大米中铅含量快速检测方法的研究

２０１６年１月　第３７卷第２期　Ｆｏｏｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　食品研究与开发　检测分析　一＝＝　６２　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－６５２１．２０１６．０２．０４１　大米中铅含量快速检测方法的研究　鲍会梅　（江苏食品药品职业技术学院，江苏淮安２２３００３）　摘要：为了探究大米中铅含量检测的最优方法。研究石墨炉原子吸收光谱法检测大米中铅的含量。大米中铅含量为　０．０１７　５ｍｇ，ｋｇ，ＲＳＤ为１．２８％，回收率为９８．０５％。探究了石墨炉原子吸收光谱法的最优条件为：最佳波长为２６０　Ｂｉｌｌ，硝酸　最优浓度为０．５　ｍｏｌ，Ｌ，最优基本改进剂为磷酸二氢铵，灰化温度为ｌ　０００℃，石墨炉清除温度２　８００℃，采用９０、ｌ１０℃　二级干燥法是最优的。该方法简便可行，可以满足检测需要。　关键词：大米；铅含量；石墨炉原子吸收光谱法　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｌｅａｄ　Ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　Ｒｉｃｅ　ＢＡ０　Ｈｕｉ—ｍｅｉ　（Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｆｏｏｄ　Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｕａｉ　ａｎ　２２３００３，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｅａｄ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｒｉｃｅ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ａｔｏｍｉｃ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｅａｄ　ｉｎ　ｒｉｃｅ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｌｅａｄ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｒｉｃｅ　ｗａｓ　０．０１７　５　ｍｇ／ｋｇ，ＲＳＤ　ｗａｓ　１．２８％，ｔｈｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｒａｔｅ　ｗａｓ　９８．０５％．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｅｘｐｌｏｒｅｄ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｂｙ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ａｔｏｍｉｃ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ　ｗａｓ：ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　ｗａｓ　２６０　ｎｍ，ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｉｔｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｆｏｒ　０．５　ｍｏｌ／Ｌ，ｏｐｔｉｍａｌ　ｍｏｄｉｆｉｅｒ　ｆｏｒ　ｔｗｏ　ａｍｍｏｎｉｔｉｍ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ａｓｈｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｗａｓ　１　０００　ｏＣ，ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　２　８００　ｏＣ，ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｄｒｙｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｔｏ　ａ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　９０．ｔｗｏ一１　１０℃．Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｓｉｍｐｌｅ　ａｎｄ　ｆｅａｓｉｂｌｅ，ａｎｄ　ｃａｎ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｉｃｅ；ｌｅａｄ；ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ａｔｏｍｉｃ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ　铅是一种化学元素，化学符号为Ｐｂ，原子序数为　８２，金属铅是蓝白色重金属，质柔软，延性弱，展性强。　空气中表面易氧化而失去光泽Ⅲ。　进行探讨，从而证明该方法准确、快捷，是测定铅的理　想方法。　１材料与方法　目前，铅在粮食中的危害问题日益突出，严重影　响了粮食的品质。世界许多国家和组织都对食品、药　品、化妆品中的限量均做出了严格的规定［２１。在我国粮　１．１主要仪器　日立Ｚ一８０００型原子吸收分光光度计、铅空心　食组织中铅残留量最大限值为０．２　ｍｇ／ｋｇ。因此，加快　对粮食中铅含量的检测与研究，已经成为我国粮食科　学与食品安全的重要任务［３１。　国家标准中铅的测定方法有：石墨炉原子吸收光　阴极灯：日立公司制；热解石墨炉：甘肃省拓普化工总　公司。　石墨炉操作程序条件为：波长２６０　ｎｍ，读数方式　为峰面积积分。石墨炉操作程序条件见表ｌ。　表１石墨炉操作程序条件　Ｔａｂｌｅ　１　Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｏｆ　ｇｒａｐｈｉｔｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　谱法测定，方波阳极溶出伏安法、碳纳米管法、火焰原　子吸收光谱等［４１。相对其他的研究方法，石墨炉原子吸　收光谱法具有效率更高，试样用量小，分析试样范围　广的这些优点，所以本文运用国标第一法石墨炉原子　吸收光谱法测定对大米中铅的最佳检测条件和影响　作者简介：鲍会梅（１９７４～），女（汉），副教授，硕士，主要从事食品理　化检验教学工作。　检测分析　鲍会梅：大米中铅含量快速检测方法的研究　１．２试剂与材料　硝酸；磷酸；高氯酸，过氧化氢（３０％）；基体改进　剂为磷酸二氢铵溶液（１０　ｇ／Ｌ）；　铅标准使用液（此溶液每毫升含１０　ｍｇ铅）。以上　试验用的试剂均为分析纯。　大米：购于淮安城南农贸市场。　１＿３方法　样品消化：将采购来的大米样品用研钵磨成粉末　状，过６０目筛，用８Ｏ℃干燥４　ｈ，稍冷却置于干燥器中　备用，准确称取大米粉１．００００　ｇ，放置于高压釜内，加　人５　ｍＬ浓硝酸，套上消化器外套，拧紧，放人室温的远　红外干燥箱内，１小时升温到１５０℃，恒温３０　ｍｉｎ，取　出冷至室温，将消化罐内消化液移人已加２．５　ｍＬ、１％　磷酸二氢铵的２５　ｍＬ硬质刻度试管中，用去离子水稀　释至刻度，移人聚乙烯瓶中，保存备测试用。　１．３．１标准曲线的绘制　采用０．００、１．００、２．００、３．００、４．００、５．００　ｍｇ／ｍＬ浓度　的铅标准溶液，进行对铅的吸光度的测定。　１．３．２试样的测定　分别吸取样液和试剂空白液１０　ｍＬ注入石墨炉　分别测得其吸光值，带入标准曲线求得样液中铅的　含量。　结果计算：Ｘ＝（Ａ　一Ａ　）／（ｍ×Ｖ　／Ｖ　×ｌ　０００）　式中：　为样品中铅的含量，ｍｇ／ｋｇ；Ａ　为测定用　样品消化液中铅的含量，ｍｇ；Ａ　为试剂空白液中铅的　含量，ｍｇ；ｍ为样品质量，ｇ；Ｖ　为样品消化液的总体　积，ｍＬ；Ｖ　为测定用样品消化液体积，ｍＬ。　１．４石墨炉原子吸收光谱法中影响因素的探讨　１．４．１最佳波长的选择　吸光度受测定波长的影响，本文探讨了测定波长　在２３５、２４２，２４９、２５５、２６４、２７３　ａｍ时对吸光度的影响。　１．４．２硝酸浓度的选择　硝酸浓度对铅吸收信号的大小影响显著，本文探　讨了硝酸浓度在０．１、０．３、０．５、０．７　ｍｏｌ／Ｌ对吸光度的　影响。　１．４．３基体改进剂的选择　测定结果受溶液温度的影响，吸光度随测定液温　度升高而减少。铅属较易挥发的元素，实验选择磷酸　二氢铵为基体改进剂。　１．４．４灰化温度的选择　吸光度受灰化温度的的影响，本文讨论了在５００、　６００、７００、８００、９００、１　０００、１　１００、１　２００、１　３００　ａＣ的温度　和吸光度之间的关系，测定不同灰化温度下铅的吸光　度值。　ｌ６３——　１＿４．５石墨炉清除温度的选择　吸光度受石墨炉清除温度的影响，本文讨论了石　墨炉最优温度的影响。　１．４．６最优干燥温度　吸光度受干燥温度的影响，本文讨论了９０、１１０℃　两个干燥温度的影响。　２结果与分析　２．１标准曲线的制作　利用自动取样器，对标准的工作溶液进行稀释之　后进样，绘制铅的标准曲线。　表２铅标准使用液浓度与吸光度　Ｔａｂｌｅ　２　Ｌｅａｄ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ　越　Ｕ　ｌ　２　３　４　５　６　浓度／（ｍｇ／ｍＬ）　图１铅的标准曲线　Ｆｉｇ．１　Ｓｔａｎｄａｒｄ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｌｅａｄ　由图１可知道，回归方程为ｙ＝Ｏ．１９６ｘ＋０．０１２，相关　系数为Ｒｚ：０．９９８　０带入实验方法中公式，经计算得样　品中铅浓度为０．０１７　５　ｍｇ／ｋｇ。　２．２方法的精密度和准确度　２．２．１精密度实验　为了考察分析结果的可靠性，按照实验处理方法　重复测定６次做精密度实验，数据结果见表３。　由表３可知，６次测定的标准偏差是０．００１　５，平　均值是０．１１７６，得出石墨炉原子吸收光谱法ＲＳＤ为　１．２８％。　２．２－２回收率实验　以空白样品为基底，添加不同浓度的标准溶液，　—＝＝＝１６４　鲍会梅：大米中铅含量快速检测方法的研究　检溺分析　表３方法精密度实验　Ｔａｂｌｅ　３　Ｍｅｔｈｏｄ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　测定次数　大米中铅的浓度／（ｍｇ／ｋｇ）　１　２　３　４　０．１１７　９　５　０．１ｌ５　２　６　平均值　标准偏差　Ｏ　０　Ｏ　０　Ｏ　Ｏ　；　ｌ　１　０　相对标准偏差／姆　＂　＂　叭　６　４　％　６　８　６　５　在样品中重复６次加标样，对石墨炉原子吸收光谱法　回收率进行检测，得到数据见表４。　表４回收率测定实验结果　Ｔａｂｌｅ　４　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｒａｔｅ　由表４可知，石墨炉原子吸收光谱法回收率为　９８．０５％，回收效果很好。　２．３石墨炉原子吸收光谱法最佳实验条件的选择　２．３．１最佳波长的选择　含铅溶液的吸收曲线。如图２所示。　２３５　２４０　２４５　２５０　２５５　２６０　２６５　２７０　２７５　波长／ｎｍ　图２波长与吸光度关系曲线图　Ｆｉｇ．２　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ　由图２可知，在２３５　ａｍ波长到２６０　ｎｌｎ波长是呈　上升趋势，在２６０　ｌｌｍ波长到２７３　ａｍ波长呈下降趋势，　由图还可以看出，石墨炉原子吸收光谱法最佳波长是　２６０ｎｍ。　２．３．２硝酸浓度的选择　本文探讨了硝酸浓度在０．１、０．３、Ｏ．５、０．７　ｍｏｌ／Ｌ对　回收率影响。得到数据见表５。　表５硝酸浓度对回收率的影响　Ｔａｂｌｅ　５　Ｅｆｆｅｃｔ　ｆｏ　ｎｉｔｒａｔｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｒａｔｅ　越　由表５可知，硝酸浓度最优选择是０．５　ｍｏｌ／Ｌ，它的　回收率最接近１００％。因此本文选用０．５　ｍｏｌ／Ｌ的硝酸。　２．３．３基体改进剂的选择　铅属较易挥发的元素。在不加基体改进剂的情况　下，铅在６００　ｃＩ＝有灰化损失，加入合适的基体改进剂可　适当提高灰化温度，有利于原子灰化，同时也克服或　降低待测元素的挥发损失，而提高灰化温度，从而达　到消除干扰的目的．，试验选择磷酸二氢铵作为铅的基　体改进剂，将铅的灰化温度分别提高到８００　ｏＣ，而铅无　损失，故实验选择磷酸二氢铵为基体改进剂。　２．３－４灰化温度的选择　在５００　ｏＣ～１　３００　ｏＣ温度范围内，测定不同灰化温　度下铅的吸光度值。图３是在不同灰化温度下测定的　曲线图。　５ＵＵ　７００　９００　ｌ　ｌＵＵ　ｌ　３００　ｌ　５００　温度，℃　图３灰化温度与吸光度关系曲线图　Ｆｉｇ．３　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ａｓｈｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ　ｄｉａｇｒａｍ　由图３可见，吸光度在灰化温度是１　０００。【＝时最　大，１　０００℃灰化温度之后吸光值呈下降趋势，灰化温　度提高到１　０００℃，可以降低基体组分对被测元素的　干扰。因此本文选用了最优灰化温度为１　０００℃。　２．３．５石墨炉清除温度的选择　铅元素属于易挥发元素，当石墨炉清除温度高于　２　８００℃时即可以造成铅的一些挥发损失，但是在　２　８００℃的石墨炉清除温度以下时，仍然不能完全有　效的去除基体的干扰，背景吸收仍较高。因此，本文选　择石墨炉清除温度为２　８００　ｏＣ。　２．３．６石墨炉干燥温度的选择　石墨炉干燥温度的选择与样品粘滞性、基体成分　进样量有关。采用９０、１　１０℃两个温度的干燥法。找到　检溺分析　鲍会梅：大米中铅含量快速检测方法的研究　墨炉清除温度２　８００　ｏＣ，采用９０、１１０℃二级干燥法是　最优的。　最佳干燥温度的依据是：石墨炉升温程序中干燥步骤　开始的５　ｓ～１０　ｓ期间，将观察镜放到石墨管进样口的　上方，如果镜面上出现一些水珠，则表明溶剂已被蒸　出；升温程序中干燥步骤结束前１０　ｓ内，以同样方法　观察，若镜面上不出现水珠，就表明溶剂已被蒸干。采　用９０、１　１０　ｏＣ二级干燥法是最优的。　３结论　通过以上的实验得出：石墨炉原子吸收光谱法回　收率高、精确度高，技术水平相对来讲要求不高，操作　简单，价格便宜。石墨炉原子吸收光谱法检测相对快　捷、有效，且同时达到定量的目的，可靠性好，能精确检　测出大米中铅含量。　石墨炉原子吸收光谱法测定样品中的铅含量为　参考文献：　［１】张昆仑，陈晓明，杨彦国，等．石墨炉原子吸收法测定全血中铅含　量的应用［Ｊ］．大家健康报，２ｏ１４，８（４）：７０—７０　【２】季梅．铅测定方法的研究进展［Ｊ１．预防医学论坛，２０１０，１６￣）：５５１　［３］罗艳玲．石墨炉原子吸收测定大米中的铅不确定度评定［Ｊ】．粮油　０．０１７　５　ｍｇ／ｌ【ｇ，测定结果在国家标准允许范围内。该法　测定储粮中铅含量的回收率为９８．０５％，回收率高；测　定结果的ＲＳＤ为１．２８％，精确度高，因此本文选用石　墨炉原子吸收光谱法。本文进一步对石墨炉原子吸收　光谱法中最佳波长、硝酸浓度、基体改进剂、灰化温度　等影响实验条件的因素进行讨论，得出最佳实验条　食品科技，２０１４，２２（１）：７６—７７　［４】殷贺峰，赵建庄，路锦绣．原子吸收分光光度计石墨炉方法测定出　口大米中铅、镉的含量们　宁夏医学院学报，１９９６，１８（２）：２２—２６　件：最佳波长为２６０　ａｍ，硝酸最优浓度为０．５　ｍｏｌ／Ｌ，最　优基本改进剂为磷酸二氢铵，灰化温度为１　０００　ｃＩＣ，石　收稿日期：２０１４—０８—０９　（上接第１０５页）　官评价。结果得出不进行灭菌处理的对照组样品在贮　藏２０　ｄ后已经腐败变质，不能够成为商品。经过超高压　处理的样品６０ｄ后总酸０．５９ｇ／１００ｇ、食盐５．４６ｇ／ｌＯＯｇ、　还原糖４．２３　ｇ／ｌＯＯ　ｇ、亚硝酸盐２．９６　ｇ／ｋｇ、氨基酸态氮　０．２５　ｇ／１００　ｇ理化指标均符合酱腌菜卫生标准和大肠　菌群数量￣＜３０（ＭＰＮ／１００　ｇ），并且色泽鲜亮，组织脆嫩，　品微生物学检验菌落总数测定［ｓ】．北京：中国标准出版社，２０１０　【８】中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会．ＧＢ／Ｔ　４７８９．３—２００３食品卫生微生物学检验大肠杆菌测定【ｓ］．北京：中　国标准出版社，２００３　［９】中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会．ＧＢ　２７１４—　２００３酱腌菜卫生标准【ｓ】．北京：中国标准出版社，２００３　［１０】Ｈａｏ　Ｑ　Ｆ，Ｘｕ　Ｈ　Ｇ，Ｇａｎ　Ｙ　Ｘ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｆｏｏｄ　ｓｔｕｆｔ￣Ｊ１．Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００９，３０（２３）：４９８－５０３　【１　１】Ｈｕａｎｇ　Ｑ，Ｈｅ　Ｚ　Ｆ，Ｇｏｎｇ　Ｘ，ｅｔ　ａ１．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｌｔｒａ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｆｏｄ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ［Ｊ］．Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｆｏｏｄ　ａｎｄ　Ｆｅｒ—　滋气味良好，感官评分达到７０分，保持了酱腌菜的色、　香、味和营养元素，延长了酱腌菜的保质期和货架期。　参考文献：　【１】国家国内贸易局．ＳＢ／Ｔ　１０３０１—１９９９调味品名词术语酱腌菜【Ｓ］．　北京：中国标准出版社，１９９９　ｍｅｎｔａｔｉｏｎ，２００８，４４（３）：４６－５０　［１２】黄丽，孙远明，潘科，等．超高压处理对荔枝果汁品质的影ｎｌｆ［Ｊ１．农　业工程学报，２００７，２３（２）：２５９—２６２　［２】好井久雄．低盐化食品保存［Ｊ１．Ｎｅｗ　Ｆｏｏｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，１９８２，２４（９）：１—１３　［３３】　雷波，胡旭，刘刚，等．桑葚果汁超高压灭菌工艺研究［Ｊ］．南方农业　学报，２０１　１，４２（１　１）：１３９２—１３９４　【１３】张学杰，叶志华．高压处理对鲜切果蔬品质与微生物影响的研究　进展【Ｊ】．中国农业科学，２０１４，４７（２１）：４３２８—４３４０　【ｌ　４］徐树来．高压加工对蔬菜组织影响的研究【Ｊ】．中国食品学报，２００７　（４）：６２－６７　ｆ４］中华人民共和国国内贸易部．ＳＢ／Ｔ　１０２１３—９４酱腌菜理化检验方　法【ｓ］．北京：中国标准出版社，１９９４　【１５】高愿军，赵俊芳，吴广辉．超高压在蔬菜加工中的应用［Ｊ］．食品研　究与开发，２００８．２９（１１）：１９０—１９２　【１６］Ｂｕｔｚ　Ｐ，Ｋｏｌｌｅｒ　Ｗ，Ｔａｕｓｃｈｅｒ　Ｂ，ｅｔ　ａ１．Ｕｌｔｒａ—ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆｏｎｉｏｎｓ：ｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｎｄ　ｓｅｎｓｏｒｙ　ｃｈａｎｇｅｓ叨．ＬＷＴ－Ｆｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｎｄ　ａＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９４，５：４６３－４６７　［５］中华人民共和国卫生部．ＧＢ　５００９．３３—２０１０食品安全国家标准　食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定【ｓ】．北京：中国标准出版社，２０１０　［６】中华人民共和国商务部．ＳＢ／Ｔ　１０４３９—２００７酱腌菜［ｓ】．北京：中国　标准出版社。２００７　［７】中华人民共和国卫生部．ＧＢ　４７８９．２—２０１０食品安全国家标准食　收稿日期：２０１５—０９—１７