趙 燕，李 鑫，李建科，徐明生，涂勇剛,3,*

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江西 南昌 330045；2.南昌大學(xué) 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化教育部工程研究中心，江西 南昌 330047；3.洪門集團 國家蛋品加工技術(shù)研發(fā)分中心，江西 南城 344700)

電感耦合等離子發(fā)射光譜法測定鉛法皮蛋中的多種無機元素

趙 燕1,2，李 鑫2，李建科2，徐明生1，涂勇剛1,3,*

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江西 南昌 330045；2.南昌大學(xué) 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化教育部工程研究中心，江西 南昌 330047；3.洪門集團 國家蛋品加工技術(shù)研發(fā)分中心，江西 南城 344700)

采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法(ICP-AES)對鮮鴨蛋和鉛法皮蛋蛋殼、蛋白、蛋黃中的Pb、Cu、Mg、Zn、Ca、Fe等20種無機元素進行分析測定。該方法的加標(biāo)回收率為84.4%～112.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于7%，20種元素的方法檢測限在0.4～10g/L之間。結(jié)果表明：鉛法皮蛋可食部分中富含多種人體所必需的無機元素，且其蛋黃中的大部分有機元素含量皆高于蛋白。鮮鴨蛋經(jīng)加工成皮蛋后，Cu、Fe、Al、Pb、Mn等元素在各部位含量明顯升高，其中有害元素Pb的含量大大提高，且由外到內(nèi)其Pb的含量增幅呈逐漸減少的趨勢。實驗同時說明：ICP-AES法是一種快速、準(zhǔn)確、靈敏測定皮蛋中無機元素的有效方法。

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜；鉛法；皮蛋；無機元素

皮蛋是我國特有的一種傳統(tǒng)蛋制品，其色澤美觀、晶瑩剔透、營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨特，深受國內(nèi)外消費者的喜愛。皮蛋主要由堿腌制而成，在傳統(tǒng)工藝中，為防止堿傷，需要在腌制液中添加適量的PbO以對堿液的滲入進行調(diào)控[1]。目前一般認(rèn)為：PbO中的Pb會在蛋殼和膜上形成難溶化合物PbS，它會堵塞殼和膜上的氣孔、網(wǎng)孔以及在加工過程中由堿作用產(chǎn)生的腐蝕孔，從而達(dá)到調(diào)控堿液過量滲透的作用[2]。近十幾年來，國內(nèi)外學(xué)者根據(jù)此原理，開展了大量的無鉛化技術(shù)研究，即采用Cu、Zn、Fe等金屬化合物替代傳統(tǒng)工藝中使用的Pb，并在實際生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用[3-11]。但是，實際生產(chǎn)中部分小型企業(yè)生產(chǎn)和家庭制作仍采用成熟、易控的傳統(tǒng)“鉛法”工藝。

礦物元素作為七大營養(yǎng)素之一，對人體健康有著重要的影響。Ca、Mg、K、Na等一些常量元素是人體機體構(gòu)成的成分和電解質(zhì)的組成成分；而Zn、C u、Cr、M n等微量元素則是人體內(nèi)某些酶、激素、維生素、核酸的活性中心，對維持生命代謝起著重要作用[12-14]。但某些微量元素如果含量過高將會對人體產(chǎn)生有害影響，并可能成為某些疾病的誘因[15-17]。一些有害元素對人體健康更會造成損害，如：Pb的蓄積會對人體神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和血液系統(tǒng)都有損害[18]。

目前測定無機元素的方法主要有：分光光度法[19]、原子吸收分光光度法(AAS)[20]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)[21]、電化學(xué)分析方法[22]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)[23]、原子熒光光譜法(AFS)[24]等。本實驗采用ICP-AES法對鮮鴨蛋和鉛法皮蛋蛋殼、蛋白、蛋黃中的Pb、Cu、Mg、Zn、Ca、Fe等20種無機元素進行了分析，旨在明確其加工后的變化和分布特征，以期為皮蛋的營養(yǎng)價值與安全性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為金屬元素在皮蛋腌制過程中的調(diào)控機理提供一定的有價值的信息。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鴨蛋 江西南昌縣塘南鎮(zhèn)蛋鴨養(yǎng)殖場；紅茶 江西云林茶業(yè)有限公司；NaCl 江西省鹽業(yè)集團公司。

Al、As、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Li、K、Mg、M n、Mo、Na、P、Pb、Zn、Se、Sr多元素混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1.0g/L) 美國Spex公司；工作液臨用時用質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.3%硝酸逐級稀釋；HClO4、HNO3(均為優(yōu)級純) Sigma公司；實驗用水為超純水(18.2MΩ·cm)；NaOH、PbO(均為分析純) 國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Optima-5300 DV型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(波長范圍165～872nm；分段式電感耦合檢測器SCD；寶石噴嘴十字交叉霧化器與Scott霧室) 美國PE公司；FA1104電子天平 上海良平儀器儀表有限公司；Milli-Q超純水處理系統(tǒng) 美國Millipore公司；DHG-9143S-Ⅲ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；DB-3不銹鋼電熱板 江蘇省金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠。

所有玻璃器皿洗凈后，均用質(zhì)量分?jǐn)?shù)6.5%硝酸溶液浸泡過夜，然后用超純水浸泡、沖洗。

1.3 方法

1.3.1 鉛法皮蛋的制備

配方：鴨蛋1000枚、水50kg、NaOH 2.5kg、PbO 0.1kg、紅茶葉1.75kg、食鹽1.5kg。

工藝：照蛋→敲蛋→分級→下缸→灌料泡蛋→質(zhì)檢→出缸→洗蛋→晾蛋→成品。

所有操作在常溫條件下進行，腌制期35d。

1.3.2 樣品的處理

皮蛋分成蛋殼、蛋黃、蛋白后，分別準(zhǔn)確稱取5g，置于100mL高腳燒杯中，分別加入一定量的混酸(HClO4:HNO3=1:4)，用表面皿蓋上后放置在電熱板上，小火加熱消化約30min，待黃煙冒盡后，補加適量的混酸，再升高溫度加熱至大量白煙冒盡并有白色固體析出，去蓋，將酸趕至近干，取下放冷后，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.3%硝酸溶液溶解，定容于25mL的容量瓶中?？瞻装赐瑯臃椒ㄖ苽鋄25]。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

取標(biāo)準(zhǔn)儲備液，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.3%硝酸稀釋成不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)系列。以質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.3%硝酸為空白，在選定的儀器操作條件下對標(biāo)準(zhǔn)溶液進行測定并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其線性相關(guān)系數(shù)在0.999950～1.000000之間。

1.3.4 儀器的工作參數(shù)

Optima-5300 DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作參數(shù)見表1。

表1 儀器工作參數(shù)Table 1 Operating parameters of the instrument

2 結(jié)果與分析

2.1 分析波長的選擇及背景校正

表2 各元素分析波長Table 2 Analytic wavelength of each element

ICP光源激發(fā)能量高，會發(fā)射出大量譜線，因此每個元素的測定都可以同時選擇多條特征譜線，且每種元素的每個譜線都會受到不同程度的干擾。在本實驗中，首先對每個測定元素選取了2～3條譜線進行測定，然后綜合分析強度、干擾情況及穩(wěn)定性，最后選擇譜線干擾小、背景濃度低、靈敏度高的分析線，結(jié)果見表2。

2.2 各元素的檢測限

在選定的工作條件下，平行測定空白溶液13次，以其結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對應(yīng)的質(zhì)量濃度作為檢測限(LOD)，結(jié)果見表3。

表3 各元素的檢測限Table 3 Detection limit of each element

2.3 鮮鴨蛋與皮蛋中元素的測定結(jié)果

表4 鮮鴨蛋與皮蛋各部位元素含量Table 4 Contents of each element in different parts of fresh duck eggs and preserved eggs

續(xù)表4

準(zhǔn)確稱取蛋殼、蛋黃、蛋白各5g，各取5份進行消化處理，將處理好的待測溶液在選定實驗條件下進行ICP-AES分析，結(jié)果見表4。

ICP-AES法與分光光度法、原子吸收法及原子熒光光譜等方法相比，具有檢出限低、線性分析范圍寬、分析精密度高、基體效應(yīng)小、多元素同步測定等優(yōu)點[23,26-28]，現(xiàn)已成為一種重要的元素分析手段和廣泛應(yīng)用的元素測定方法。由表2～4可知，本實驗采用的ICP-AES測定皮蛋中無機元素的方法其加標(biāo)回收率為84.4%～112.2%，RSD＜7%，20種元素的方法檢測限在0.4～10g/L之間，說明ICP-AES法是一種快速、靈敏、準(zhǔn)確測定皮蛋中無機元素的方法。

礦物元素是七大營養(yǎng)素之一，對人體健康有著重大影響。由表4可以看出，鉛法皮蛋中可食部分中含有多種無機元素，其中富含C a、M g、Fe、Zn等元素。從這些礦物元素的角度來看，皮蛋具有較好的營養(yǎng)價值。但由表4還可以看出，鉛法皮蛋中含有較大量的Pb，其中蛋白部分含量高達(dá)18.99ng/mg，明顯超過GB2749—2003《蛋制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的上限標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定傳統(tǒng)工藝皮蛋含鉛量不得超過2ng/mg，說明鉛法皮蛋對人體健康存在潛在風(fēng)險。由結(jié)果還可知：皮蛋蛋黃中的大部分無機元素含量皆高于蛋白，這可能是由于鮮鴨蛋蛋黃中無機元素含量比蛋白中更高，也有可能是腌制過程中無機元素更易沉積在蛋黃中。蛋殼主要由碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣、磷酸鎂組成[29]，本實驗結(jié)果同樣發(fā)現(xiàn)鉛法皮蛋蛋殼富含Ca、P、Mg等元素，其中Ca含量達(dá)30%左右。采用傳統(tǒng)鉛法加工出來的皮蛋，其蛋殼表面氣孔中會沉積黑色的斑點，一般認(rèn)為其為PbS[2,10,30]。本實驗也發(fā)現(xiàn)蛋殼中含有大量的Pb，說明蛋殼表面確實沉積了一定量的Pb化合物。

采用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)皮蛋時，由紅茶、NaOH、PbO等組成的腌制液中含有大量的金屬離子，在腌制的過程中必定會影響蛋體內(nèi)的元素含量。由表4中加工前后元素對比數(shù)據(jù)可以看出，鮮鴨蛋經(jīng)加工成皮蛋后，Cu、Fe、Al、Pb、Mn等元素在各部位含量明顯升高，且一般由外到內(nèi)其含量增幅呈逐漸減少的趨勢。但值得注意的是：本實驗發(fā)現(xiàn)鮮鴨蛋經(jīng)腌制成皮蛋后，其蛋白中Mg、Zn的含量明顯升高，而蛋黃中Mg、Zn的含量卻明顯降低，這可能是蛋黃中的Mg、Zn離子在NaOH的作用下遷移到蛋白中。另外發(fā)現(xiàn)P的變化存在同樣的規(guī)律，蛋黃中含有大量的磷脂，所以其P的含量較高；在堿液的作用下，蛋黃中P含量降低，而蛋白中P含量大幅升高。這可能是由于在腌制成熟的過程中，蛋黃中的磷脂向蛋白中發(fā)生了遷移。以上現(xiàn)象的發(fā)生原因還有待進一步實驗證實。

3 結(jié) 論

3.1 分析方法的評價：通過考查ICP-AES法測定鉛法皮蛋無機元素的加標(biāo)回收率、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差、方法檢測限，表明ICP-AES法是一種快速、準(zhǔn)確、靈敏測定皮蛋中無機元素的有效方法。

3.2 鉛法皮蛋中無機元素含量及分布特征：鉛法皮蛋可食部分中富含多種人體所必需的無機元素，且其蛋黃中的大部分有機元素含量皆高于蛋白，同時皮蛋各部位皆含有大量的重金屬Pb。

3.3 腌制對鴨蛋中微量元素含量的影響：腌制對鴨蛋中微量元素含量具有較大的影響。鮮鴨蛋經(jīng)加工成皮蛋后，Cu、Fe、Al、Pb、Mn等元素在各部位含量明顯升高，其中有害元素Pb的含量大大提高，且由外到內(nèi)其Pb的含量增幅呈逐漸減少的趨勢。

[1] 馬美湖. 蛋與蛋制品加工學(xué)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2007.

[2] 萬速文, 張聲華. 皮蛋加工中NaOH的滲透過程[J]. 食品科學(xué), 1998,19(6): 27-29.

[3] 湯欽林. 鋅法皮蛋加工技術(shù)的研究[J]. 食品研究與開發(fā), 2007, 28(7):93-96.

[4] 湯欽林, 胡卓敏. 不同浸泡時期料液NaOH濃度與溫度對加鋅工藝皮蛋質(zhì)量的影響[J]. 長江大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 2007, 4(2): 95-97.

[5] 閻華. 銅鋅鐵清料法加工皮蛋的比較研究[J]. 襄樊院學(xué)報, 2004, 25(2): 46-49.

[6] 閻華, 朱端衛(wèi). 銅、鋅、鐵在皮蛋加工中作用差異研究[J]. 食品科學(xué), 2006, 27(12): 164-167.

[7] GANASEN P, BENJAKUL S. Physical properties and microstructure of pidan yolk as affected by different divalent and monovalent cations[J].LWT-Food Science and Technology, 2010, 43(1): 77-85.

[8] 張黎利, 劉國慶, 汪愛民, 等. 不同金屬鹽組合腌制無鉛皮蛋及其金屬含量的測定[J]. 食品工業(yè)科技, 2010, 31(2): 189-192.

[9] 呂峰, 鄭明鋒, 陳麗嬌. 梯度控溫腌制無鉛皮蛋工藝[J]. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 2005, 34(4): 527-530.

[10] 李發(fā)新, 陳小明. 含鋅皮蛋與含鉛皮蛋成熟速度的比較[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 1990(6): 42-43.

[11] 黃瓊. 無鉛雞蛋皮蛋腌制工藝優(yōu)化的研究[D]. 福州: 福建農(nóng)林大學(xué),2008.

[12] 李書蘭, 駱雪芳, 馬丹, 等. 中藥中微量元素形態(tài)分析方法的研究概況[J]. 藥學(xué)進展, 2006, 30(2): 49-56.

[13] JACOBSON S, WESTER P O. Balance study of twenty trace elements during total parenteral nutrition in man[J]. British Journal of Nutrition,2007, 37(1): 107-126.

[14] DOKKUM W V, DE VOS R H, MUYS T H, et al. Minerals and trace elements in total diets in the Netherlands[J]. British Journal of Nutrition,2007, 61(1): 7-15.

[15] 吳坤. 營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)[M]. 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2004.

[16] 中國營養(yǎng)學(xué)會. 中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2000.

[17] HAMBIDGE K M. Assessing the trace element status of man[J]. Proceedings of the Nutrition Society, 2007, 47(1): 37-44.

[18] BAOS R, JOVANI R, FORERO M, et al. Environmental toxicologyrelationships between T-cell-mediated immune response and Pb, Zn,Cu, Cd, and as concentrations in blood of nestling white storks and black kites[J]. Environmental Toxicology and Chemistry, 2006, 25(4):1153-1159.

[19] MARCZENKO Z, FREISER H. Spectrophotometric determination of trace elements[J]. Critical Reviews in Analytical Chemistry, 1981, 11(3): 195-260.

[20] DUYCK C, MIEKELEY N, PORTO da SILVEIRA C L, et al. The determination of trace elements in crude oil and its heavy fractions by atomic spectrometry[J]. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2007, 62(9): 939-951.

[21] ASHOKA S, PEAKE B, BREMNER G, et al. Comparison of digestion methods for ICP-MS determination of trace elements in fish tissues[J].Analytica Chimica Acta, 2009, 653(2): 191-199.

[22] WANG J. Analytical electrochemistry[M]. 3nd. New York: Wiley-VCH,2006.

[23] BIANCHI F, MAFFINI M, MANGIA A, et al. Experimental design optimization for the ICP-AES determination of Li, Na, K, Al, Fe, Mn and Zn in human serum[J]. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2007, 43(2): 659-665.

[24] ZHU Zhenli, LIU Jixin, ZHANG Sichun, et al. Determination of Se, Pb,and Sb by atomic fluorescence spectrometry using a new flameless,dielectric barrier discharge atomizer[J]. Spectrochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy, 2008, 63(3): 431-436.

[25] 涂勇剛. 泰和烏骨雞黑色素結(jié)構(gòu)與功能研究[D]. 南昌: 南昌大學(xué),2009.

[26] ZACHARIADIS G, SAHANIDOU E. Multi-element method for determination of trace elements in sunscreens by ICP-AES[J]. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2009, 50(3): 342-348.

[27] MINNAAR P, ROHWER E, AUGUSTYN O. Multi-element analysis of South African wines by ICP-AES and their classification according to geographical origin[D]. Pretoria: University Pretoria, 2009.

[28] LINGE K. Trace element determination by ICP-AES and ICP-MS:Developments and applications reported during 2006 and 2007[J].Geostandards and Geoanalytical Research, 2008, 32(4): 453-468.

[29] HINCKE M, NYS Y, GAUTRON J. The role of matrix proteins in eggshell formation[J]. The Journal of Poultry Science, 2010, 47(3): 208-219.

[30] 馬力, 謝林, 蘇趙. 松花蛋形成過程中堿液含量控制機理的微觀研究[J]. 四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報, 2001, 20(2): 43-45.

Determination of Inorganic Elements in Preserved Eggs by ICP-AES

ZHAO Yan1,2，LI Xin2，LI Jian-ke2，XU Ming-sheng1，TU Yong-gang1,3,*
(1. College of Food Science and Engineering, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China；2. Engineering Research Center of Biomass Conversion, Ministry of Education, Nanchang University, Nanchang 330047, China；3. Subsidiary Research Center of National Egg Processing, Hongmen Group, Nancheng 344700, China)

In the present study, the contents of twenty inorganic elements such as Pb, Cu, Mg, Zn, Ca and Fe in fresh duck eggs and lead-prepared preserved eggs by ICP-AES. The recovery rates of spiked standard samples were in the range of 84.4%－112.2% with the relative standard deviation less than 7%. The detection limits of this method for twenty elements were in the range of 0.4－10 g/L. Results showed that lead-prepared preserved eggs were rich in essential inorganic elements, and the contents of most of organic elements in yolk were higher than those in egg white. Compared with fresh duck eggs, the contents of Cu, Fe,Al, Pb and Mn were significantly increased in preserved eggs. The content of Pb was greatly improved, and the increased trend of Pb content was exhibited a gradual attenuation trend from outside to inside. Meanwhile, experimental results indicated that ICP-AES technique could be used to determine inorganic elements in lead-prepared preserved eggs, which is characteristics of easy operation, accuracy and high sensitivity.

ICP-AES；PbO；preserved egg；inorganic elements

TS253.1

A

1002-6630(2010)24-0337-04

2010-08-15

趙燕(1980—)，女，助理研究員，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工與生物質(zhì)轉(zhuǎn)化。E-mail：zhaoyan@ncu.edu.cn

涂勇剛(1979—)，男，講師，博士，研究方向為動物性食品科學(xué)理論與技術(shù)。E-mail：tygzy1212@yahoo.com.cn