【概述】

乳制品的嚴(yán)格性。ZG現(xiàn)在面臨的要求是，無論是國內(nèi)還是國外，都需要改善食品安全。眾所周知，鉛是有毒的元素，會損害神經(jīng)系統(tǒng)，對年幼的兒童會產(chǎn)生眾多不利的影響，這也是自70年代以來它一直是備受關(guān)注的原因。

根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）標(biāo)準(zhǔn)，鉛在飲用水中允許的上限為10ug/kg（ppb）。以下深入審查毒理學(xué)文獻中顯示，ZG對于嬰兒配方奶粉（ppb濕重）中鉛含量上限為20ug/kg（使用牛奶作為原料，取適量準(zhǔn)備投入使用的產(chǎn)品，將奶粉溶解為液體奶以后測定），對于新鮮牛奶中鉛的限量為50ug/kg。

歷年以來，對于鉛的分析，石墨爐原子吸收光譜法（GF-AAS）都是主流的方法之一。目前，ZG監(jiān)管部門認(rèn)可的進行鉛分析的標(biāo)準(zhǔn)方法中，石墨爐原子吸收光譜法被認(rèn)定為食品檢測的強制仲裁方法。為了更好地保護消費者，所用的分析方法應(yīng)該具備靈敏度高，效率高而且成本低等特點，以便監(jiān)測工作能更有效地完成。石墨爐作為一種成熟的技術(shù)，通俗易懂，而且在常規(guī)實驗室中使用較為頻繁，因此非常適合用于此項檢測。樣品制備對于整個實驗分析來說起著至關(guān)重要的作用，而且也是整個過程中Z為耗時的一個部分。

通常來說，牛奶是成乳液或帶有水流基體的乳脂球膠體狀態(tài)。原奶的詳細(xì)成分會因動物種類的不同而有差別，但是它們都包含有乳糖，脂肪，蛋白質(zhì)，礦物質(zhì)以及維生素等。正是由于這些復(fù)雜基體的存在，在測定樣品前，通常建議對牛奶樣品進行微波消解或者加熱酸消化處理，以達到完全分解牛奶樣品的目的。然而，這種做法將消耗很多的時間，而且當(dāng)樣品溶液中的鉛含量在ug/kg時，對于整個前處理過程的質(zhì)量控制要求非常嚴(yán)格，相比簡單的稀釋來說，對于試劑空白的要求及環(huán)境的要求也更為嚴(yán)格。

【實驗/設(shè)備條件】

采用帶有火焰和縱向塞曼石墨爐的珀金埃爾默PinAAcle900T型原子吸收光譜儀（見圖1）用于不同牛奶樣品中鉛含量的測定。PinAAcle900T采用橫向加熱的方式與縱向塞曼相配合，使整個石墨管的管長方向上溫度分布均勻且恒定。這完全實現(xiàn)了恒溫平臺石墨爐技術(shù)（STPF）在石墨爐分析中的應(yīng)用，當(dāng)分析懸浮液樣品時，我們可以采用水溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線來校準(zhǔn)樣品中的復(fù)雜基體并獲得準(zhǔn)確可靠的結(jié)果。且記憶效應(yīng)及潛在干擾的減少可以提高樣品的吸收信號。

儀器配有AS900自動進樣器，實驗使用珀金埃爾默鉛空心陰極燈(貨號.N3050157)作為光源。在所有的測量過程中均使用到標(biāo)配的石墨管（貨號：B0504033）和1.2ml的聚丙烯自動進樣器樣品杯（貨號：B0510997）。儀器采用WinLab32軟件進行控制，該軟件時在微軟Windows7操作系統(tǒng)下運行的。PinAAcle900T儀器設(shè)置參數(shù)總結(jié)見表1：

【樣品提取】

樣品采集

本實驗一共調(diào)查了6種不同乳制品的15個樣品，代表了ZG商品化牛奶的主要類型，包括奶粉，脫脂奶粉，全脂奶，低脂奶，兒童牛奶和酸奶。所有的樣品均是從原始包裝中采集到密封潔凈的聚乙烯袋中，分別標(biāo)注好并送往實驗室冷

藏保存，直到分析。

樣品制備

所有溶液的配置均使用的是從MiliQ-Element系統(tǒng)(Millipore,Milford,MA,USA)中出來的超純?nèi)ルx子水（DI）。優(yōu)級純或更高級別的硝酸（69-70%）和雙氧水（30%）（晶銳化工有限公司，江蘇，ZG）。無金屬的聚丙烯瓶和吸管，在使用前用約5%的稀硝酸進行預(yù)清洗并用去離子水沖洗干凈。對于接下來的石墨爐原子吸收分析，使用非離子型活性劑

TritonX-100，用0.5%的硝酸將其稀釋成0.1%的濃度，作為日后實驗中的稀釋劑和空白。

【實驗/操作方法】

為了克服這些問題，此實驗建立了一種簡單的采用直接稀釋的方法用于樣品的制備，然后采用石墨爐原子吸收光譜法進行自動分析。這種方法Zda限度減少了樣品制備的時間，并減少了潛在污染的來源，而且保證的分析的速度。

準(zhǔn)確稱取1g液體奶或固體奶粉樣品，并轉(zhuǎn)移到15毫升錐形聚丙烯管中（貨號：B0193233），隨后將其稀釋定容到10毫升，并劇烈震蕩幾分鐘，以確保均勻性。將制備好的懸浮液立即置于自動進樣器中準(zhǔn)備分析。這些懸浮液的穩(wěn)定期能至少超過2天。這種快速稀釋測定的方法即使是對于非常有挑戰(zhàn)性的全脂奶粉也可以保證穩(wěn)定時間，這對于日常的異常核查已足夠?？瞻滓彩遣捎靡粯拥某绦騺磉M行制備，除非另有說明，所有的樣品在常規(guī)的分析基礎(chǔ)上都制備了平行樣。

脫脂奶粉和強化型嬰兒配方奶粉在制作過程中蛋白含量特征被作了相應(yīng)的修改，相比其它任何的奶粉中的蛋白質(zhì)含量都高，加入硝酸后容易凝固造成非均勻的懸浮液。因此在這些情況下，奶粉樣品可以分散在0.2-0.5%的TritonX-100溶液中，短短的10分鐘超聲有利于將奶粉分散且穩(wěn)定幾個小時，石墨爐分析結(jié)果也較為滿意。

為了驗證方法的可靠性，在試驗中我們還使用了ICP-MS進行結(jié)果的比對，同時還采用Multiwave3000高壓微波消解系統(tǒng)(PerkinElmer,Inc.,Shelton,CT)用于樣品的完全消解，消解過程中使用的是硝酸和雙氧水的混合體系。校準(zhǔn)牛奶樣品中的鉛含量均非常低，因此所有使用的試劑都必須是優(yōu)級純以上的。因此，本實驗中使用的是珀金埃爾默優(yōu)級純單元素標(biāo)準(zhǔn)（貨號N9303748,2%硝酸基質(zhì)中的鉛）和基體改進劑（10%硝酸鈀貨號：B0190635和1%硝酸鎂貨號B0190634）。校準(zhǔn)曲線采用20ug/kg的鉛標(biāo)液作為儲備液，通過AS900自動進樣器自動進行梯度濃度的配備。

【實驗結(jié)果/結(jié)論】

石墨爐的升溫程序經(jīng)過了仔細(xì)的優(yōu)化以確保Z小的基體干擾及保證待測元素不會有損失，詳細(xì)的升溫程序見表2：由于存在樣品基體干擾的風(fēng)險，因此在升溫程序中附加了一個干燥步驟，使用干燥的壓縮空氣作為特殊氣體以去除樣品中的炭，一個批次中超過50個樣品，僅僅有一個樣品存在炭渣殘留的情況。PinAAcle900T光譜儀中彩色攝像頭對于檢查進樣針到石墨爐的位置具有非常大的優(yōu)勢，石墨管中的平臺，在優(yōu)化干燥和灰化步驟以除去未消解奶基質(zhì)時，能很好地確保樣品不會發(fā)生爆沸和濺射。（見圖2）

因此，這個可以更簡單和快速地進行石墨爐升溫程序方法開發(fā)。

對于鉛的測定，當(dāng)使用ZLTHGA設(shè)計的STPF技術(shù)時，能確保溫度的均一性，高的原子化效率，并有效降低基體干擾，因此牛奶樣品可不經(jīng)過完全消解即可測定。測定過程中，每個樣品溶液平行測定3次，采用峰面積積分的方式來獲取數(shù)據(jù)。圖3給出了各種溶液峰形圖的疊加圖。STPF技術(shù)的獨特優(yōu)勢如下：即使峰不會在完全相同的時間出峰，采用峰面積進行計算仍可以獲得一致的準(zhǔn)確結(jié)果。為了驗證方法的準(zhǔn)確性，實驗中還對NIST1549無脂奶粉和NIMGBW0859a標(biāo)物進行測定。直接法對兩個標(biāo)物的測定值與標(biāo)準(zhǔn)給出的參考值高度吻合，結(jié)果見表3，證明了該方法的高精度。同時，對GBW08509a還進行了加標(biāo)回收實驗，加入的單標(biāo)鉛分別為儲備液濃度的5-，100和200%，同樣實現(xiàn)了定量回收，結(jié)果見表3：

方法檢出限(MDLs),定義的乳制品樣品的濃度單位為ug/kg（ppb），通過測定試劑空白的吸光度值，統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，三倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差即為方法的檢出限，用于表征方法的靈敏度。這個方法使用的樣品體積為16微升，10倍的稀釋因子，則MDL為0.25ug/kg（ppb），這個是此方法比較大的一個優(yōu)勢。因此，對原始乳制品樣品進行測定的MDL相比以前傳統(tǒng)的方法（大約20ug/kg）能低兩個數(shù)量級左右，表明該方法非常適用于測定乳制品中的鉛含量。

為了對采用這種簡單的石墨爐原子吸收光譜法測定數(shù)據(jù)進行比對，所有收集的乳制品均采用傳統(tǒng)的微波消解進行完全消化，然后采用ICP-MS對其中的鉛進行測定，第5頁中表4對每個乳制品中的鉛含量進行了匯總。

需要ZD強調(diào)的是在兩個獨立的測試方法之間沒有顯著的差異，這也進一步說明了整個方法的準(zhǔn)確性。然后，采用傳統(tǒng)方法消解后的樣品在ICP-MS上測定時相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）較大，這很可能是由于在樣品的前處理過程中由于樣品稀釋引入的誤差。雖然ICP-MS比GFAAS的靈敏度更高，但是如果鉛的含量過于低同樣也會給測定帶來很大的不確定性。以上的結(jié)果表明，當(dāng)測定乳制品樣品時，不需要對樣品進行完全消化，這樣的話既較少了樣品制備的時間，

也可快速經(jīng)濟地獲取樣品結(jié)果。

如圖4所示，在由中華人民共和國國家總局頒發(fā)的國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局（AQSIQ）的SRMs測試中，此項研究中用到的GBW10017奶粉標(biāo)物，用GFAAS直接法測定值為23.9±2.7μg/kg；而用ICP-MS測定消解后的樣品值為25.7±8.7μg/kg，這兩個值都顯著低于參考值（70±20ug/kg）。其它實驗室購買這種標(biāo)物時也同樣存在這個問題。基于這么高的偏差值（20ug/kg，29%的誤差），對于AQSIQ發(fā)布的GBW10017SRM中鉛的實際認(rèn)證結(jié)果還需要進一步的調(diào)查和確定。

為了能更直觀地比較兩種方法，在圖4中還對鉛的濃度和分析精度進行了繪制，同時在圖中標(biāo)注出了誤差大小。結(jié)果非常明顯地證明了采用簡單處理-石墨爐直接極ng確分析鉛的含量有著非常大的優(yōu)勢，即使原始的乳制品中鉛的含量非常低（在ug/kg的含量），需要很好控制試劑空白，環(huán)境及處理過程的條件下也能很輕松完成測定。即使對于經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員，樣品需要大量地稀釋，也是具有很大挑戰(zhàn)性的，而且消解過程非常耗時，耗費勞動力，GBW10017測定值與參考值不吻合也是一個很好的證明。

結(jié)論

綜上所述，快速樣品稀釋并采用PinAAcle900T全自動石墨爐原子吸收法能成功應(yīng)用到各種乳制品中鉛準(zhǔn)確定量的實驗中。樣品處理程序的減少，Z*程度上降低了樣品損失及污染的可能性。先進的THGA技術(shù)能使化學(xué)干擾降到Zdi，方法檢出限遠(yuǎn)低于Pb測定時可能碰到的正常范圍。這種方法也適用于分析含有脂肪和復(fù)雜基體的樣品。

ICP-MS能夠進行多元素測定，而且靈敏度非常高。但是，對于初期購買設(shè)備的投入較大，而且對于簡單的單元素分析測定GFAAS是個更好的方法選擇。GFAAS不僅選擇性好，靈敏度高，而且便于操作，能承受高基體的干擾。如果在加上簡單的樣品制備，此方法無疑更適合于保護人類健康對乳制品中幾個有毒元素含量的日常監(jiān)測。

【儀器/耗材清單】

PinAAcle900T型原子吸收光譜儀

AS900自動進樣器

珀金埃爾默鉛空心陰極燈(貨號.N3050157)

標(biāo)配的石墨管（貨號：B0504033）和1.2ml

的聚丙烯自動進樣器樣品杯（貨號：B0510997）

【參考文獻】

1.Hilary Arnold Godwin, 2001. The biological chemistry of lead. Current opinion in chemical

biology 5, 223-227.

2. GB2762-2005 Maximum levels of contaminants in foods. China National standard.

3. GB5009.12-2010 Determination of lead in foods. China National food safety standard.