微波消解―石墨炉原子吸收法测定香辛料中的铅含量

摘 要：采用微波消解―石墨炉原子吸收光谱法准确测定香辛料中的铅含量，考察了微波消解的工作消化温度、消化程序、消解酸选择，找出最优微波消解处理条件，并与常规湿法消解、干灰化法进行对比。结果表明：（1）微波消解是香辛料中铅测定的适宜前处理方式；（2）最佳消化温度180℃，升温时间10min，保持温度15min，相对标准偏差≤5%，回收率在95.0%～106.0%。该文对实验室在检测香辛料中铅含量的方法选择上具有一定借鉴意义。

关键词：微波消解；原子吸收法；香辛料；铅

中图分类号 TS225.3 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）03-04-18-18-03

香辛料品种多、应用广，种植生长环境各异，以及多环节的加工过程，都可能导致不同程度的重金属污染，摄入超过重金属限量值的香辛料会影响人类健康，更影响产品品质。因此研究分析香辛料重金属含量，是现代食品企业对原料质控的需求。由于金属、类金属元素在食品中与有机物结合成稳定而牢固的难溶解的化合物，一般不能直接分析测定。本实验运用微波消解―石墨炉原子吸收光谱法测定香辛料中重金属铅的含量，并与常规消解方法进行了对比，为香辛料中铅含量的测定提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料 香辛料：甘草、八角、桂皮、草果，市售，粉状。

1.2 仪器与试剂

1.2.1 仪器 石墨炉原子吸收光谱仪AA-240Z，美国瓦里安；Mars6 Xpress微波消解仪，美国培安；分析天平，赛多利斯电子天平BSA124S；陶瓷纤维马弗炉，2.5-10TP 上海慧泰仪器制造有限公司；可调电热板ES-3615，天津泰斯特；恒温消解仪BHW-09C，上海博通化学科技有限公司。

1.2.2 试剂 Pb标准液（1 000μg/mL），GBW 08619，中国计量科学研究院；HCl，HClO4，HNO3均为优级纯，广州试剂厂；H2O2，分析纯，广州试剂厂；一级水超纯水，Millipore仪器制备，美国。所用玻璃仪器均用5%硝酸浸泡过夜，用去离子水冲净漓干备用。

标准系列：将1 000μg/mL的标准储备液逐级稀释成100μg/L的标准工作液，然后分别取标准工作液1.00、5.00、10.00、15.00、20.00mL加入到100mL容量瓶中，用2%的HNO3定容至刻度。

1.3 样品前处理

1.3.1 微波消解 称取0.50g样本于消解内罐中，加一定消化液放置，在电加热器上（控温120℃）加热排酸，当溶液中无明显颗粒状物质时，放入微波炉中消解。按微波消解工作条件设定程序进行消解，待消解结束冷却后，取下消解管，到电热板上加热赶酸，至剩余小于1mL，转移到25mL比色管中，定容，待测。同时做空白对照。

1.3.1.1 消解最佳温度 培安公司的MARS消解有2种模式，“压力/时间控制”与“温度/时间控制”，本实验采用“温度/时间控制”消解香辛料样本，对比不同温度下消解效果，寻求最佳工作温度。

1.3.2 湿法消解 准确称取2.50g样本于250mL的锥形瓶中，加入混酸（HNO3∶HClO4=4∶1）10mL，加盖放置过夜，然后在电热板上低温加热，待大部分有机物消化完全，提高温度，加热直至剩下约2mL时，再加入5mL HNO3继续消化，直至白烟冒尽溶液呈无色透明近干为止，取下锥形瓶冷却，后用一级水将试样消化液全部定量转移入50 mL比色管中，加水至刻度，摇匀备用；同时作试剂空白。

1.3.3 干法灰化 将香辛料粉碎，称取2.50g试样于瓷坩埚中，先小火在可调式电热炉上炭化至无烟，移入马弗炉500℃灰化8～10h，直到消化完全，若个别试样灰化不彻底，则加1mL混合酸，在可调电炉上小火加热，反复多次直到消化完全，冷却加6滴硝酸与少量一级水，在电热板上加热沸至完全溶解，后用一级水将试样消化液全部定量转移入50mL比色管中，加水至刻度，摇匀备用；同时作试剂空白。

1.4 石墨炉的最佳工作条件 石墨炉最佳工作条件，如表4所示。选用2% NH4H2PO4溶液为机体改进剂。

2 结果与讨论

2.1 微波消解条件的选择

2.1.1 消化酸的选择 经过对比HNO3，HCl∶HNO3（3∶1），HNO3∶H2O2（4∶1）消解，对香辛料样本消解效果差异不大，建议使用HNO3。在酸用量上，取样量在0.5g以内，用酸量可在4～10mL，而湿法消化在消化过程需要不断补加，取香辛料样2.5g用酸约30mL。

2.1.2 温度的影响 本实验采用“温度/时间控制”消解香辛料样本，对比不同温度对消解效果的影响，见表5。由结果可见温度为180℃，效果良好。进一步确定最佳工作条件发现（表6），升温时间为10min，温度为180℃，温度保持时间10min与15min效果相当，因此最佳工作条件为升温时间为10min，温度为180℃，温度保持时间10min，本条件适用于香辛料前处理。

通过分析测定结果发现，不同香辛料铅含量有差异，GB 2762规定香辛料类Pb限量为3mg/kg，NY 5323无公害香辛料，要求铅含量小于1mg/kg，因此从结果看，本实验所取样本都满足GB 2762要求，但其中八角、草果铅含量不满足NY 5323要求。

3 小结

研究表明，微波消解法具有分解完全、重现性好、省时节能、用样量少、消耗少的优点。微波消解直接向样本释放能量，从而提高能量的利用率。同时实验表明，微波消解最佳工作条件是消化温度180℃，升温时间10min，保持温度15min。在30min内完成消解，整体前处理时间缩小在2h内，快速准确、污染少、分析成本低等优点，更适用于现代企业对产品质控的需求。

参考文献

[1]GB 5009.12，食品中铅的测定[S].

[2]GB 2762，食品中污染物限量[S].

[3]NY 5323，无公害香辛料[S].

[4]GBT 207404，实验室质量控制规范 食品理化检测[S].

[5]张磊，王晓艳，李波.微波消解技术在金属分析中的应用[J].光谱实验室，2010，27：953-956.

（责编：施婷婷）