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微波消解-ICP-MS法测定小麦淀粉中的铅

来源：筏尚旅游网

工程技术ModernFood微波消解-ICP-MS法测定小麦淀粉中的铅

DeterminationofLeadcontentinwheatstarchbyInductivelycoupledplasma

massspectrometry

◎李云，韩伟，游强，梁东林郑州450003）（河南省食品药品检验所，河南LiYun，HanWei，YouQiang，LiangDonglin（HenanProvincialInstituteofFoodandDrugControl,Zhengzhou450003，China）摘要：先将样品进行高温高压的微波消解，在稀硝酸水溶液中定容，用ICP-MS法测定药用辅料小麦

淀粉中铅的方法。对样品的消解条件、铅的同位素选择、环境干扰的消除、试剂与容器的影响、设备参数的选择等进行了探索，最后确定了最佳的试验条件。铅的线性范围为0～40.2μg/L（r=0.9998），加标回收率为98.3%（RSD%=2.1%），检出限为0.07μg/L。所建立的检测方法快速、简便、灵敏度高。

关键词：微波消解；小麦淀粉；ICP-MS；铅

Abstract：ThetraceleadinthewheatstarchweredeterminedbyICP-MS.Thesampleswerepreparedinmicrowavedigestioninstrumentwithhightemperatureandhighpressureatfirst,andthendissolvedwithdilutenitricacidaqueoussolution.Theinterferencefactors,includingthemethodforaqueoussolutionofsamples,conditionofsampledigestion,selectionofleadisotopes,eliminationofenvironmentalinterference,interferenceofreagentsandcontainer,andinstrumentparameters,werebeendiscussed.ThedeterminationofthePblinearrangeisfrom0～40.2μg/L（r=0.9998）.Theadditionstandardrecoveryis98.3%withtherelativestandardderivationof2.1%.Thelimitofdetectionis0.07μg/L.Themethodisrapid,simplewithhighsensitivity.

Keywords：microwavedigestion；ICP-MS；wheatstarch；lead中图分类号：TS207.3S512.1小麦淀粉（wheatstarch）是从小麦中提取出的淀粉，过去是采用发酵法，即将小麦加水浸软、磨碎后，进行加酸发酵，使包围在淀粉颗粒周围的细胞被溶解而淀粉易于分离，但该法面筋的损失较多，而且淀粉中蛋白质不易去尽，影响淀粉质量，目前已被马

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廷法所代替。小麦淀粉目前主要作为功能性材料应用于药品、保健食品、食品、化妆品中等［1-3］，一般作为填充剂、增稠剂、胶凝剂、黏结剂、崩解剂或稳定剂来使用。

自1923年美国开始使用四乙基铅作为汽油的

Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.ModernFood工程技术抗爆震剂起，到20世纪70年代初，世界各国大都采用含铅汽油，四乙基铅是一种优良的汽油添加剂，但随后研究发现，由于汽车的广泛使用，造成铅元素在环境中的含量明显增长；在我国大部分小麦产区，由于小麦生长周期长，整个周期会接触铅的污染造成小麦富集残留；铅是对人体有害的重金属，存在着显著的安全风险。为了确保小麦淀粉安全生产流通，必须对铅的残留量进行控制。

关于铅的原子吸收测定法的相关报道［5-10］有很多，但由于铅本身环境本底值高，造成原子吸收测定法范围小，容易产生负值；同时原子吸收仪器为测定ICP-MS法具有测定效率高、灵敏度高、线性范围宽、ICP-MS法测定小麦淀粉中铅的检测方法，为小麦淀粉安全生产流通提供参考依据。

痕量的铅，必须配备基体改进剂才能进行测定。

消解后的试样稀释溶液，通过固定进样深度，可以选择设备的自动优化参数项，表1是设备选择的最优化工作参数。

表1电感耦合等离子体质谱仪工作参数表

参数/ParameterRF功率真空仓压力采样深度冷却气流量（Ar）辅助气流量（Ar）雾化气流量（Ar）采样锥（Ni）孔径截取锥（Ni）孔径数据采集模式积分时间测量时间Len1镜组Len2镜组D2镜组提取率DA镜组

设定值/Setting1488W42mm7.6×10-7Pa

14mL/min1mL/min1.0mm0.7mm0.05s600s-1092V-88V-36V-172-155V

0.8mL/min

定量限较低、基体干扰小等特点［4］。采用ICP-MS法

跳峰扫描

测定小麦淀粉中铅的残留未见报道。本文提议建立

1仪器与试药

ThermoXII型电感耦合等离子体质谱仪（美国

（德国Satorius公司，精度十万分之一）；排酸仪（中国博通有限公司）；MARS5自动微波消解仪（美国

ThermoFisher有限公司）；R-205型精密电子天平CEM有限公司）；移液枪（德国Eppendorf有限公司）。

标准储备液：Pb标准溶液（为1000mg/L，美国

2.2溶液的制备

（1）内标溶液的制备。取铍铟铋混合标准溶液标准储备液适量，用2%硝酸溶液稀释制成每1000ml含铍铟铋各2.4μg的溶液，使用内标多元素校正。2%硝酸溶液稀释制成每1mL中含铅1μg的溶液，

（2）标准溶液的制备。取铅标准储备液适量，用

ThermoFisher有限公司）、铍铟铋混合标准溶液标

准储备液（均为100mg/L，美国ThermoFisher有限公司）；硝酸（美国Sigma-Aldrich有限公司，优级纯）；试验中超纯水（由美国密理博有限公司Milli-Q10批次，不同企业）。

纯水机制得，电阻率：18.2mΩ/cm）；小麦淀粉（各地

作为铅标准储备溶液；精密称取铅标准储备溶液

0.01、0.05、0.1、0.25、1、2g，精密称定，置6个60mL具塞塑料瓶中，加2%硝酸溶液至总重达到50g，精密称定，摇匀，即得；同时制备标准空白溶液。

22.1

方法与结果ICP-MS设备参数

使用XII型电感耦合等离子体质谱仪测试微波

2.3样品溶液的制备

取10批次小麦淀粉约0.3g，精密称定，置于微波消解罐中，加入硝酸8mL，置110℃排酸仪中加热30min，放冷至室温，补加硝酸2mL，密封，置于微波

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表2微波消解仪工作程序参数表

Ramp123control/min5:005:005:00temperature/℃120160180hold/min5:005:00

10、20μg/L）连续测定3次，结果铅的RSD分别为1.5％，0.7％和2.2％（n=9）。

（4）加样回收率。精密量取试样溶液各1.0mL，

分别置2个60mL塑料瓶中，精密称定，分别精密加入“2.2”项下的铅标准贮备溶液各1mL，精密称定，加2%硝酸溶液稀释总重达到50g左右，精密称定，2.1％（n=6）。

摇匀后测定。结果铅的加标回收率为98.3％；RSD为

30:002.6试样的测定

取10批次样品溶液，按上述方法测定，采用标准曲线法，结合取样量、稀释倍数，最终计算痕量铅的残留量，从表3可以看出不同产地的小麦淀粉铅的残留量有所不同。

表3样品痕量铅测定结果表（n=3）

2.4测定法

将样品进样管（短管）置于试样稀释溶液中，内

标进样管（长管）置于铍铟铋溶液中，夹紧泵管，蠕动泵同时进样，进行测定；每次测试完1批次试样后，用2%硝酸溶液冲洗样品进样管（短管），查看铅脉冲值，当达到空白值后，继续测定下一批次样品；当测试完高浓度溶液，开始测试低浓度溶液前，用2%硝酸溶液冲洗样品进样管4～6min，保证铅脉冲值降至空白值。测定整个过程中内标进样管（长管）始终置于内标溶液中。

序号/No.

12345678109

铅/Pb(μg/kg)

17231831221534869

2.5方法学考察

（1）检出限。检出限是指所采用的分析方法能够检测出的最小分析信号对应的铅元素浓度；ICP-MS属于浓度性检测设备，可以通过读取空白脉冲值，来获得最低检出浓度。本实验对样品空白进行11次平行测定，通过空白标准偏差σ计算最低检出浓度，最终确定铅的检出限达到0.07μg/L。

（2）标准曲线。取试剂空白溶液与6份标准溶液分别进样，设备将铅元素的脉冲值读数与对应的铍铟铋元素的内标回收率进行校正计算，得一系列铅元素相对响应值，并对铅进样浓度（μg/L）进行线性回归，绘制出标准曲线，线性范围为0～40.2μg/L，线性相关系数为0.9998。

（3）精密度。取“2.2”项下的标准溶液，3个浓度（5、

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3结果与讨论

3.1质谱条件的优化及质谱干扰的消除

质谱实验参数的优化主要是调节雾化气、等离子体气、冷却气、碰撞气、离子透镜工作电压等工作参数，使进样系统维持较高的雾化效率和足够强的信号。质谱条件优化结果如表1所示。对于XII型大小来调节的），再进行参数的自动优化。

ICP-MS，首先固定进样深度（该参数是针对原子量

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铅的质谱干扰

铅的质谱干扰主要来源于不同地区铅同位素丰

相比，铅的残留量较低，表明小麦淀粉在整个生产过程未受到铅元素污染。试验结果表明，所采用的ICP-MS法简单准确、灵敏度较高、回收率达到要求，建议在小麦淀粉质量标准中增加铅元素的质量控制方法和限度规定。参考文献：

204206207

度的不同，铅存在4个稳定同位素，Pb、Pb、Pb、

235232除204Pb为非放射成因外，其他分别由238U、U、Th

Pb，相对丰度分别为1.48%、23.6%、22.6%、52.3%，

衰变产生；由于不同陆块铅同位素组成存在差异，为了准确的测定痕量铅的量值，我们将相对丰度高的Pb、Pb、Pb合并计算，这样就避免了不同地区铅

207

208

［1］刘强，田建珍，李佳佳，等.不同系统粉黏度特

性比较研究［J］.粮食流通技术2012，（1）.［2］高杨，郑学玲，刘强，等.小麦粉中阿拉伯木聚

糖含量与小麦籽粒之间的关系［J］.粮食流通技术2012，（1）.

［3］张杰，郑学玲，尚加英，等.小麦A淀粉酯化淀粉

的制备［J］.粮食流通技术2011，（1）

［4］李云，梁东林，陈杨，等.ICP-MS法测定小麦淀

粉中的钯［J］.粮食流通技术2013，（4）［5］周明慧，王松雪，伍燕湘.稀酸温和提取直接进

样石墨炉原子吸收法快速测定谷物中铅的含量［J］.分析化学2014（03）:

［6］杜军良，黄静，胡杨.浊点萃取-火焰原子吸收

2013，34（11）2014，（10）

光谱法测定啤酒中痕量铅［J］.食品工业科技

206

同位素丰度不同对结果的干扰。

3.3试剂与容器的影响

在试验初期，我们使用玻璃仪器、分析级试剂和

纯化水，在对样品空白进行分析时，发现铅的空白值非常高，我们逐个对上述仪器、试剂和水进行了排查；很多玻璃器皿本身就是铅玻璃制得的，很难区分，为避免干扰，我们改为聚丙烯容器；消解液和稀释液的试剂均改为优级纯或电子级MOS3级；水由纯化水改为超纯水（由美国密理博有限公司Milli-Q纯水机制得，电阻率：18.2mΩ/cm）；通过这3方面，最终使得样品空白的铅干扰降至最低。

3.4环境干扰的消除

在实验中发现，如果对室内环境进行除尘、降

［7］蔡鹏，钱保勇，袁华峰.石墨炉原子吸收法测定

黄芪中铅含量的不确定度评定［J］.中国药师［8］王瑞芬，赵智勇，高筱玲.电热消解-石墨炉原子

吸收法测定白酒中铅含量的研究［J］.粮食与食品工业2014，21（2）

［9］颜琳琦，戚绿叶，刘晨晨.石墨炉与火焰原子吸

收光谱法测定洗发液中铅的比较［J］.中国卫生检验杂志2013，（17）

［10］翟志雷，杨瑞春，张耀光.直接溶解进样-石墨

炉原子吸收法快速测定婴幼儿配方乳粉中铅［J］.中国卫生检验杂志2013，（02）收稿日期：2015-03-13

作者简介：李云（1977-）女，硕士。专业方向为食品、食品原辅料、保健食品、药品原辅料及制剂检测技术与质量控制研究。

湿，可以降低铅测定过程中铅信号突然增大等偶然因素对测定结果的影响。因此所有的试剂、稀释液、容器、取样工具最好放置于除尘、干燥的密封空间，否则超过24h，测定结果难以重复。

3.5结果

为保证小麦淀粉的质量与安全、促进食品科学

的现代化，控制食品及辅料中重金属及有害元素残留量将成为食品安全性的关键指标之一。《GB2762-2005食品中污染物限量》规定谷类、豆类、薯类、禽畜肉类、鲜蛋、果酒铅限量为0.2mg/Kg；本文测得10批次小麦淀粉的相关数据与上述规定

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