考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ICPMS-2030系列电感耦合等离子体质谱仪测定了运动营养品蛋白粉中多元素含量。实验结果表明，该方法检出限低，准确度好，加标回收率88.5%~113%，适合运动营养品中钾、钠、钙、镁、铁等营养元素及砷、镉、铬、铅、汞、铜、锰、镍、锶、钴等有害元素的同时检测。