馬 川,李 宏,高勤葉,趙彩會,吉 輝,賀習文
(1.陜西秦云農(nóng)產(chǎn)品檢驗檢測有限公司,陜西 渭南 714000;2.農(nóng)業(yè)部飼料質(zhì)量監(jiān)督測試中心,陜西 西安 710016)
鉻(Cr)是人體必需的微量元素,在肌體的糖代謝和脂代謝中發(fā)揮特殊作用,常見的Cr有二價、三價和六價,三價的Cr是對人體有益的元素,而六價Cr是有毒的[1]。人體對無機Cr的吸收和利用效率很低,約1%,然而人體對有機Cr的利用率可達到10%~25%。Cr在天然食品中的含量較低、均以三價的形式存在。確切地說,Cr的生理功能是與其他控制代謝的物質(zhì)配合才有作用,如激素、胰島素、各種酶類、細胞的基因物質(zhì)(DNA和RNA)等。Cr進入人體細胞后,對肝臟及DNA造成難以修復的損傷,因此對Cr的監(jiān)測顯得尤為重要[2]。
動物飼料中添加Cr的作用是調(diào)節(jié)免疫、抗應激和提高瘦肉率等,在飼料中的Cr只有極少部分會被動物吸收,在生物體內(nèi)長期沉積,最終傳遞到食物鏈頂端[3-4]。Cr的化合物不會自然消解,其會造成畜禽黏膜充血以及內(nèi)臟器官出血,并具有致癌性和引發(fā)基因突變的風險[5-6]。中國最新飼料衛(wèi)生標準GB 13078-2017中限量值降至5 mg·kg-1,對鉻元素有明確限制。GB/T 13088-2006中,樣品干灰化后加硝酸消解,對樣品的消解不徹底。因此,為了加強對飼料安全監(jiān)督,必須進行一種高效、準確的檢測方法,樣品經(jīng)高溫灰化,加酸消解后,在波長359.4 nm處測定吸收值,試驗驗證結(jié)果具有較好的重復性。
試驗用樣品:國產(chǎn)魚粉。樣品經(jīng)高溫灰化,加酸消解后,通過原子吸收測定吸收值,其吸收值與鉻含量成正比,與標準系列比較定量。
原子吸收分光光度計(analytikena ZEEnit 700P);萬分之一天平[奧豪斯儀器(常州)有限公司,CP224C];可控溫電熱板(北京中興偉業(yè)儀器有限公司,SKML-1.54);馬弗爐(天津市泰斯特儀器有限公司,SX-4-10);瓷坩堝。
鉻標準溶液:國家有色金屬及電子材料分析測試中心;鹽酸(優(yōu)級純):北京化工廠;硝酸(優(yōu)級純):西隴化工股份有限公司;二級水。
稱樣5 g(精確到0.0001 g),置于瓷坩堝中,在可控溫電熱板上完全碳化后,置于馬弗爐內(nèi),由室溫開始,逐漸升溫至600℃灼燒5 h,直至試樣呈白色或灰白色、無碳粒為止。取出放至室溫,加5.0 mL 50%鹽酸-50%硝酸溶液,在可控溫電熱板上緩慢加熱,加熱至溶液微沸,然后用水轉(zhuǎn)移定容至50 mL容量瓶中,搖勻、待測。同時做樣品空白。
光源:鉻空心陰極燈;波長:359.4 nm;燈電流:4.5 mA;狹縫寬度:0.5 nm;火焰:空氣-乙炔;助燃器壓力:160 kPa(流速15.0 L·min-1);燃氣壓力:35 kPa(流速15.0 L·min-1);氘燈背景校正。
中間液(100 μg·mL-1):量取Cr(1 000 μg·mL-1)標準溶液10.0 mL于100 mL容量瓶中,加5%硝酸溶液稀釋至刻度,此溶液每毫升相當于100 μg。
中間液(10 μg·mL-1):移取中間液(100 μg·mL-1)10.0 mL于100 mL容量瓶中,加5%硝酸溶液稀釋至刻度,此溶液每毫升相當于10 μg。
工作液:吸取鉻中間液(10 μg·mL-1)0.00、1.00、2.00、4.00、6.00和8.00 mL,分別置于100 mL容量瓶中,加5%硝酸溶液稀釋至刻度,混勻,制成標準工作液。容量瓶中每毫升溶液分別相當于鉻0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80 μg。
在波長359.4 nm處測定吸光值,做標準曲線(見表1),得到線性回歸方程為:Y=0.076 057 2X+0.001 001 9,R2=0.999 5。
GB/T 13088-2006方法中樣品加酸后直接轉(zhuǎn)移定容測定與本方法加酸消解后結(jié)果對比見表2。
測定結(jié)果對比發(fā)現(xiàn),同樣酸溶液的樣品,消解與不消解結(jié)果有明顯差異,消解后測定值明顯大于不消解測定值。
稱取魚粉樣品4份,兩份加入20%鹽酸溶液,兩份加入20%硝酸溶液,按照1.3的試驗方法消解,所得結(jié)果見表3。
表1 標準曲線濃度及吸光度
表2 消解與不消解結(jié)果對比
表3 20%鹽酸與20%硝酸測定結(jié)果對比
20%鹽酸與20%硝酸測定結(jié)果對比顯示,20%鹽酸消解測定值<20%硝酸消解測定值,20%硝酸消解情況更好。
稱取魚粉樣品6份,2份加入50%鹽酸-50%硝酸溶液,2份加入20%硝酸溶液,2份加入硝酸,按照1.3部分中的試驗方法消解,結(jié)果見表4。
單一硝酸無法完全消解出樣品中的鉻,50%鹽酸-50%硝酸溶液與20%硝酸消解后結(jié)果對比表明,50%鹽酸-50%硝酸溶液與20%硝酸結(jié)果有差異,50%鹽酸-50%硝酸溶液比20%硝酸測定值大,消解效果優(yōu)于20%硝酸。試驗結(jié)果表明,試驗中使用50%鹽酸-50%硝酸溶液能更好地溶解出魚粉中的Cr。
通過不同濃度、酸度對魚粉進行消解,得到兩次測定結(jié)果的平均值與樣品試際值的相對偏差,結(jié)果見表5。
表4 50%鹽酸-50%硝酸溶液與20%硝酸消解后結(jié)果對比
表5 與實際值相對偏差
試驗結(jié)果表明,50%硝酸-50%鹽酸溶液酸解樣品的結(jié)果最接近試際值,其相對偏差為1.5%,相對偏差≤5%,結(jié)果在理想范圍內(nèi)。
稱取魚粉樣品2份,分別加入濃度為10 μg·mL-1中間液0.1、0.4 mL,加標濃度分別為1.0、4.0 mg·kg-1,所得回收率見表6。
由表6可知,通過對試樣不同濃度加標,測得回收率在95%~106%,驗證了本方法可行性。
稱取6個魚粉樣品,按照1.3中的試驗方法處理,所得結(jié)果的相對標準偏差RSD(n=6)見表7。
綜合樣品消解程度和偏差,50%硝酸-50%鹽酸平行樣相對偏差相對較小且消解最為徹底。
表6 50%鹽酸-50%硝酸溶液加標回收率
以水為清洗溶液調(diào)零,在原子吸收分光光度計(analytikena ZEEnit700P)在波長359.4 nm處測定吸收值,從所得標準曲線上查得鉻的濃度。計算公式見式1。
式(1)中:A為測定用試樣溶液中鉻的含量(μg·mL-1);A0為試劑空白液中鉻的含量(μg·mL-1);V為試樣溶液的總體積(mL);m為試樣的質(zhì)量(g)。計算結(jié)果為同一試樣兩個平行樣的算術平均值,精確到小數(shù)點后兩位。
目前中國飼料中鉻的檢測方法發(fā)布于2006年,飼料行業(yè)大部分的檢測方法都是引用GB/T 13088-2006飼料中Cr的測定,然而GB/T 13088方法使用的20%硝酸溶液且不加熱消解,根本無法完全消解樣品,本方法與原方法區(qū)別是用50%鹽酸-50%硝酸溶液代替20%硝酸溶液,加酸后加熱消解測定,無論從溶出效率、測定值、回收率、精密度、穩(wěn)定性上,都優(yōu)于原方法。經(jīng)上述試驗驗證,飼料中Cr測定,干灰化后加50%鹽酸-50%硝酸溶液消解,能完全消解樣品,有利于準確測定飼料中鉻的含量。本試試驗測定飼料中Cr的含量,改進易于操作,回收率為95%~106%,檢測條件穩(wěn)定,加標回收率高,平行樣相對偏差較小。