易瑜琪，劉塞納，萬鑫，李琎杰，嚴(yán)美婷

江西省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證總院食品檢驗(yàn)檢測(cè)研究院（宜春 336000）

隨著經(jīng)濟(jì)文化的飛速發(fā)展，人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)的重視度日益提升，硒也從污染元素逐步轉(zhuǎn)變到營(yíng)養(yǎng)元素，其抗氧化、修復(fù)損傷細(xì)胞能力，抗癌，增強(qiáng)免疫力等方面被越來越多人接受[1-3]。研究表明，硒元素的缺乏會(huì)導(dǎo)致40余種疾病，其中較為典型的為克山病、大骨節(jié)病，而攝入過量則會(huì)導(dǎo)致中毒[4-5]。國(guó)家推薦成人攝入量60 μg/d，最高可耐受量400 μg/d[6]。我國(guó)大部分地區(qū)硒元素較為缺乏，對(duì)硒元素的攝入非常重要。硒在自然界存在形態(tài)主要為無機(jī)硒，其生物利用率低且具有不良反應(yīng)，而植物體內(nèi)的硒大多為有機(jī)硒，是人體攝入硒的關(guān)鍵方式[7]。江西宜春硒資源豐富，具有多種富硒產(chǎn)品，富硒大米便是其特色產(chǎn)品之一。大米是我國(guó)主食之一，其相關(guān)制品更是不勝枚舉，因此便捷、準(zhǔn)確檢測(cè)大米中硒含量意義重大。

檢測(cè)食品中硒的含量主要方法有分光光度法[8]、HG-AFS法[9]、ICP-MS法[10]等，前處理方法有濕法消解和微波消解等[11]。分光光度法檢出限高，重現(xiàn)性較差，因此HG-AFS法及ICP-MS法在該元素的檢測(cè)應(yīng)用更為廣泛，而微波消解法元素?fù)p失小、便捷、效率高，是批量試驗(yàn)過程中常用的前處理方式。ICP-MS標(biāo)準(zhǔn)模式通常采用氬氣作為燃燒氣，而80Se為豐度最高的同位素即為最優(yōu)質(zhì)量數(shù)，40Ar會(huì)對(duì)其產(chǎn)生干擾，因此可將甲烷氣替換氬氣，減少系統(tǒng)誤差，提高準(zhǔn)確性[12-13]。在元素分析過程中，常用的定量模式有標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)加入法，對(duì)于復(fù)雜樣品基體，標(biāo)準(zhǔn)曲線法干擾較大，此時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)加入法定量準(zhǔn)確度較高[14]。

試驗(yàn)采用微波消解對(duì)大米進(jìn)行前處理，使用ICPMS（碰撞/反應(yīng)池模式和標(biāo)準(zhǔn)模式）與HG-AFS對(duì)硒元素進(jìn)行測(cè)定，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行對(duì)比分析，為準(zhǔn)確批量測(cè)定大米中硒含量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

大米（市售，產(chǎn)地為宜春），共3份，分別為M-1（大米）、M-2（紅米）、M-3（糯米）。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：小麥粉GBW 10046（地球物理地球化學(xué)勘查研究所）。

硒標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL，國(guó)家有色金屬測(cè)試中心）；鈧、鍺、銦、銠、錸、鉍混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L，壇墨質(zhì)檢-標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）；溶液超純水（杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司）；硝酸（UP，蘇州晶瑞化學(xué)股份有限公司）；鹽酸（GR，西隴科學(xué)股份有限公司）；氫氧化鈉、硼氫化鉀（GR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；鐵氰化鉀（AR，西隴科學(xué)股份有限公司）。

電子天平（CP224C，奧豪斯儀器有限公司制造）；電熱板（G-400，上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司）；微波消解儀（TOPEX+，上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司）；液相色譜-原子熒光聯(lián)用儀（LC-AFS 9530，北京海光儀器有限公司）；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（NEXION2000B，美國(guó)PerkinElmer）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試樣前處理

稱取0.2 g（精確至0.000 1 g）樣品于消解罐中，加入6 mL硝酸于120 ℃加熱板預(yù)消解20 min，按表1升溫程序進(jìn)行微波消解。冷后取出，緩慢旋開罐蓋，放置于120 ℃加熱板趕酸至近干。經(jīng)ICP-MS測(cè)試的試樣直接用超純水定容于25 mL容量瓶中，同法處理樣品空白；經(jīng)HG-AFS測(cè)試的試樣繼續(xù)加入5 mL鹽酸（1+1，V/V），加熱至溶液清亮無色并出現(xiàn)白煙，取下冷卻定容至裝有6.25 mL鐵氰化鉀（100 g/L）的25 mL容量瓶中。

表1 微波消解升溫程序

1.2.2 儀器條件的設(shè)定

HG-AFS：選擇5% HCl溶液為載流、2%硼氫化鉀+0.5%氫氧化鈉溶液為還原劑，同時(shí)設(shè)定儀器負(fù)高壓300 V、燈電流70 mA、原子化器高度8 mm，讀數(shù)時(shí)間13 s。

ICP-MS碰撞/反應(yīng)池模式：用1 μg/L調(diào)諧液對(duì)儀器進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)定其頻設(shè)功率1 500 W，等離子體氣流量15 L/min，載氣流量1.04 L/min，分析模式DRC（甲烷反應(yīng)模式），反應(yīng)氣流速0.6 mL/min，使儀器性能達(dá)到表2要求。

表2 ICP-MS儀器性能基本要求

ICP-MS標(biāo)準(zhǔn)模式：用1 μg/L調(diào)諧液對(duì)儀器進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)定其功率1 100 W，等離子體氣流量15 L/min，載氣流量1.2 L/min，反應(yīng)氣流速0.88 mL/min，使儀器性能達(dá)到表2要求。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

HG-AFS：分別吸取0，0.01，0.05，0.10，0.20和0.50 mL的1 μg/mL硒標(biāo)準(zhǔn)中間液置于50 mL容量瓶中，加入2.5 mL濃鹽酸、5 mL鐵氰化鉀溶液（100 g/L），一份用超純水定容，另一份用1.3.1處理后的樣品定容用于標(biāo)準(zhǔn)加入法分析。

ICP-MS：分別吸取0，0.01，0.05，0.10，0.20和0.50 mL的1 μg/mL的硒標(biāo)準(zhǔn)中間液置于50 mL容量瓶中，一份用超純水定容，另一份用1.3.1處理后的樣品定容用于標(biāo)準(zhǔn)加入法分析。將50 μg/L鍺標(biāo)準(zhǔn)溶液作為內(nèi)標(biāo)，在線加入。

1.2.4 儀器性能的測(cè)試

1.2.41 檢出限（SDL）

HG-AFS和ICP-MS均為連續(xù)測(cè)量該樣品空白11次。計(jì)算其11次測(cè)定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差SSD值，結(jié)合對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率K、方法稀釋倍數(shù)f及稱樣量m，根據(jù)式（1）計(jì)算出方法檢出限SDL。

1.2.42 精密度（SRSD）

由于樣品測(cè)量濃度值在0.5 μg/L附近，所以將濃度0.5 μg/L硒標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)測(cè)定6次通過其熒光強(qiáng)度及信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，SRSD為該標(biāo)準(zhǔn)偏差除以強(qiáng)度的平均值得到的數(shù)值，即式（2）。

1.2.5 最優(yōu)條件的測(cè)定

稱取樣品M-1、M-2、M-3及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（n=3），并進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，加標(biāo)量分別為0.05 mg/kg（水平1）和0.10 mg/kg（水平2），依據(jù)1.3.1處理后分別進(jìn)行HG-AFS、ICP-MS碰撞/反應(yīng)池模式、ICP-MS標(biāo)準(zhǔn)模式標(biāo)準(zhǔn)曲線法的測(cè)定，計(jì)算加標(biāo)回收率及測(cè)量值與真值的偏差。

稱取標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（n=2），經(jīng)過1.3.1處理后，依照1.3.3分別繪制曲線，通過HG-AFS、ICP-MS碰撞/反應(yīng)池模式、ICP-MS標(biāo)準(zhǔn)模式標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行定量，計(jì)算測(cè)量值與真值的偏差。

試驗(yàn)通過加標(biāo)回收率及測(cè)量值與真值的偏差對(duì)方法的準(zhǔn)確度進(jìn)行驗(yàn)證。

2 結(jié)果與分析

2.1 儀器性能

經(jīng)測(cè)定，HG-AFS與ICP-MS碰撞/反應(yīng)池模式、ICP-MS標(biāo)準(zhǔn)模式的分析性能如表3所示。

表3 HG-AFS與ICP-MS法的分析性能

硒元素質(zhì)量濃度在0～10 μg/L下，儀器的線性擬合程度均很高且儀器穩(wěn)定性較好精密度均小于1.5%，3種分析模式下均可達(dá)GB 5009.93—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中硒的測(cè)定》的要求，但I(xiàn)CP-MS碰撞/反應(yīng)池模式檢出限遠(yuǎn)低于其他模式。

2.2 稱樣量的優(yōu)化

微波消解體系適宜取樣量較小的前處理，而消解后樣品基體的復(fù)雜程度對(duì)樣品測(cè)定值影響較大，而ICP-MS的內(nèi)標(biāo)回收率反應(yīng)最為靈敏。稱樣量0.6 g，定容體積25 mL，樣品及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的內(nèi)標(biāo)回收率75%～80%，為減少樣品基體對(duì)測(cè)定值的影響，將稱樣量降低，當(dāng)稱樣量0.2 g、定容體積25 mL時(shí)，內(nèi)標(biāo)回收率均可達(dá)90%，試驗(yàn)準(zhǔn)確度較高。

2.3 最優(yōu)測(cè)定條件的分析

將試驗(yàn)樣品經(jīng)過1.2.5處理后，結(jié)果如表4所示。在標(biāo)準(zhǔn)曲線定量模式下，HG-AFS法的測(cè)定值偏低，而ICP-MS標(biāo)準(zhǔn)模式的測(cè)定值偏高，ICP-MS碰撞/反應(yīng)池模式測(cè)定值與真值最為接近，誤差僅2.5%，其回收率為100.3%～104.2%。

表4 不同測(cè)定條件法的分析比較

對(duì)比2種定量模式如圖1所示，HG-AFS法測(cè)定值與真值的偏差無明顯變化，ICP-MS的2種分析模式標(biāo)準(zhǔn)加入法略優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)曲線法，但是優(yōu)勢(shì)并不明顯且其處理繁瑣，需要樣品與曲線一一對(duì)應(yīng)，批量試驗(yàn)操作困難，因此，ICP-MS標(biāo)準(zhǔn)模式法應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量為最優(yōu)測(cè)試條件。

圖1 不同定量模式的分析比較

2.4 大米硒含量的分析

在最優(yōu)測(cè)試條件下，對(duì)來自宜春市9個(gè)縣市及袁州區(qū)的共118個(gè)大米進(jìn)行連續(xù)測(cè)定。根據(jù)江西省富硒食品分類標(biāo)準(zhǔn)，硒含量在0.07～0.3 mg/kg，為富硒大米，如圖2所示，共50個(gè)樣品可達(dá)其標(biāo)準(zhǔn)，占總樣品的42.4%，含硒大米（硒含量0.002～0.07 mg/kg）與超硒大米（硒含量大于0.3 mg/kg）分別占總樣品的34.7%和20.3%。所以，宜春雖然硒資源豐富，但大米的硒含量參差不齊，符合江西省富硒標(biāo)準(zhǔn)的大米不到50%。

圖2 宜春市富硒大米的占比

3 結(jié)論

應(yīng)用微波消解體系，取樣量0.2 g，ICP-MS碰撞/反應(yīng)池模式標(biāo)準(zhǔn)曲線法樣品測(cè)量值與真值誤差為2.5%，回收率為100.3%～104.2%，準(zhǔn)確度高又能批量測(cè)定試樣，為最優(yōu)試驗(yàn)條件。在此條件下對(duì)大米進(jìn)行檢測(cè)，數(shù)據(jù)顯示宜春大米普遍含硒，但僅42.4%為富硒大米，不足一半，并且大米中硒含量最高可達(dá)1.96 mg/kg，超標(biāo)準(zhǔn)6倍，富硒技術(shù)不成熟。當(dāng)?shù)胤N植戶可通過技術(shù)升級(jí)，依照試驗(yàn)方法對(duì)大米硒含量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)定，從而調(diào)整富硒手段，提高大米富硒率，使富硒量趨于穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提升大米品質(zhì)。