CN110954589B - Icp-ms测定食品添加剂中砷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种ICP‑MS测定食品添加剂中砷的方法,属于食品检测技术领域。该方法包括以下步骤:标准品溶液的配制:取砷单元素标准溶液,制备得到系列标准品溶液,备用;内标溶液配制:取锗单元素标准溶液,配制得到预定浓度的内标溶液,备用;样品前处理:称取食品添加剂样品,置于微波消解内罐中,加入硝酸,按照预定条件进行消解,消解完后继续加热去除硝酸,转移消解液,定容,得样品溶液;上机检测:吸取上述样品溶液,以电感耦合等体子体质谱仪,蠕动泵在线加入内标,进行检测,计算得到样品中砷的含量。该方法能够快速、方便的检出食品添加剂中的砷,且具有检测限、定量限低,精密度高,回收率好的优点。

Description

ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法
技术领域
本发明涉及食品检测技术领域,特别是涉及一种ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法。
背景技术
食品添加剂作为一种“为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或者天然物质”,在改善食品感官质量、改进食品加工工艺、提高食品生产效率、延长食品贮存期等方面功不可没。
然而,食品添加剂中含有重金属砷,砷是一种毒性很大的元素,它广泛存在于自然界中,长期低剂量的摄入砷化物达一定程度会导致慢性砷中毒。砷及含砷的化合物被世界卫生组织国际癌症研究所列为致癌物质,砷的含量测定是食品添加剂的重要检测指标,国家标准规定食品添加剂中砷不超过2.0mg/kg。目前,检测食品添加剂中砷的方法有砷斑法,原子荧光法,分光光度法等,这些方法操作均具有相对繁琐的缺陷。
发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法,该方法具有灵敏度高,干扰少,线性范围宽的优点。
一种ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法,包括以下步骤:
标准品溶液的配制:取砷单元素标准溶液,制备得到系列标准品溶液,备用;
内标溶液配制:取锗单元素标准溶液,配制得到预定浓度的内标溶液,备用;
样品前处理:称取食品添加剂样品,置于微波消解内罐中,加入硝酸,按照预定条件进行消解,消解完后继续加热去除硝酸,转移消解液,定容,得样品溶液;
上机检测:吸取上述样品溶液,以电感耦合等体子体质谱仪,蠕动泵在线加入内标,进行检测,计算得到样品中砷的含量。
上述ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法,用于测定食品添加剂中的砷,具有灵敏度高,干扰少,线性范围宽的优点。
上述硝酸直接选用浓硝酸,即质量分数约为65%左右的浓硝酸。
在其中一个实施例中,所述标准品溶液的配制步骤中,所述系列标准品溶液中砷的浓度为0-40.0μg/L。将砷浓度控制在此范围内,具有检测准确度高、可靠性好的优点。
在其中一个实施例中,所述系列标准品溶液中砷的分别浓度为0μg/L、0.4μg/L、1.0μg/L、4.0μg/L、20.0μg/L、40.0μg/L,所述标准品溶液的溶剂为1%硝酸溶液。
在其中一个实施例中,所述内标溶液配制配制步骤中,所述内标溶液中锗的浓度为80-120μg/L。以该浓度的锗(Ge)内标进行检测,具有较好的定量效果。
在其中一个实施例中,所述内标溶液配制配制步骤中,所述内标溶液的溶剂为1%硝酸溶液。
在其中一个实施例中,所述样品前处理步骤中,所述食品添加剂包括:膨松剂、增稠剂、面粉稳定剂。
在其中一个实施例中,所述样品前处理步骤中,按照20-30ml硝酸/1g样品的量加入硝酸进行微波消解。针对样品特性,以该配比进行微波消解,具有较好的消解效果。
在其中一个实施例中,所述样品前处理步骤中,先在85-95℃预处理15-25min,再按照预定条件进行消解,消解后于110-130℃加热100-140min。
在其中一个实施例中,所述微波消解按照如下梯度升温进行消解:以5min升温至120℃,恒温保持10min;再以5min升温至150℃,恒温保持20min;再以5min升温至180℃,恒温保持20min。硝酸浓度为65%时,沸点为120℃。第一步设置120℃,让其进行初步消解。第二步设置150℃,能消解含高含量的蛋白质样品等。第三度设置180℃,能够消解含高含量的脂肪样品。逐步升温,逐步加温,有利于把样品中各种有机物质消解完全。
在其中一个实施例中,所述上机检测步骤中,以电感耦合等体子体质谱仪检测的参数条件如下:
Figure BDA0001812156860000021
上述检测条件,能够准确稳定的检测经前处理后的待测样品溶液。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明的一种ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法,采用ICP-MS技术进行检测,且选用了锗(Ge)作为内标,经过前处理过程和检测条件的相互配合,能够快速、方便的检出食品添加剂中的砷,且具有检测限、定量限低,精密度高,回收率好的优点。
附图说明
图1为实施例2中砷(As)标准曲线。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
下述实施例所用试剂和仪器如下:
1、试剂:
GB/T 6682中规定的一级水;硝酸(HNO3),优级纯,广州市金华大化学试剂有限公司;1%的硝酸溶液:取10mL硝酸,缓慢加入950mL一级水中,定容至1000mL,混匀待用;
标准物质:砷单元素标准溶液(1000mg/L)GBW08611,15105,中国计量科学研究院。锗单元素溶液标准物质(1000mg/L)GSB 04-1728-2004,169012,国家有色金属及电子材料分析测试中心。质谱调谐液Li,Y,Ce,Ti,Co(10μg/L),美国安捷伦科技公司。
2、仪器:
Aglient 7700x电感耦合等体子体质谱仪,美国安捷伦科技公司;电子天平/220g,0.1mg(BS110S/13437057),可调式移液器(Thermo 5~50μL;20~200μL;100~1000μL),超纯水机(Milli-Q IQ7000)。
实施例1
一种ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法,包括以下步骤:
1、标准品溶液的配制。
1.1砷标准储备溶液配制
精密吸取浓度为1000mg/L的砷单元素标准溶液1mL于10mL容量瓶中,用1%硝酸溶液定容至刻度,混匀,此溶液中砷的浓度为100mg/L。再精密吸取浓度为100mg/L的砷单元素标准中间储备液2mL定容至10mL容量瓶中,得到浓度为200μg/L的砷单元素标准中间储备液。
1.2砷标准使用液的配制
砷标准系列工作曲线:分别精密吸取砷单元素标准溶液(200μg/L)0μL、20μL、50μL、200μL、1000μL、2000μL于10mL,用1%硝酸溶液定容至刻度,混匀,此标准使用液中砷的浓度为0μg/L、0.4μg/L、1.0μg/L、4.0μg/L、20.0μg/L、40.0μg/L。
2、内标溶液配制。
精密吸取浓度为1000mg/L的锗单元素标准溶液1mL于100mL容量瓶中,用1%硝酸溶液定容至刻度,混匀,此溶液中锗的浓度为10mg/L。再精密吸取浓度为10mg/L的锗单元素标准中间储备液1mL定容至100mL容量瓶中,得到浓度为100μg/L的锗单元素溶液。
3、样品前处理。
称取食品添加剂固体样品0.25g(精确至0.01g)于微波消解内罐中,加入6mL硝酸,90℃加热20min预处理,旋紧罐盖,盖好安全阀、盖子,套上陶瓷外罐,按照表1条件进行消解,消解完后,120℃加热120min,用少量水洗涤内罐,分次转移消解液,定容至25mL。
表1微波消解条件
Figure BDA0001812156860000041
4、上机检测。
取上述制备得到的样品溶液,以电感耦合等体子体质谱仪,蠕动泵在线加入内标,按照下表2的操作参数进行检测,计算得到样品中砷的含量。
表2 Aglient 7700x ICP-MS操作参数
Figure BDA0001812156860000042
Figure BDA0001812156860000051
开机,当仪器真空度达到要求时,使用调谐液调整仪器各项指标,使仪器灵敏度、氧化物、双电荷分辨率等各项指标达到测定要求,然后编辑测定方法、干扰方程及选择测定元素As 75,引入在线内标溶液,观测内标灵敏度、调P/A指标,符合要求后,将实际空白、标准系列、样品溶液分别测定。选择元素内标Ge 72,选择各标准,输入各参数,绘制标准曲线、计算回归方程,并计算得到样品中砷的含量。
实施例2
实施例1的ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法的方法学验证。
1、标准曲线。
准确制取浓度如实施例1中的标准溶液,依次测量绘制标准曲线,浓度作为横坐标,待测元素质谱信号与内标元素质谱信号的强度比作为纵坐标,绘制标准曲线,结果如图1。
由图1可看出,拟合得到的标准曲线,相关系数R=0.9995,线性方程为y=0.0076×X-0.000028816。
2、检出限与定量限。
通过20次样品空白测试,20次样品浓度标准偏差SD为0.097,检出限(LOQ)3SD为0.030μg/L,定量限(LOD)10SD为0.098μg/L。当样品称样量为0.25g,采用微波消解,定容体积为25mL,则方法检出限为0.0030mg/kg,定量限为0.0098mg/kg。
3、方法加标回收率。
在样品中加入一定量的砷标准溶液,经样品前处理后,上机测定,计算加标回收率,结果见表3。
表3回收率的检测结果
Figure BDA0001812156860000052
Figure BDA0001812156860000061
根据GB/T 27404-2008《实验室质量控制规范食品理化检测》中对精密度的规定,含量范围为<0.1mg/kg,回收率范围为60-120%,证明实施例1的ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法回收率符合要求,且检测准确性高。
4、方法精密度。
精密度是对同一样品溶液进行7次平行测定所得到的相对标准偏差(RSD)。精密度结果如表4。
表4方法精密度
Figure BDA0001812156860000062
根据试验结果,7次平行样品溶液间的相对标准偏差RSD为8.5%,根据GB/T27404-2008《实验室质量控制规范食品理化检测》中对精密度的规定,含量范围为0.01mg/kg~0.1mg/kg的精密度要求为RSD<15%,证明实施例1的ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法回收率符合要求,且检测重现性好,可靠性高。
上述实验结果表明,本发明的ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法,其线性关系、加标回收率和精密度等均满足分析要求。与《GB 5009.76-2014食品安全国家标准食品添加剂中砷的测定》中的采用的氢化物原子荧光法对比,该方法的检出限更低,干扰较少,操作也更为方便,快速。因而采用电感耦合等离子体法测定食品添加剂中的砷可在实际检测应用中推广。
实施例3
以实施例1的方法对膨松剂、增稠剂、面粉稳定剂等食品添加剂中的砷进行检测,结果如下表所示。
表5不同食品添加剂中砷含量检测
Figure BDA0001812156860000071
从上述结果可知,本发明的ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法,可用于多种食品添加剂中砷含量检测,且具有结果稳定可靠的效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法,其特征在于,包括以下步骤:
标准品溶液的配制:取砷单元素标准溶液,制备得到系列标准品溶液,备用;所述标准品溶液的配制步骤中,所述系列标准品溶液中砷的浓度为0-40.0μg/L,所述标准品溶液的溶剂为1%硝酸溶液;
内标溶液配制:取锗单元素标准溶液,配制得到预定浓度的内标溶液,备用;所述内标溶液配制步骤中,所述内标溶液中锗的浓度为100μg/L,所述内标溶液的溶剂为1%硝酸溶液;
样品前处理:称取食品添加剂样品,置于微波消解内罐中,加入浓硝酸,按照预定条件进行消解,消解完后继续加热去除硝酸,转移消解液,定容,得样品溶液;所述样品前处理步骤中,按照20-30ml浓硝酸/1g样品的量加入浓硝酸进行微波消解;
所述样品前处理步骤中,先在85-95℃预处理15-25min,再按照预定条件进行消解,消解后于110-130℃加热100-140min;所述微波消解按照如下梯度升温进行消解:以5min升温至120℃,恒温保持10min;再以5min升温至150℃,恒温保持20min;再以5min升温至180℃,恒温保持20min;
上机检测:吸取上述样品溶液,以电感耦合等体子体质谱仪,蠕动泵在线加入内标,进行检测,计算得到样品中砷的含量;
以电感耦合等体子体质谱仪检测的参数条件如下:
Figure FDA0003863453330000011
2.根据权利要求1所述的ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法,其特征在于,所述系列标准品溶液中砷的分别浓度为0μg/L、0.4μg/L、1.0μg/L、4.0μg/L、20.0μg/L、40.0μg/L。
3.根据权利要求1所述的ICP-MS测定食品添加剂中砷的方法,其特征在于,所述样品前处理步骤中,所述食品添加剂包括:膨松剂、增稠剂、面粉稳定剂。
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