保健食品原料中总砷及无机砷含量检测

保健食品原料中总砷及无机砷含量检测作者：***
来源：《食品安全导刊·中旬刊》2022年第08期
摘要：為探究保健食品原料中砷元素污染情况，控制食品安全问题，本研究基于微波消解和电感耦合等离子质谱仪结合的实验方法，对所选择的人参样品中的总砷和无机砷含量进行检测。

结果表明，本方法有较高的精密度和灵敏度，能够相对准确地得出保健食品原料中总砷及无机砷的检测结果，能够为砷污染风险评估工作提供更多的理论支撑与现实参考。

关键词：保健食品原料;砷含量;含量检测
Determination of Total Arsenic and Inorganic Arsenic in Health Food Raw Materials
HE Tingting
（Urumqi Customs and Technology Center， Urumqi 830063， China）
Abstract： In order to explore the arsenic contamination in health food raw materials and control food safety issues， this study was based on the combined experimental method of microwave digestion and inductively coupled plasma mass spectrometer to detect the total arsenic and inorganic arsenic content in selected ginseng samples. The detection results show that this method has high precision and sensitivity， and can relatively accurately obtain the detection results of total arsenic and inorganic arsenic in health food raw materials， which can provide more theoretical support and practical reference for arsenic pollution risk assessment.
Keywords： health food raw materials; arsenic content; content detection
近年来，药食同源产品在保健食品原料中的应用比例不断攀升，这些产品多为中草药类植物所制备而成。

在中草药类植物的生长过程中，土壤中的砷元素会逐渐集聚在植株中造成一定程度的污染，对其含量进行检测至关重要。

药食同源产品中砷元素的化合状态较多，因此需要从总砷含量和无机砷含量检测入手，实现更为准确的检测工作。

1 材料与方法
1.1 材料与试剂
选用人参作为实验样品，于东北某地采集，并经由当地科研机构鉴定后，阴干，低温保存待用。

硫脲、硼氢化钾、硝酸、过氧化氢、高氯酸、硫酸、氢氧化钠、维生素C、无水乙酸钠、磷酸二氢钠、EDTA、氨水和氢氧化钾，均为分析纯，并均采购自国药集团化学试剂有限公司。

砷标准品溶液（1 000 mg/L），自国家标准物质研究中心取得。

1.2 仪器与设备
本次使用的实验仪器如表1所示。

1.3 实验方法
1.3.1 样品的前处理
在样品前处理环节中，实验人员按照GB 5009.11—2014要求进行处理。

①将样品放入电热恒温鼓风干燥箱中，设置温度为90 ℃，恒温鼓风干燥2 h。

②干燥完成后，使用粉碎机将样品粉碎，过40目筛，并使用电子天平准确称取0.300 g样品，放置于微波消解罐中，加入7 mL硝酸，静置30 min。

③将消解罐放入微波消解系统中，按照表2中的升温程序进行处理，同时微波消解系统保持1 200 W功率运行，每个运行步骤的升温时间均维持5 min[1-2]。

在升温处理完成后，对处理后的样品采用湿法消解，此环节主要应用适量的硫酸、硝酸和高氯酸混合物，与样品充分混合后静置12 h，而后将混合体系放置于电热板上，迅速升温至200 ℃进行消解，消解过程中不断补加硝酸，确保消解环节的彻底。

消解完成后对反应物进行冷却2次，冷却完成后，用水将上述溶液移至25 mL容量瓶中，再加入少量硫脲与维生素C 的混合液，定容至25 min。

以上环节全部结束后，在25 ℃条件下静置30 min，而后使用AFS 分光光度计对液体中的总砷含量进行测定。

在总砷含量测定完成后，进行无机砷的提取操作。

①称取少量制备好的液体样品放置于塑料离心管中，加入适量浓度为0.15 mol/L的硝酸溶液后静置12 h。

②将混合体系放置于恒温水浴锅中，设置温度为90 ℃，恒温2.5 h，并每30 min进行一次振摇。

③恒温阶段完成后，将混
合体系冷却至室温，并在离心机上进行15 min的高速离心。

④离心后取上层清液，过液相色谱柱，以完成提取[3-5]。

1.3.2 检测条件设置
（1）设置电感耦合等离子质谱仪的检测条件，该设备以1 550 W功率运行，并控制柱箱温度维持在30 ℃，其他参数的具体条件如表3所示。

（2）对原子荧光光度计的相关参数进行设置，本次研究中，光度计采用As灯，灯光电流设置为50 mA，同时光度计使用载气和屏蔽气，其流量分别控制为600 mL/min和1 100
mL/min。

（3）对液相色谱柱的检测条件进行设置，色谱柱流速控制为1.000 mL/min，进样量控制为50.0 μL，使用适量的10 mmol/L无水乙酸钠、3 mmol/L硝酸钾、10 mmol/L磷酸二氢钠、0.2 mmol/L EDTA混合后，溶解于乙醇中，以此混合物作为流动相，对样品进行相关操作。

1.3.3 总砷及无机砷含量标准曲线测定
控制好各种检测条件后，首先吸取适量砷标准工作液，并将其等分为5组，每组分别加入不同体积的2%硝酸溶液，使得各组溶液的砷浓度分别为1.00 μg/L、5.00 μg/L、10.00 μg/L、50.00 μg/L和100.00 μg/L，另准备一组等体积的2%硝酸溶液作为空白对照组，配制完成后，使用电感耦合等离子质谱仪进行检测。

在此基础上，进一步测定无机砷含量的标准曲线，此环节的基本步骤同前，但各组溶液的砷浓度变更为2.50 μg/L、5.00 μg/L、10.00 μg/L、50.00 μg/L和100.00 μg/L。

以标准工作液的浓度为横坐标，定量离子对峰面积为纵坐标，绘制标准曲线[6]。

2 结果与分析
2.1 标准曲线及及检出限
以标准工作液的浓度为横坐标，定量离子对峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，拟合得到曲线方程。

总砷标准曲线方程为y=4 079.58x-315.23，相关系数为1.00。

无机砷因化合价不同，存在两个标准曲线方程，三价砷的标准曲线方程为y1=26 592.84x1+13 113.02;五价砷的标准曲线方程为y2=62 819.97x2+11 512.83;两个标准曲线方程的相关系数均为1.000。

在此基础上，进一步确定总砷和无机砷的检出限。

本次检出限的测定基于等离子质谱仪进行，首先取适量的1.00 μg/L的砷标准溶液进行测定，以3倍信噪比（S/N）计算检出限[7]。

由此计算出总砷的检出限为0.000 8 mg/kg，无机砷的检出限为0.000 6 mg/kg。

2.2 总砷含量的测定
取适量原料粉碎后的粉末样品，分别添加0.001 μg、0.003 μg、0.010 μg的砷标准品，烘干后分别制备6组实验溶液，使用电感耦合等离子质谱仪对砷含量进行检测。

结合标准曲线和元素响应值对砷含量进行计算，并以添加样品的回收率表示方法的准确度，以变异系数表示实验方法的精密度，具体计算结果如表4所示。

从平均回收率和变异系数两方面来看，本次实验方法的准确度和精密度均符合检测要求。

在此基础上，对本次实验方法的灵敏度进行检测，提取少量人参样品进行检测后，其砷含量为0.026 5 mg/kg，RSD值为0.02%，而在相同条件下使用传统检测方法则未检出砷含量，证明本次应用的实验方法具有灵敏度较高和检出限较低的特点，对于痕量检测的作用更为显著。

在确定本次实验方法的有效性后，对本次所选择的人参样品中的总砷含量进行检测，检测结果为（0.310±0.082）mg/kg，同时查阅国家标准GB 2762—2017所规定的食品污染物限量標准可知，保健食品原料中的总砷含量应当低于0.50 mg/kg。

检测结果表明，本次选择的人参样品的砷含量并未超标，但其含量也难免存在相对偏高的情况。

2.3 无机砷含量的测定
取适量原料粉碎后的粉末样品，分别添加0.001 μg、0.003 μg、0.010 μg的砷标准品，烘干后分别制备6组实验溶液，使用电感耦合等离子质谱仪对砷含量进行检测，根据检测曲线的峰面积对添加回收率和变异系数进行计算，结果见表5。

由表5可知，在本环节的检测中，无机砷的平均回收率为95.20%～97.50%，变异系数为0.10%～0.69%，
证明其准确度和精密度均符合检测要求。

在此基础上，使用电感耦合等离子质谱仪对人参样品中的无机砷含量进行检测，检测结果如表6所示。

由表6可知，人参样品中无机砷对于总砷含量占比相对较高，超过70%，这表明在样品中存在不同比例的有机砷成分，以及一些风险未知的含砷化合物。

相对而言，人参样品中的三价砷含量较低，五价砷含量较高，证明在这些人参的生长过程中，砷主要以五价砷的状态而存在。

3 结论
本研究采用微波消解-电感耦合等离子质谱法对人参样品中的总砷含量进行了测定，结果表明，该方法检测保健食品原料中砷含量有相对较高的准确度和精密度，能对保健食品原料中的总砷含量和无机砷含量实现较为准确的检测。

预计该方法在食品检测领域会得到更多应用，
以有效判断各种保健食品原料中的总砷和无机砷含量，为保健食品原料的产地鉴别、配制方法等方面研究提供更多的选择与借鉴参考。

参考文献
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