微波消解—原子荧光光谱法测定平菇和小棕蘑菇中总砷

微波消解—原子荧光光谱法测定平菇和小棕蘑菇中总砷
摘要：采用微波消解—原子荧光光谱法，优化了微波消解—原子荧光光谱法测定食用菌中总砷的各种条件：前处理选用3.00 mL HNO3＋1.50 mL30％H2O2作消解剂，采用方案3（步骤1维持时间5 min，步骤2维持时间12 min，其它参数参考MARS5微波消解植物样品推荐方案）消解样品，在400 mL/min载气流量，15 g/L硼氢化钾溶液还原条件下测定了平菇和小棕蘑菇中砷的含量，测定结果准确可靠，此方法的检出限为0.1 μg/L，标准偏差 4.26％，试验回收率在86.4％～108.6％之间。

该方法适用于原子荧光光谱法测定食用菌中的总砷。

关键词：微波消解；原子荧光光谱法；食用菌；砷
文献标识码：S646.1; TS207.5A
砷能蓄积于骨质疏松部、肾、肝、脾、肌肉和角化组织(如头发、皮肤及指甲)，引起咽喉、食道及胃肠烧灼感，腹泻、腹痛、头痛、恶心、呕吐、口渴、血压迅速降低，病情严重时可迅速死亡。

因此在食品卫生监督检验中被列为重点监测元素。

目前，食用菌产品中砷含量测定前常采用干灰化、湿消解等方法处理样品，操作过程繁琐，耗时长，回收率低[1]。

微波溶样技术是近年发展的样品处理方法，有快速、高效、试剂用量少、空白值低、操作简单等优点[2]，但应用该项技术测定食用菌产品中砷的报道很少。

为了提高食用菌中砷含量测定的可靠性和科学性，我们采用微波消解－原子荧光光谱法对两种食用菌产品中砷含量进行了测定。

1 材料与方法
1.1试验材料
1.1.1食用菌样品
A：平菇（Pleurotus ostreatus）(农科P1号)新鲜子实体来源于中国农科院农业资源与农业区划研究所食用菌研究开发中心实验室；B：小棕蘑菇（Agaricus brunnescens）(ACCC50031)新鲜子实体来源于江苏省农科院食用菌研究开发中心实验室。

1.1.2仪器
YZM-03自动控制压力蒸汽灭菌器(广州市豪尔生医疗设备有限公司)；HH501高精度超级恒温水浴锅(常州国华电器有限公司)；MARS5微波消解仪(美国CEM)；AFS920型顺序注射双道原子荧光光度计(北京吉天仪器有限公司)；所用玻璃器皿均须用HNO3 (1＋9)浸泡24 h，再用去离子水洗净。

1.1.3试剂
HNO3(GR)；30% H2O2 (GR)。

盐酸(GR)(5%)：量取50 mL浓盐酸，溶于一定量去离子水，定容至1 L，混匀。

砷标准溶液：100 μg/mL (国家标准物质中心提供)。

砷标准工作液：将砷标准溶液用5%的盐酸(V/V)逐级稀释至20 μg/L、50 μg/L 和100 μg/L。

硼氢化钾(AR)溶液(15 g/L)：称取硼氢化钾7.5 g溶于0.5%的氢氧化钾溶液中，定容至500 mL。

硫脲(AR)(5%) +抗坏血酸(AR)(5%)溶液：称取5 g硫脲，5 g抗坏血酸，用一定量去离子水溶解并定容至100 mL，临用前现配。

试验用水均为去离子水。

1.2试验方法
1.2.1微波消解条件的选择
称取4 g打成匀浆的鲜样于聚四氟乙烯微波消解管中，以HNO3 + 30% H2O2为消解剂[3,4]，放入微波消解仪中进行消解，表1为MARS5微波消解仪消解植物类样品的推荐方案，按表2进行消解剂用量及微波消解方案的选择试验，选取最佳组合。

1)MARS5微波消解仪消解方案1：MARS5微波消解仪消解植物类样品的推荐方案(见表1)；方案2：推荐方案步骤1和步骤2温度维持时间分别增加1 min、2 min；方案3：方案2步骤1温度维持时间增加1 min。

MARS5 digestion setup plan 1 (see Table 1);Plan 2: holding times at step 1 and step 2 were increased by 1 min and 2 min , respectively, based on plan 1.Plan 3: holding time at step 2 was increased by 1 min based on plan 2.
1.2.2荧光光度计工作条件的选择
选用270 V的负高压[5]，60 mA灯电流，载气流量设300 mL/min、400 mL/min 和500mL/min三个处理，分别测定试剂空白和100μg/L标准溶液的荧光强度，选择最佳载气流量。

在此条件下，硼氢化钾浓度设定10 g/L、15 g/L和20 g/L三个水平，分别测定试剂空白和100 μg/L标准溶液的荧光强度，选择最佳浓度。

1.2.3方法的检出限、精密度
连续测定空白溶液10次，计算标准偏差，测定不同浓度砷标准工作液，拟合一条工作曲线，根据3倍空白标准偏差除以工作曲线斜率计算检出限[6]，得出此方法的砷的检出限并测得砷标准曲线的回归方程及相关系数。

在选定的最佳试验条件下，测定20 μg/L标准工作液10次, 计算相对标准偏差，检验此方法的精密度。

1.2.4样品分析及回收率试验
分别取4 g打成匀浆的小棕蘑菇和平菇子实体鲜品于聚四氟乙烯微波消解管中，两种食用菌各做12个平行，其中3个用于测定样品的本底值，9个用于加标回收试验。

消解剂和微波消解程序选用1.2.1中得出的最佳试验组合，同时做两份试剂空白。

待消解完毕，消解液冷却至室温后再打开消解管盖，在100 ℃水浴锅中赶酸至近1 mL，用少许去离子水转移至25 mL具塞刻度试管中，在用于加标回收试验的样品中分别加入砷标准工作液，使加标量分别为5 μg/kg、10 μg/kg和15 μg/kg三个水平，各做3个平行。

所有待测样品分别加5 mL硫脲(AR)(5%)+抗坏血酸(AR)(5%)溶液，再加入1.25 mL浓盐酸，然后用去离子水定容至25 mL，摇匀，静置，至少反应半小时后上机测定。

在选定的原子荧光光度计最佳条件下，同时测定样品和加标样品中砷的含量，所得结果均为3个平行的平均值。

2 结果与分析
2.1消解剂用量及微波消解程序的选择
试验结果表明，在浓HNO3 3.0 mL＋30% H2O2 1.5 mL的消解作用下，微波消解仪选择温度-时间控制反应模式，采用方案3（步骤1维持时间5 min，步骤2维持时间12 min，其它参数参考MARS5微波消解植物样品推荐方案）消解样品可达到理想效果，样品消解完全，消解液透明澄清，略呈黄色，消解剂用量少，为最佳组合。

2.2荧光光度计工作条件的选择
表3结果表明，载气流量在400 mL/min时，荧光强度最大，故本试验选择的载气流量为400 mL/min。

当硼氢化钾浓度太高时，会产生大量氢气稀释待测元素，同时反应也会太剧烈，易引起液相干扰，导致荧光强度下降，当浓度太低时，不利于待测元素还原[7]，本试验结果见表4，硼氢化钾最佳浓度确定在15 g/L。

2.3方法的检出限、精密度
根据仪器操作软件检出限程序，连续测定空白溶液10次,根据3倍标准偏差
计算[6],得此方法砷的检出限为0.10 μg/L 。

连续测定空白溶液10次，相对标准偏差为4.26%, 符合仪器的精密度要求。

2.4样品分析及回收率试验
用样品A(小棕蘑菇子实体鲜品)和B(平菇子实体鲜品)分别做加标回收率试验，结果见表5。

工作曲线的线性回归方程C =0.0100×If +0.0035，相关系数R =0.9996(C代表试样浓度、If代表原子荧光强度)。

3 讨论
微波消解-原子荧光光谱法测定食用菌中总砷，前处理选用3.0 mL HNO3＋1.5 mL 30％H2O2作消解剂，微波消解程序选择温度－时间控制反应模式，分两步进行，可得到极佳的消解效果；原子荧光光度计选用400 mL/min载气流量，15 g/L硼氢化钾溶液的还原条件测定的结果准确可靠，此方法的检出限为0.1 μg/L，标准偏差为4.26％，试验回收率在86.4%~108.6%之间。

本试验利用微波消解的方式进行样品的前处理, 优化了消解程序，对平菇和小棕蘑菇中的砷进行了原子荧光测定，在国家标准《食品中总砷及无机砷的测定》的基础上探讨了食用菌中总砷的测定方法。

本法操作简便、迅速，使用的MARS5微波消解仪自动化程度高，消解过程无需照看，消解剂用量少，在实际样品的测定中，可得出满意的结果。

[1]中华人民共和国国家标准. 食品中总砷及无机砷的测定[S]. GB/T 5009.11-2003. 北京: 中国标准出版社, 2003：71-84.
[2] 徐玉宏. 微波技术在样品处理中的应用[J]. 化学分析计量, 2006, 15(1): 68-70.
[3] 王宏菊, 陈旭辉, 许德珍, 等. 原子荧光光谱法同时测定化妆品中砷和汞[J]. 光谱实验室, 2003, 20(5): 735-738.
[4] 刘建伟, 李宏伟, 陈敏. 微波消解浅析[J]. 中国卫生工程学, 2002, 1(2):封4.
[5] 林晶, 黄玲. 微波消解-氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定食品中的As和Hg[J]. 海南大学学报(自然科学版)，2005, 23(2):117-121.
[6] 刘林, 陆彦彬. 微波消解-原子荧光光谱法同时测定土壤中微量砷和汞[J]. 农业环境与发展, 2006(5):74-75.
[7]叶林泉, 谢勇坚. 双道原子荧光光谱法联合测定水中砷和锑[J]. 净水技术, 2003, 22(4)：34-36.朱丽娜
Determination of Total Arsenic in Pleurotus ostreatus andAgaricus brunnescens FruitBodies Using MicrowaveDigestion Combined with Atomic Fluorescence Spectrometry
HAN Lirong1,HU Qingxiu2,YANG Xiaohong2,LI Li2
1Department of Landscape Gardening and Horticulture, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan410128, China;
2Institution of Agricultural Resources and Regional Planning, CAAS, Beijing100081, China
Total arsenic levels in fruit bodies of the edible mushrooms, Pleurotus ostreatus and Agaricus brunnescens, were determined using microwave digestion combined with atomic fluorescence spectrometry. Optimisation of the procedure with respect to digest reagent concentrations, digestion conditions, carrier gas flow rates and KBH4 reductant concentration resulted in an arsenic detection limit of 0.1μg/L and recovery rates of 86.4％～108.6％(RSD 4.26%). The procedure represents a simple, rapid and accurate method for measuring total arsenic levels that is potentially applicable to all edible fungi.
microwave digestion;atomic fluorescence spectrometry;edible fungi;arsenic。