糊化制样X射线荧光光谱法快速检测鲜香菇中的铅、砷、镉_何世慧.pdf

第 14 卷 第 11 期 食 品 安 全 质 量 检 测 学 报 Vol.14 No.11 2023 年 6 月 Journal of Food Safety and Quality Jun,2023 基金项目:首都科技创新券资助项目(2020)、北京农学院研究生科研创新项目(2022)Fund:Supported by the Capital Science and Technology Innovation Voucher Project(2020),and the Graduate Research Innovation Project of Beijing University of Agriculture(2022)*通信作者:王宗义,博士,副教授,主要研究方向为食品安全检测。E-mail:*Corresponding author:WANG Zong-Yi,Ph.D,Associate Professor,Beijing University of Agriculture,No.7,Beinong Road,Changping District,Beijing 102206,China.E-mail: 糊化制样 X 射线荧光光谱法快速检测 鲜香菇中的铅、砷、镉 何世慧1,王雨萱1,王宗义1*,刘明博2,严国富3,廖学亮2(1.北京农学院食品科学与工程学院,食品质量安全北京实验室,农产品有害微生物及农残安全检测与 控制北京市重点实验室,北京 102206;2.钢研纳克检测技术股份有限公司,北京 100081;3.北京雷力平衡农业发展有限公司,北京 101407)摘摘 要要:目的目的 建立糊化制样能量色散 X 射线荧光(energy-dispersive X-ray fluorescence,EDXRF)光谱法快速检测鲜香菇中铅(Pb)、砷(As)和镉(Cd)的新方法。方法方法 鲜香菇样品与稀硝酸水溶液均质糊化后,直接进行EDXRF 光扫描,通过谱峰识别进行定性,以加标校正曲线进行定量。结果结果 样品基质中待测元素谱峰无干扰,方法线性良好(r20.995);Pb、As 和 Cd 的检出限分别为 0.34、0.14 和 0.19 mg/kg,定量限分别为 1.15、0.47和 0.63 mg/kg;总体加标回收率为 93.7%105.8%,相对标准偏差为 0.92%20.60%;以食品安全限量为关注浓度,应用本方法进行合格性快速筛选,Pb、As和Cd含量在关注浓度及以上时阳性检出率为100%,在0.2 mg/kg以下时,假阳性检出率小于等于 10%,符合快速检测方法的要求。结论结论 该方法操作简单、快速和绿色无污染,可为食用菌产品的质量控制和检测提供有效的方法借鉴。关键词关键词:能量色散 X 射线荧光;糊化制样;铅;砷;镉;鲜香菇;快速检测 Rapid determination of lead,arsenic and cadmium in fresh Lentinula edodes by energy-dispersive X-ray fluorescence spectrometry with gelatinizing sample preparation HE Shi-Hui1,WANG Yu-Xuan1,WANG Zong-Yi1*,LIU Ming-Bo2,YAN Guo-Fu3,LIAO Xue-Liang2(1.Beijing University of Agriculture,College of Food Science and Engineering,Beijing Laboratory of Food Quality and Safety,Beijing Key Laboratory of Detection and Control of Spoilage Microorganisms and Pesticide Residues in Agricultural Products,Beijing 102206,China;2.NCS Testing Technology Co.,Ltd.,Beijing 100081,China;3.Beijing Leili Balance Agricultural Development Co.,Ltd.,Beijing 101407,China)ABSTRACT:Objective To develop a new method for rapid determination of lead(Pb),arsenic(As)and cadmium(Cd)in fresh Lentinula edodes(L.edodes)by energy-dispersive X-ray fluorescence(EDXRF)spectrometry with gelatinizing sample preparation.Methods The fresh L.edodes samples were homogenized and gelatinized with the dilute nitric acid aqueous solution,and then EDXRF spectrometry scanning was carried out directly.Qualitative DOI:10.19812/ki.jfsq11-5956/ts.2023.11.040250 食品安全质量检测学报 第 14 卷 analysis was conducted through spectral peak recognition,and quantitative analysis was conducted through calibration curve addition.Results The characteristic EDXRF peaks measured had no interference,and the method linearity was good(r20.995).The limits of detection of Pb,As and Cd were 0.34,0.14 and 0.19 mg/kg,and the limits of quantification were 1.15,0.47 and 0.63 mg/kg,respectively.The overall recoveries were 93.7%105.8%,and the relative standard deviations were 0.92%20.60%.With the food safety limits of targets elements as the concentration of concern,this method was used to carry out the qualified fast screening.The positive detection rates of As,Pb and Cd content were 100%at the concentration of concern and above,and the false positive detection rate was less than or equal to 10%when the concentration was below 0.2 mg/kg,which met the requirements of the fast detection method.Conclusion This method is simple,fast,green and pollution-free,and can provide an effective reference for the quality control and detection of edible mushroom products.KEY WORDS:energy-dispersive X-ray fluorescence;gelatinizing sample preparation;lead;arsenic;cadmium;fresh Lentinula edodes;rapid determination 0 引 言 香菇是一种风味独特,营养丰富的食材,富含蛋白质、碳水化合物和膳食纤维1,且兼具一定的药用价值,有改善疾病和增强免疫的作用2,具备很好的功能食品开发前景3。目前,我国是世界上最大的香菇产销国4,2020 年香菇产量达 1188 万 t,在我国脱贫攻坚和乡村振兴建设中发挥了重要作用5。受生态环境、栽培基质重金属污染67和食用菌相对较高重金属富集能力的影响,食用菌在生长过程中容易富集环境中的铅(Pb)、镉(Cd)和铬等重金属,致重金属含量超标8,给人体健康带来潜在危害910。就香菇而言,我国Pb、砷(As)和 Cd 的关注浓度参照 NY/T 7492018绿色食品 食用菌鲜香菇的食品安全限量,即 As、Pb 和 Cd分别为 0.5、1 和 0.5 mg/kg。部分省市香菇抽检结果,均存在不同程度的重金属超标现象,其中Cd超标率最高4引起广泛关注11。因而,开发适宜的重金属快速检测方法,用于香菇产品质量安全监测和生产控制,对提升安全监测效率和产品质量,很有价值。食用菌中 Pb、As、Cd 的检测,虽然有原子吸收光谱法(atomic absorption spectrometry,AAS)12、原子荧光光谱法(atomic fluorescence spectrometry,AFS)13、电感耦合等离子体-发射光谱法(inductively coupled plasma-optical emission spectrometry,ICP-OES)14和电感耦合等离子体-质 谱 法(inductively coupled plasma-mass spectrometry,ICP-MS)15等主流可靠方法,但均需消解处理,检测时间长、成本高,不能满足快速检测的需要。重金属的快速检测方法如电化学检测方法16、免疫学检测方法17和 X 射线荧光光谱法等,均已逐渐在食品中得到应用。其中 X射线荧光(X-ray fluorescence,XRF)光谱法是一种通过 X射线照射试样,使待测元素内层电子激发,产生特征 X射线荧光,而建立起来的一种检测方法,具有快速和无污染的特点,可实现原位、无损和多元素同步检测1820,在能源21、冶金22、土壤2325、产地溯源2627、质量监测28和食品2930等方面均获得了应用,特别是能量色散 X射线荧光(energy-dispersive X-ray fluorescence,EDXRF)光谱技术,由于仪器结构简单、容易小型化,近年来发展迅速。但由于 EDXRF 光谱的定量通常需要系列标准样建模31;而农产品多为新鲜态,一些标准样通常不易制备和储存,商品化获得难,这又给 EDXRF 技术的应用带来一定难度。因此,针对特定的应用对象,研究简单的制样技术和定量方法是 EDXRF 光谱技术要解决问题的一个重要方面。本研究针对新鲜香菇试样,拟通过研究简单的糊化制样方法,建立加标曲线,实现对 Pb、As 和 Cd 的快速检测,为 EDXRF 光谱技术在食用菌产业领域的应用提供方法借鉴。1 材料与方法 1.1 材料与试剂 实验用鲜香菇样品(产于天津,美团自营超市);实际检测样品 20 份(网购)。Pb、As、Cd标准储备溶液(质量浓度为 1000 g/mL,证书编号分别为 GSB 04-1742-2004、GSB 04-1721-2004 和GSB 04-1714-2004,国家有色金属及电子材料分析测试中心);硝酸、盐酸、硼氢化钠、过氧化氢(分析纯,西陇科学股