乳粉中钙、铁、钠消解方法比较及摄入量评估_杜娟.pdf

食品工业 2023 年第44卷第 1 期 313 分析检测乳粉中钙、铁、钠消解方法比较及摄入量评估杜娟1，李亮2，郑许召1，朱贝贝1，丁肇旭1*1.谱尼测试集团股份有限公司（北京 100095）；2.北京市食品检验研究院（北京市食品安全监控和风险评估中心）（北京 100094）摘要该试验旨在对比微波消解、湿法消解和干法灰化3种前处理方式对检测婴幼儿配方乳粉中的铁(Fe)、钙(Ca)和钠(Na)含量的影响。结果表明,3种前处理方式对铁含量检测结果影响较大,对钙和钠含量检测结果影响较小。铁元素加标回收结果显示:湿法消解和微波消解均比干法灰化法的回收率高,3种前处理方式对铁元素的相对标准偏差均小于10%;微波消解法和湿法消解的回收率、准确度和精密度均较高;湿法消解操作较复杂,对环境不友好。试验筛选微波消解法作为前处理方式,检测12个品牌婴幼儿配方乳粉中Fe、Ca和Na元素含量。根据中国居民膳食指南,评估036个月婴幼儿Fe、Ca和Na元素摄入量,结果处于对应不同年龄段婴幼儿合理摄入量区间。关键词微波消解法;火焰原子吸收法;婴幼儿配方乳粉;摄入量评估Comparison of Digestion Methods of Calcium,Iron and Sodium in Milk Powder and Evaluation of IntakeDU Juan1,LI Liang2,ZHENG Xuzhao1,ZHU Beibei1,DING Zhaoxu1*1.Pony Testing International Group(Beijing 100095);2.Beijing Municipal Center for Food Safety Monitoring and Risk Assessment(Beijing 100094)Abstract The study aimed to compare the effects of microwave digestion,wet digestion and dry ash pretreatment on the determination of iron(Fe),calcium(Ca)and sodium(Na)content in infant formula milk powder.The results showed that the three pretreatment methods had great influence on the results of iron content detection,and had little influence on the results of calcium and sodium content detection.The recovery of iron by spiked method showed that the recovery rate of wet digestion and microwave digestion was higher than that of dry ash method.The relative standard deviations of the three pretreatment methods for iron were all less than 10%.The recovery,accuracy and precision of microwave digestion and wet digestion were higher,and wet digestion was complicated and unfriendly to the environment.The contents of Fe,Ca and Na in 12 brands of infant formula milk powder were determined.According to the dietary guidelines of Chinese residents,the intakes of Fe,Ca and Na in infants aged 0-36 months were evaluated,which were within the appropriate intakes for infants of different ages.Keywords microwave digestion;atomic absorption spectrometer;infant formula;intake assessment*通信作者婴幼儿配方乳粉中含有蛋白质、脂肪、维生素，以及丰富的矿物质，是婴幼儿除母乳外最重要的食品1-2。通常婴幼儿配方乳粉生产过程中需要添加各种常量元素和微量元素3-4，以满足婴幼儿正常生长发育需要。近年来国产婴幼儿配方乳粉质量稳步提升，食品安全状况良好，被市场监管部门抽检不合格情况鲜有发生。以往研究较多关注各种重金属5-7、矿物质8及非食用物质9，对钠、铁和钙元素含量研究较少。国外报道方法10和食品安全国家标准中，对于钙、钠和铁的标准检测方法有火焰原子吸收法11、电感耦合等离子体质谱法（inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS）12、电感耦合等离子体发射光谱法（inductively coupled plasma optical emission spectrometer，ICP-OES）13-14。火焰原子吸收法具有重现性好、成本低、时间短等优点15。常见消解方式有湿法消解16、微波消解17和干法灰化18-19。湿法消解设备简单，但操作复杂，易产生有毒气体污染环境。干法灰化法步骤简单，试剂用量少，但耗时较长。微波消解所需试剂量少，快速安全。乳粉经过消解，转化为无机盐溶液，利用火焰原子吸收法测定铁、钠和钙的含量。试验分析3种消解方式对检测结果的影响。选择微波消解法作为前处理方式，测定12个品牌婴幼儿配方乳粉中铁、钠和钙营养元素含量，并对其摄入量进行评估，对乳粉喂养有借鉴意义。1材料与方法1.1材料与试剂婴幼儿配方乳粉（市售）；婴儿/成人营养配方标准参考物质1849a（上海惠诚生物公司）；铁、钙和钠元素单标准溶液（1 000 mg/L，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；硝酸和氧化镧（优级纯，国药集团化学试剂有限公司）；高氯酸和氯化铯（分食品工业 2023 年第44卷第 1 期 314 分析检测析纯，国药集团化学试剂有限公司）。1.2仪器与设备ME204分析天平（瑞士梅特勒公司）；SavantAA原子吸收分光光谱仪（澳大利亚GBC科学仪器公司）；MARS6 Classic微波消解仪（美国CEM有线公司）；AA320无油空气压缩机（北京同洲维普科技有限公司）；MKD-G25A赶酸仪（青岛迈威微波化学设备有限公司）；SX-G07125马弗炉（天津中环电炉股份有限公司）；ML-3.6-4A恒温数显电热板（北京科伟永兴仪器有限公司）；Milli-Q Advantage A10超纯水仪（美国Millipore公司）。1.3方法1.3.1试验准备和溶液配制1.3.1.1试样溶液配制所有器皿均在使用之前用20%（V/V）硝酸浸泡24 h，一级水冲洗备用。硝酸（1+1）：量取500 mL硝酸，与500 mL水混合均匀。硝酸（5+95）：量取50 mL硝酸，与950 mL水混合均匀。镧溶液（20 g/L）：称取23.45 g氧化镧，用25 mL去离子水湿润后，缓慢添加75 mL盐酸使氧化镧溶解后，用一级水定容至1 000 mL。氯化铯溶液（50 g/L）：将5.0 g氯化铯溶于水，用水定容至100 mL。混酸溶液：100 mL硝酸和10 mL高氯酸混合均匀。1.3.1.2标准溶液配制铁、钙和钠单标使用液（100 mg/L）：分别准确吸取10 mL铁、钙和钠标准储备液（1 000 mg/L）于100 mL容量瓶中，分别加硝酸（5+95）定容至刻度，混匀。1.3.2仪器参数与测定条件预喷雾时间3 s，积分时间5 s，响应时间1 s。火焰原子吸收分光光谱仪的仪器条件见表1。表1火焰原子吸收光谱法参考条件元素燃气流量/(Lmin-1)助燃气体流量/(Lmin-1)波长/nm狭缝/nm灯电流/mA铁1.215248.30.26钠1.115589.00.28钙1.515422.71.361.3.3样品前处理1.3.3.1微波消解准确称取0.5 g（精确至0.001 g）样品于聚四氟乙烯消解罐中，加入8 mL硝酸，静置1 h，进入微波消解仪中，5 min上升至100 保持10 min，5 min上升至150 保持10 min，5 min上升至180 保持20 min。消解结束后，放置于150 的加热器上赶酸至1 mL左右。冷却后，将液体转移至50 mL容量瓶中，待测。同时制备空白样品，待测。1.3.3.2湿法消解称取0.20.5 g（精确至0.001 g）样品，加入10 mL混酸，加盖表面皿，在可调式电炉上消解，若消化液呈黑色，则补加5 mL混酸，继续消解，直至冒白烟，赶酸至溶液剩余12 mL，消化液呈无色透明或略带黄色，取出冷却，冷却后将消化液转移至50 mL容量瓶中，用少量水洗涤23次，合并洗涤液于容量瓶中并用一级水定容至刻度，混匀备用，待测。同时制备空白样品，待测。1.3.3.3干法灰化准确称取5 g（精确至0.001 g）样品于石英坩埚中，小火加热，炭化至无烟，转移至马弗炉中，于550 灰化34 h。冷却，取出，对于灰化不彻底的试样，加数滴硝酸，小火加热，小心蒸干，转入550 马弗炉中，继续灰化12 h，至试样呈白灰状，冷却，取出，用适量硝酸溶液（1+1）溶解，转移至50 mL容量瓶中，用少量水洗涤23次，用一级水定容至刻度，待测。同时制备空白样品，待测。1.3.4试样待测液的制备及上机测定铁元素待测液：取50 mL的试液直接上机测定。同时测定空白试液。钠元素待测液：从50 mL的试液中准确吸取0.5 mL到100 mL容量瓶中，加4.0 mL氯化铯溶液，用一级水定容后上机测定。同样方法处理空白试液后上机测定。钙元素待测液：从50 mL的试液中准确吸取0.5 mL到100 mL容量瓶中，加5.0 mL镧溶液，加10 mL硝酸溶液定容后上机测定。同样方法处理空白试液后上机测定。铁系列标准溶液：分别吸取1.0，2.0，3.0，4.0和5.0 mL铁标准使用液于50 mL容量瓶中，用硝酸（5+95）稀释至刻度，得2.0，4.0，6.0，8.0和10.0 g/mL的标准溶液。钠系列标准溶液：分别吸取0.20，0.40，0.60，0.80和1.00 mL钠标准使用液于50 mL容量瓶中，用硝酸（5+95）稀释至刻度，得0.4，0.8，1.2，1.6和2.0 g/mL的标准溶液。钙系列标准溶液：分别吸取0.50，1.00，2.00，3.00，4.00和5.00 mL钙标准使用液于50 mL容量瓶中，用硝酸（5+95）稀释至刻度，得1.0，2.0，3.0，4.0和5.0 g/mL的标准溶液。2结果与分析2.1线性回归方程以吸光度为纵坐标，标准品的质量浓度为横坐标绘制标准曲线，结果如表2所示。钙、铁和钠3种元素均呈现良好的线性关系，相关系数r均大于0.99。食品工业 2023 年第44卷第 1 期 315 分析检测表2线性方程和相关系数待测元素线性范围/(gmL-1)标准曲线相关系数r钙1.05.0Y=0.036 82X+0.002 30.998 8铁2.010.0Y=0.023 94X+0.003 20.999 3钠0.42.0Y=0.044 01X+0.002 20.999 12.23种消解方式对有证标准物质检测结果对比采用3种前处理方式分别对婴儿/成人营养配方标准参考物质1849a进行处理，以火焰原子吸收法测定，结果见表3。1849a