表1 微波消解条件
Table 1 The conditions of microwave digestion
设定温度/℃额定功率/ W 180 20 20 15 400升温时间/ min保持时间/ min降温时间/ min
摘 要：建立微波消解-原子吸收光谱法测定仙草及其产品中铅、镉、铬、铜、铁、锌、锰7种微量元素的含量。样品经微波消解，无火焰法测定铅、镉、铬元素、火焰法测定铜、铁、锌、锰元素含量。所测元素标准曲线相关系数均≥0.998，回收率在85.9 %～110.0 %间，RSD均＜5 %。本研究建立的方法简便、准确、成本低廉，可用于仙草及其产品中铅、镉等7种元素含量的检测。
关键词：原子吸收光谱；仙草；微波消解；铅
仙草（mesona chinensis benth），又名凉粉草、仙人草，为唇形科凉粉草，属一年生草本植物[1]。在国内主要产于广东、福建、广西、江西、云南等省份。国家卫生和计划委员会在2010年3月发布[2010年]第3号公告，允许仙草作为普通食品生产经营[2]，仙草被列入了中国食同源植物目录。
仙草作为重要的药用和食用植物资源，含有丰富的营养成分，仙草全草干样含有约70 %碳水化合物，少量蛋白质、脂肪、色素等，还含有较多的矿物质元素，是一种重要的药食两用的植物资源[3]。在本草中记载仙草的药用功效广泛，具有治疗肾脏病、糖尿病、关节肌肉疼痛、淋病，清暑、解热利水、消渴、降血压，抗衰老、抗癌等功能[4]。是天然、安全、保健、营养食品较理想的原料，其加工利用价值也非常广泛，例如龟苓膏、仙草奶茶/凉茶、食用凉粉果胶等以仙草粉为主料，加多宝等凉茶饮料和其它一些牌子酸奶等饮料配表中也见含有仙草粉，对仙草粉的研究应用已成为热点。
铅、镉、铬都是生物毒性元素，是主要的食品污染物，对人体的智力、体质和免疫功能产生不良影响，对人体肝和肾的危害尤为严重，是食品安全管理的重点内容，我国食品安全国家标准GB/T2762-2012《食品中污染物限量》对铅、镉、铬等食品中污染物有严格的限量规定。根据不同种类食品，铅最高限量为5.0mg/ kg、最低为0.01mg/L；镉最高限量为2.0mg/kg、最低为0.003 mg/L；铬最高限量为2.0 mg/kg、最低为0.3 mg/kg。铜、铁、锌、锰等食品安全国家标准已废止，新标准未见出台。
目前仙草产品主要消费国家为中国、越南、泰国、马来西亚等东南亚国家，根据目前国内和国外对食品金属元素的限量规定，文章拟对仙草及其加工相关产品中铅、镉、铬、铜、铁、锌、锰等元素进行测定。有文献报道[5]用ICP-MS法检测凉粉草中铅、镉、砷、铜、镍、铬、锰元素，但未见有用原子吸收光谱法对仙草及其加工产品中铅、镉、铬、铜、铁、锌、锰元素的检测，文章主要参照GBT5009系列《食品卫生标准检验方法理化部分》，以微波消解前处理，无火焰（铅、镉、铬）和火焰（铜、铁、锌、锰）法测定仙草中铅、镉、铬等7种元素含量，以期为仙草生产加工中的食品安全性控制提供参考依据。
1.1 仪器与试剂
pinAAcle900T原子吸收光谱仪：美国PE公司；MARS5微波消解仪：美国CEM公司；milli QDirect 16纯水仪：美国密理博公司；EH45A电热板：北京labTech公司，国家标准溶液1 000 mg/L铅、镉、铬、铜、铁、锌、锰：国家钢铁材料测试中心；GR级硝酸：国药，GR级磷酸二氢铵：天津光复，标准物质小麦粉：国家粮食局科学研究院；其余用到试剂等均为国产分析纯试剂。
1.2 仪器工作条件
样品微波消解条件见表1，石墨炉原子吸收光谱条件见表2和表3，火焰原子吸收光谱条件见表4。
表1 微波消解条件
Table 1 The conditions of microwave digestion
设定温度/℃额定功率/ W 180 20 20 15 400升温时间/ min保持时间/ min降温时间/ min
表2 仪器工作条件（石墨炉）
Table 2 Instrument conditions of work（AA Furance）
元素 分析波长/nm 灯电流/mA 狭缝宽度/nm 铅283.31 8 0.7 镉228.80 4 0.7 铬357.87 15 0.7
表3 石墨炉升温程序
Table 3 Temperature program working for AA Furance
程序 温度/℃ 升温时间/s 保持时间/s pb cd cr pb cd cr pb cd cr干燥1 110 110 110 1 1 1 30 30 30干燥2 130 130 130 15 15 15 30 30 30灰化 850 300 1 000 10 10 10 20 20 20原子化 1 600 1 500 2 300 0 0 0 5 5 5除残 2 450 2 450 2 450 1 1 1 3 3 3
表4 仪器工作条件（火焰）
Table 4 Instrument conditions of work AA Flame
元素 分析波长/ nm乙炔流量/ （L/min）铜 324.75 10 0.7 10 2.5锌 213.86 15 0.7 10 2.5铁 248.33 30 0.2 10 2.18锰 279.48 20 0.2 10 2.5灯电流/ mA狭缝宽度/ nm空气流量/ （L/min）
1.3 样品制备及前处理
1）仙草干料剪碎，用食品粉碎机粉碎成粉末，称取0.500 g粉碎样，置于特氟龙消解罐中，加入硝酸6 mL，按2.1微波消解条件消解样品，消解后样品在160℃电热板上赶酸至约0.5 mL，转移定容至25.0 mL比色管中，振荡混匀，待测。
2）粉剂、固体样品（粉碎）均匀，称取0.5 g置于特氟龙消解罐中，其余步骤与1）相同。
3）饮料、果冻、果胶类样品，均浆机均匀，称取3.0 g样品，其余步骤与1）相同。
2.1 微波消解条件的选择
参照国标GBT5009系列《食品卫生标准检验方法理化部分》及相关文献[6-8]，在固定微波消解条件下，文章选用了3个不同类型样品（粉剂、干料、果冻类），分别使用硝酸、硝酸∶高氯酸=3∶1（体积比）、硝酸∶过氧化氢=3∶1（体积比）3种消解液对样品进行微波消解，结果发现，3个不同类型样品（粉剂、干料、果冻类）在以上3种不同消解液体系中均能消解完全，从简考虑，选择硝酸作为样品消解液。
选取3种代表性样品（粉剂、干料、果冻类），按照2.3的称样量，分别加入硝酸6.0 mL，分别按不同微波消解条件消解样品，样品微波消解条件的选择结果见表5。
以上试验结果表明，选择硝酸作为消解液，选择表1的微波消解条件，能完全满足仙草及其加工产品中金属元素检测的前处理要求。
表5 微波消解条件的选择
Table 5 The conditions of microwave digestion for selected
程序样品设定温度/℃升温时间/min保持时间/min降温时间/min额定功率/W 消解效果粉剂 200 25 25 20 400 澄清透明180 20 20 15 400 澄清透明150 15 15 10 400 有沉淀，消解不完全干料 200 25 25 20 400 澄清透明180 20 20 15 400 澄清透明150 15 15 10 400 有沉淀，消解不完全果冻类 200 25 25 20 400 澄清透明180 20 20 15 400 澄清透明150 15 15 10 400 澄清透明
2.2 标准曲线的绘制
铅、镉、铬按照表2、表3的仪器工作条件，分别配置成储备液浓度为50.0、2.5、10.0 μg/L的储备液，仪器自动稀释成曲线系列，进样量20 μL；铜、铁、锌、锰按照表4的仪器工作条件，以1 %硝酸为溶剂，使用标准溶液稀释配制成0.00、0.05、0.10、0.50、1.00、2.00 mg/L浓度的混合标准曲线点，上机。以质量浓度为横坐标，吸光度峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。取试剂空白溶液连续测定11次，以所计算得的标准偏差的3倍对应浓度，计算各元素的检出限。结果表明：铅、镉、铬（无火焰）；铜、铁、锌、锰（火焰）原子吸收法检测法在一定浓度范围内，相关系数均在0.998以上，检出限满足分析要求。铅、镉、铬无火焰原子吸收法检测的线性范围和检出限结果见表6，铜、铁、锌、锰火焰原子吸收法检测的线性范围和检出限见表7。
表6 铅、镉、铬无火焰原子吸收法检测的线性范围和检出限
Table 6 Linear range of detection and detection limit of lead，cadmium and chromium by Furance atomic absorption method
元素 相关系数 线性范围/（μg/L） 检出限/（μg/L）铅 0.999 10.0～50.0 0.041镉 0.999 0.50～2.50 0.001 6铬 0.998 2.0～10.0 0.022
表7 铜、铁、锌、锰火焰原子吸收法检测的线性范围和检出限
Table 7 Linear range of detection and detection limit of copper，iron，zinc and manganese by flame atomic absorption method
元素 相关系数 线性范围/（mg/L） 检出限/（mg/L）铜0.999 9 0.05～2.00 0.005 4 铁0.999 0.05～2.00 0.001 2 锌0.999 0.05～2.00 0.002 8锰 0.999 99 0.05～2.00 0.001 1
2.3 准确度和精密度
为进一步验证方法的准确度和精密度，本研究采用检测国家有证标准物质（小麦粉）和在干料、粉剂、果冻3种不同类型样品中标准添加回收试验两种手段验证方法的准确度和精密度，相同仪器条件下进样6次，从测定的结果计算准确度和精密度，结果表明：标准参考物质测定值均在标准参考值范围内，参考标准物质检测结果见表8。干料、粉剂、果冻3种不同类型样品中铅、镉等7种元素加标回收率在85.9 %～110 %内，RSD均在5 %以内，方法可靠，样品的标准加标回率和相对标准偏差结果见表9。
表8 参考标准物质检测结果
Table 8 The detecting results of the reference standard material
元素 标准参考值/（μg/g） 实际测定值/（μg/g） RSD/% Pb 0.21～0.47 0.37 4.03 Cd 0.11～0.19 0.17 4.36 Cu 3.55～4.41 4.11 2.78 Zn 18.9～22.3 19.3 1.12 Mn 20.0～24.0 21.6 1.23 Fe 28.3～47.1 34.9 1.42
表9 样品的标准加标回率和相对标准偏差（n=6）
Table 9 Lead，Cadmium，Chromium，Copper，Lron，Zinc and Manganese samples recoveries and relative standard deviation （n=6）
元素加标质量浓度含量/μg 回收率/% RSD/%干料 粉剂 果冻 干料粉剂果冻干料粉剂果冻Pb 0.20 0.20 0.20 93.7 94.0 101.2 2.36 1.20 2.01 Cd 0.02 0.02 0.02 89.3 98.0 97.3 3.03 3.44 2.91 Cr 0.10 0.10 0.10 85.9 110.0 96.7 3.11 2.69 2.15 Cu 5.0 5.0 5.0 102.0 105.1 96.8 2.33 3.00 2.61 Zn 5.0 5.0 5.0 103.4 94.0 103.2 1.89 2.35 2.73 Mn 5.0 5.0 5.0 105.5 110.0 97.8 2.12 3.57 3.07 Fe 5.0 5.0 5.0 99.8 94.6 108.9 2.01 3.01 3.18
2.4 仙草及其加工产品中7个元素的测定结果
从市场上购买采集与仙草相关的产品（包括仙草干料、粉剂类、果冻类、饮料类）8个不同品种样品进行铅、镉、铜等7个元素的检测，结果表明，仙草及其加工产品中均能检出一定量的铅、镉、铬、铜、铁、锌、锰等元素，样品中铅、镉、铬、铜、铁、锌、锰的检测结果结果见表10。
1）文章通过对消解液、微波消解仪条件对仙草及其加工样品前处理条件试验，选出了合理的样品消解条件：以硝酸为消解液，微波消解仪功率400 W、20 min升温到180℃，保持20 min，降温15 min。
表10 样品中铅、镉、铬、铜、铁、锌、锰的检测结果
Table 10 The results of Lead cadmium，chromium，copper，iron，zinc and manganese in mesona chinensis benth and its processed product
编号 元素/（mg/kg）Pb Cd Cr Cu Zn Mn Fe a 0.655 0.0260 0.262 2.2 7.6 142.2 88.1 b 1.821 0.1548 0.765 7.6 9.9 204.5 146.1 c 1.920 0.1488 0.789 8.3 20.7 213.2 176.0 d 0.037 0.0044 0.011 0.3 0.7 23.6 6.5 e 0.013 0.0015 0.013 0.2 0.6 19.8 5.1 f 0.765 0.0277 0.273 2.3 8.1 167.0 92.0 g 0.025 0.0021 0.009 0.2 0.6 19.2 4.6
2）用原子吸收方法检测仙草及其加工产品中（无火焰法）铅、镉、铬；（火焰法）铜、铁、锌、锰元素含量，在一定质量范围内（铅10 μg/L～50 μg/L、镉0.5 μg/L～2.5 μg/L、铬2.0 μg/L～10.0 μg/L、铜、铁、锌、锰0.05 mg/L～2.0 mg/L）线性相关系数均≥0.998，加标回收率在85.9 %～110.0 %，RSD均在5 %以内，方法可靠。
3）从对仙草干料的检测发现，仙草及其产品中均含有一定量的铅、镉、铬、铜、铁、锌、锰等元素，这是由于农业化肥施用、工业三废排放影响以及雨水冲刷沉积，使得土壤中重金属污染物含量日益增加，从而导致部分农作物中重金属含量也日益增加，甚至超标。
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Determination of 7 Elements in Mesona Chinensis Benth and Its Processed Product by Atomic Absorption Spectroscopy
Abstract：A method for Determination of Pb，Cd，Cr，Cu，Fe，Zn and Mn in mesona chinensis benth and its processed product by Microwave digestion- Atomic absorption spectroscopy was developed. The Trace elements content in mesona chinensis benth and its processed product of lead，cadmium，chromium were detected by microwave digestion -AA Furance and the copper，iron，zinc，manganese were detected by microwave digestion-flame. The results showed that，the correlation coefficient of standard curve of the 7 elements were greater than 0.998，the recoveries were ranged from 85.9 % to 110 %，RSD were less 5 %.The methed had the advantages of simple，accurate，and low cost，wich can be used to detect the content of Pb，Cd，Cr，Cu，Fe，Zn and Mn in mesona chinensis benth and its processed product.
Key words：Atomic absorption spectroscopy；mesona chinensis benth；microwave digestion；Lead
DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.04.035
基金项目：2013年度广西检验检疫局科技计划项目（第一批）（2013GXCIQ02）
收稿日期：2014-11-20