ICPMS測定蜂蜜中多種元素

　　花是植物的生殖器官，植物的精華大部分聚集于此，蜜蜂采集植物的精華，并將自身“精華”——含有多種分解酶的唾液與其融合，釀成蜂蜜，蜂蜜是大自然奉獻給人類的天然保健食品，味道甜蜜且營養豐富。蜂蜜的主要成分除了葡萄糖和果糖外，還富含人體必需的鐵、鋅、鈣、鎂等多種微量元素等營養成分。不同產地、不同花種、不同蜂種的蜂蜜主要成分基本相同，但是其中的微量元素種類及其含量不相同。 
　　目前，重金屬元素和營養微量元素的分析方法[1-5]主要有化學方法、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、離子色譜法、分光光度法和電感耦合等離子體質譜法等。原子吸收法、原子熒光光譜法靈敏度雖高，但1次只能檢測1個元素，而且容易受到機體干擾的影響。電感耦合等離子發射光譜法可同時測定多種元素。該文運用微波消解和電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）技術[6-7]，建立了同時、快速、簡便、準確測定油菜蜜、洋槐蜜、紫云英、棗花蜜4種安徽常見蜂蜜中Ca、Fe、Mg等12種元素[8]的方法，并分析天然蜂蜜中重金屬和微量元素的含量。 
　　1 材料與方法 
　　1.1 試驗材料 
　　1.1.1 主要試驗儀器。Drc-e電感耦合等離子體質譜儀（PE公司生產）；ETHOS D微波消解儀（意大利密理斯通公司生產）。 
　　1.1.2 試驗試劑。硝酸（阿拉丁）MOS級，超純水；試驗中所需標準溶液：1 000 mg/L鉛（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究院）；1 000 mg/L砷（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究院）；1 000 mg/L汞（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究院）；1 000 mg/L鎘（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究院）；1 000 mg/L鉻（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究院）；1 000 mg/L鐵（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究院）；1 000 mg/L銅（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究院）；1 000 mg/L錳（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究院）；1 000 mg/L鋅（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究院）；100 mg/L鎂（中國計量科學研究院）；100 mg/L硒（中國計量科學研究院）；100 mg/L鈣（中國計量科學研究院）。 
　　1.2 儀器分析條件 
　　1.2.1 ETHOSD微波消解儀消解條件。消解程序1：溫度80 ℃，加熱2 min；消解程序2：溫度120 ℃，加熱5 min；消解程序3：溫度180 ℃，加熱15 min；消解程序4：溫度200 ℃，加熱5 min。 
　　1.2.2 ICP-MS條件。等離子體氣流速：15.0 L/min，載氣流速：1.17 L/min，采樣深度：8.0 mm，射頻功率：1 300 W，霧化室溫度：2 ℃，分析時間：0.1 s，3次重復。 
　　1.3 試驗方法 
　　稱取試樣0.50 g（精確至0.000 1 g）于微波消解罐中，加硝酸5 mL，旋緊外蓋置于微波消解儀中進行微波消解。待冷卻至室溫后，打開消解罐，于電熱板上（120 ℃）趕酸至1 mL左右，用水洗滌消化罐，洗液合并于10 mL容量瓶中，用水定容至刻度，混勻備用[9-11]。 
　　2 結果與分析 
　　2.1 前處理方法 
　　食品中砷、鉛、鎘、汞、鉻元素主要消解方式為干法消解、普通濕法消解和微波消解等消解方式，通用消解方式為微波消解。 
　　試驗中分別取1.00 g蜂蜜樣品，添加1 μg的標樣，分別采用干法消解、濕法消解及微波消解技術消解，各方法回收率見表1。 
　　分別用以上方法對同一樣品做加標回收，通過回收率可看出對這幾種元素，干法消解損失很大，特別是汞和鎘，灰化溫度高，損失非常大。普通濕法消解一般采用混酸（硝酸+高氯酸），但高氯酸會代入干擾，而且所用試劑量增加，試劑的消耗大。而微波消解所用試劑單一，基體影響小，并且用量少，消解速度快，分析時間大大縮短，損失少。故試驗采取微波消解，其回收率滿足要求。微波消解試劑主要選擇硝酸、硝酸+過氧化氫、混合酸等不同試劑組合試驗。試驗結果表明，單純硝酸消解能完全滿足條件，試劑量小，基體干擾少，這主要是因為蜂蜜樣品成分為碳水化合物和水，易消解。 
　　2.2 線性范圍、線性關系和檢出限 
　　ICP-MS線性范圍較寬，考慮蜂蜜樣品中各元素的含量情況，選用適宜的線性工作范圍作標準曲線，其線性相關系見表2。該方法對多種元素的檢測具有較低的檢出限、較寬的線性范圍，而且線性回歸系數均在0.999以上，說明用該方法檢測蜂蜜中的元素是可行的，可以在以后的試驗中進行深入的研究。 
　　2.3 方法的精密度和回收率 
　　稱取蜂蜜6份平行樣品，加入混合標準溶液，經微波消解和ICP-MS測定，計算樣品加標回收率，其精密度和回收率見表3。可以看出，該方法的回收率為96.3%～108.3%，相對標準偏差RSD≤3.3%，試驗結果表明，用該方法檢測蜂蜜中的元素所得到的數據是準確可靠的。 
　　2.4 樣品測定 
　　尋求安徽天新蜂產品有限公司、安徽天保蜂園食品有限公司、安徽安糧蜂業有限責任公司、安徽王中王蜂產品有限公司、合肥眾業蜂產品有限公司等蜂產品企業大力支持，企業在收購原料時，提供各地各種旺盛蜜源的初始樣本。依據《蜂蜜（GH/T18796-2012）》標準中對各種蜂蜜的感官要求，對樣品進行感官檢驗、花粉顆粒辨識等；并進行C4植物糖和高果糖葡萄漿等摻假物質的檢測，確保樣品來源的真實性。　　采集了油菜蜜、洋槐蜜、紫云英、棗花蜜等4種安徽省主要蜜源，各取20個樣本，運用微波消解—電感耦合等離子體質譜法進行營養元素和重金屬污染物含量的測定分析，其結果見表4。可以看出，蜂蜜富含鎂、鈣、鐵、銅、鋅、錳等營養元素，其大多數含量與人體中血液的元素含量處于同一數量級或接近，具有豐富的營養價值。蜂蜜中鉛、鎘、鉻、汞、砷等重金屬含量小于0.03 mg/kg，汞、砷含量更少；《食品中污染物限量（GB2762）》征求意見稿對蜂蜜規定鉛（Pb）≤1.0 mg/kg，《無公害食品蜂蜜（NY5134）》標準規定鉛（Pb）≤1.0 mg/kg，《綠色食品蜂產品（NY/T 752）》標準規定鉛（Pb）≤0.2 mg/kg，砷（As）≤0.2 mg/kg，鎘（Cd）≤0.1 mg/kg等，可見蜂蜜的重金屬污染物遠低于相關標準規定，是安全性較高的食品。 
　　3 結論與討論 
　　建立采用微波消解—電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）測定蜂蜜中元素的方法，該方法具有樣品簡便、快捷、準確度高、靈敏度高、高通量等特點。運用該方法測定了油菜蜜、洋槐蜜、紫云英、棗花蜜4種安徽省常見的蜂蜜中的鎂、鈣、鐵、銅、鋅、錳、硒等營養元素的含量，以及鉛、砷、汞、鎘、鉻等重金屬的含量，結果表明：這4種蜂蜜富含大量的營養元素，具有很好的營養價值，重金屬含量少，具有較高的安全性。