微波消解—石墨爐原子吸收法測定豬肉中銅鋅的方法研究

　　摘要：建立微波消解-石墨爐原子吸收法測定豬肉中銅鋅元素的方法。優化微波消解條件和石墨爐原子吸收測定條件，方法測定具有良好的線性關系（R2≥0.9990），銅檢出限為4.0ng/mL，鋅檢出限為1.0ng/mL，并且加標回收率在90%-110%之間，精密度小于0.1%。本方法具有快速、準確、可靠、靈敏度高等優點。 
　　我國的豬肉產量已位居世界第一，幾乎占到世界總產量的一半。但是由于我國養豬業豬肉產品衛生質量低，飼料中激素、重金屬泛濫且不時出現違法添加瘦肉精等現象，已嚴重影響我國豬肉安全及出口量。[1]自Braude（1945）發現日糧中添加高劑量銅（125-250mg/kg）可明顯提高豬的生產性能之后，高銅添加劑在生產上得到了廣泛應用。但在現實飼料生產銷售過程中，一些不法生產商和養殖戶，為達到快速生長效果，謀求市場空間及高額利潤，大劑量使用微量元素。例如，由于剛剛斷奶進食飼料的小豬很容易腹瀉，養殖戶發現，添加一定的鋅元素，就可以有效地減少小豬腹瀉。而且從生理表現上來看，高銅高鋅的飼料，會刺激豬體內的微生物的生長和脂肪酶的分泌，使得豬更多地進食，加速了生長，飼料利用率也相對提高[2]，卻不知飼料中過量添加的微量元素，積聚在動物體內，通過其產品傳遞給人類而影響人類健康。 
　　有關豬肉的元素檢測已有大量報道，但都主要集中于有害元素的研究，因此，加強豬肉中銅鋅含量檢測技術的研究，是具有現實而深遠的意義的。微波消解-石墨爐原子吸收法是現行、快速、準確的痕量元素檢測法，本試驗采用微波消解-石墨爐原子吸收法對豬肉中銅鋅含量進行了系統分析。 
　　1 材料與方法 
　　1.1 試劑與儀器 
　　硝酸：優級純，北京化學試劑廠；30% 過氧化氫：優級純，北京化學試劑廠；0.5% 硝酸（體積比）：量取5mL硝酸加入100mL水中，稀釋至1000mL；天平：感量0.01mg。（瑞士梅特勒）；高壓微波消解儀：美國 CEM MARS 5，配備Omni型高壓消解罐；超純水：Millipore Q-Element型號純水機；石墨爐原子吸收儀：德國耶拿Zeenit650。 
　　1.2 樣品的制備 
　　取豬肉樣品，按四分法切分好后，用食品粉碎機打成勻漿，儲存于樣品袋中，保存備用[3]。 
　　1.3 實驗方法 
　　稱取1.0g（精確至0.0002g）制備好的樣品于聚四氟乙烯杯中，加入4mL硝酸，2mL過氧化氫，4mL超純水，空白試驗為加入4mL硝酸，2mL過氧化氫，4mL超純水。上罐，裝入微波消解儀進行消解。消解完成后，將樣液倒入25mL容量瓶中，然后用0.5%硝酸分三次沖洗聚四氟乙烯杯內壁并入25mL容量瓶中，稀釋至刻度。采取石墨爐原子吸收法對樣液進行測定定量。 
　　2 結果與分析 
　　2.1 微波消解程序的優化 
　　本實驗采取的是三步升溫法，平穩上升內罐壓力。通過研究不同的微波溫度和控溫時間對樣品消解的影響，觀察樣品是否消解完全，樣液是否澄清，并測定Cu、Zn的回收率和精密度（表2），確定表1的消解程序最為理想。 
　　2.2 石墨爐原子吸收升溫程序的優化 
　　通常升溫程序包括以下幾個階段：干燥、灰化、原子化、除殘。干燥階段的作用是要去除樣品中的溶劑。干燥溫度的選擇應該略高于溶劑的沸點。蒸發要快，但不能太快，以避免溶劑的濺射，否則會使重現性變差。以銅為例，通過實驗發現，干燥階段起始溫度75℃，終止溫度105℃時，吸光度最大。干燥時間取決于溫度和樣品體積。灰化階段的優化，要考慮以下兩個相矛盾的條件：充分高的溫度和充分長的時間有利于完全去除樣品基體中可能存在的干擾。足夠低的溫度和足夠短的時間可以確保待測物在灰化階段沒有損失。經過實驗，測銅時，灰化溫度900℃保持時間在20s時吸光度最大，保持時間縮短會導致樣品中的銅沒有被釋放出來，保持時間延長會導致樣品中的銅提前揮發掉。原子化階段是核心部分，它直接決定了石墨爐原子吸收法的靈敏度和結果的穩定性，該階段應該選擇高升溫速率進行原子化，以獲得最大的基態原子密度[4]。比如測銅時，原子化溫度為2100℃時吸光度最大，表明2100℃是原子化的最佳條件。另外，原子化時還要合理選擇原子化開始至原子吸收信號回到基線時的這段時間間隔，長了縮短石墨管的壽命，短了會造成待測元素和基體物質在管內殘留聚集，降低吸收信號強度，增大記憶效應。[5] 
　　經過多次實驗，確定石墨爐原子吸收法測定銅、鋅最佳的升溫程序，見表3。 
　　2.3 標準曲線的繪制 
　　石墨爐原子吸收經自動進樣器分別吸取銅、鋅標液，自動稀釋成0，10，20，30，40，50ng/mL的系列濃度，分別以銅、鋅的濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制成標準曲線，見表4。 
　　2.4 樣品測定 
　　取同一樣品進行6平行處理，在標準曲線測定完成后，進行測定，待測樣液中銅的含量分別是2.4、2.8、 3.5、2.5、3.7、3.0ng/mL，鋅的含量分別是246、254、252、248、258、250ng/mL，按公式：X=樣液中銅/鋅的含量×定容體積/（稱樣量×1000）進行計算，經計算后得出豬肉中銅的含量是0.12、0.14、0.18、0.12、0.18、 0.15mg/kg，鋅的含量是12.3、12.7、12.6、12.4、12.9、12.5mg/kg。 
　　2.5 回收率、檢出限、精密度 
　　2.5.1 檢出限 
　　本實驗測定11個空白消解液，計算出方法的檢出限，銅為4ng/mL，鋅為1.0ng/mL，均能滿足檢測需求。 
　　2.5.2 加標回收率及精密度 
　　為進一步驗證本方法的穩定性可靠性，本實驗通過對高、低含量添加水平進行測試并計算其回收率（表5），2種元素的加標回收率均在90%～110%之間。用6次平行樣品結果計算RSD，其結果均小于0.1%，由此可見，該檢測方法穩定可靠。 
　　3 結語 
　　本實驗通過對樣品前處理、微波消解條件、石墨爐檢測條件、方法學指標的全面考察，建立了一套靈敏、可靠的微波消解-石墨爐原子吸收法測定豬肉中元素銅、鋅的檢測方法。本實驗微波消解方法簡單，時間短，樣液消解完全，試劑空白低且處理過程不易受外界污染；石墨爐原子吸收法測定元素選擇性強，靈敏度高，檢出限和精密度均能滿足實驗要求。 
　　參考文獻 
　　[1]楊慧，張帆.肉與肉制品安全問題及應對措施.肉類研究[J]，2009.12：8. 
　　[2]孫延浩.肉制品中重金屬的主要來源的思考金質傳媒[J]，2009.7. 
　　[3]GB/T27404-2008.實驗室質量控制規范.食品理化檢測[S]，2008. 
　　[4]汪素萍.原子吸收光譜儀基本原理與分析技術.德國耶拿分析儀器股份公司原子吸收講義[J]，2011.7：30-31. 
　　[5]賀小敏，王敏.微波消解一石墨爐原子吸收光譜法測定菜籽及餅粕中鉛和鎘.光譜學與光譜分析[J]，2007.Vol.27，No.11：2355.