駱?biāo)笺懀瑥?輝，謝靜茹

（上海金楓酒業(yè)股份有限公司，上海 201501）

黃酒具有獨(dú)特的釀造工藝和豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，其中含有的無(wú)機(jī)元素雖然不是衡量營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的主要指標(biāo)，但對(duì)于黃酒的正常發(fā)酵和飲用安全性具有重要意義。鈣能決定黃酒的硬度，過(guò)多的鈣離子會(huì)導(dǎo)致酒體出現(xiàn)苦澀感；銅、鐵等是人體造血和補(bǔ)血功能的關(guān)鍵成分，為有色金屬，隨著含量的增加酒體顏色加深，口感變澀，甚至出現(xiàn)鐵腥味，黃酒中的沉淀也與此有關(guān)；硒、鋅、錳等微量元素也是人體維持健康所必需的。除了含有非常豐富的健康元素外，黃酒中可能還有鉛、鎘、鉻、砷等一些有害元素會(huì)危害人體健康，鉛含量（≤0.5 mg/L）被列入發(fā)酵酒衛(wèi)生指標(biāo)，但更多有害元素并未做出明確限量規(guī)定，因此，開(kāi)展黃酒中無(wú)機(jī)元素的普查非常有必要。

常用的測(cè)定無(wú)機(jī)元素的方法主要有分光光度法、原子吸收法、高效液相法和熒光分析法等，這些方法大多只能測(cè)定單個(gè)元素，操作繁瑣且對(duì)于一些痕量元素?zé)o法測(cè)定。在酒類的多元素同時(shí)測(cè)定方面，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）具有高靈敏度、超痕量檢測(cè)限和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，碰撞/反應(yīng)池技術(shù)的引入，更大程度地減小了多原子離子對(duì)檢測(cè)結(jié)果的干擾。近年來(lái)，酒類安全檢測(cè)越來(lái)越引起重視，ICP-MS 已在各類樣品超痕量元素分析中得到廣泛應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)建立了一種快速消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定黃酒中無(wú)機(jī)元素的方法，用于研究不同地域黃酒中20 種無(wú)機(jī)元素的差異。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

酒樣：9 種不同地域的市售黃酒，相關(guān)信息見(jiàn)表1。

表1 不同酒樣信息

試劑：硝酸，分析純，國(guó)藥公司；實(shí)驗(yàn)室用超純水，由Millli-Q Direct 超純水儀制得；Ag、Al、As、Ba、Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、Ga、In、Li、Mn、Ni、Pb、Rb、Se、Sr、V、Zn 混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，Be、Ce、Fe、In、Li、Mg、Pb、U調(diào)諧液，美國(guó)珀金埃爾默公司。

儀器設(shè)備：Nexion1000G 電感耦合等離子體質(zhì)譜，美國(guó)珀金埃爾默公司；SPB 50-48 快速石墨消解儀，美國(guó)珀金埃爾默公司；Millli-Q Direct 超純水儀，美國(guó)密理博公司；BSA124S-CW 電子天平，德國(guó)賽多利斯公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理

準(zhǔn)確吸取黃酒樣品2 mL，加入硝酸5 mL，反應(yīng)平穩(wěn)后，置于石墨消解儀中消解，消解條件為120 ℃，保持2 h，消解完畢后將消解管降至常溫，用超純水定容至50 mL，上清液即為待測(cè)溶液，同時(shí)做試劑空白，外標(biāo)法定量。

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制

吸取20種元素混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，用超純水逐級(jí)稀釋配制成濃度為5.0μg/L、10.0μg/L、20.0μg/L、40.0μg/L、100.0μg/L、200.0μg/L 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，超純水作為空白，測(cè)定并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.2 干擾消除

碰撞/反應(yīng)池技術(shù)可消除多原子離子的干擾，試驗(yàn)中以He 氣作為碰撞氣。ICP-MS 在實(shí)際測(cè)定中往往受到氧化物、雙電荷、多原子離子、基體抑制、離子傳輸效率等多種干擾。在分析黃酒樣品時(shí)，質(zhì)譜干擾主要是由于黃酒中通常都含有氯（Cl35）和鈣（Ca40），在測(cè)定過(guò)程中Cl35 與Ca40 易生成CaCl(m/z75)，與As75荷質(zhì)比相同，從而干擾砷（As75）的測(cè)定。黃酒中富含氨基酸、蛋白質(zhì)、糖類等多種有機(jī)物，有機(jī)物中的C12 易與Ar40 結(jié)合干擾鉻（Cr52）的測(cè)定。因此，在本實(shí)驗(yàn)中使用碰撞/反應(yīng)池技術(shù)，能在采樣錐和/或截取錐尖端靈活地加入碰撞反應(yīng)氣體，通過(guò)質(zhì)譜軟件控制氣體流速和類別，加入0.35 L/min 氦氣（He）作為碰撞氣，大部分有機(jī)物的干擾通過(guò)消解反應(yīng)可去除。

1.2.3 儀器工作條件及優(yōu)化

（1）使用調(diào)諧液進(jìn)行調(diào)諧程序，優(yōu)化儀器參數(shù)，使儀器的靈敏度達(dá)到最高且信號(hào)穩(wěn)定，CeO 156/Ce 140≤0.05，Ce70/Ce 140≤0.03，Bkgd 220≤4，U 238＞60000，In 115＞80000，Be 9＞4500。

（2）經(jīng)優(yōu)化后，最終ICP-MS 的工作條件為：射頻功率1400 W；等離子氣體流速15 L/min；輔助氣流速0.8 L/min，載氣流速1 L/min，霧化器流速1 L/min，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速35 r/min；樣品提升時(shí)間為15 s；采集模式為跳峰；掃描次數(shù)20；重復(fù)次數(shù)3；重復(fù)時(shí)間19.14 s；積分時(shí)間0.5 s；碰撞反應(yīng)池模式下，碰撞氣流速0.35 L/min，反應(yīng)池四級(jí)桿電壓RPa=0，RPq=0.25。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程、線性范圍及檢出限

將20 種元素的系列標(biāo)準(zhǔn)混合溶液在儀器檢測(cè)條件下進(jìn)樣，測(cè)定各元素的濃度，經(jīng)儀器數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)處理后繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限。由表2 可知，20 種元素標(biāo)準(zhǔn)樣品的元素含量和檢測(cè)的響應(yīng)值均呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均在0.999 以上，代表此方法的靈敏度較高，能夠用于無(wú)機(jī)元素含量的測(cè)定。

表2 不同元素的線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍及檢出限

2.2 準(zhǔn)確度及精密度

按照進(jìn)樣條件選取樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，添加5 μg/L 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液到樣品中，計(jì)算回收率。再取混合標(biāo)準(zhǔn)溶液按前述條件進(jìn)樣，重復(fù)測(cè)定，計(jì)算各元素含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 準(zhǔn)確度與精準(zhǔn)度

結(jié)果表明，各元素的加樣回收率均在96 %～105%之間，且各元素的RSD 為1.46%～3.45%，表明準(zhǔn)確度和精密度皆良好，符合痕量分析要求。

2.3 黃酒中無(wú)機(jī)元素的測(cè)定

對(duì)抽樣的9 類酒類樣品中20 種無(wú)機(jī)元素進(jìn)行了分析，各元素含量結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4 可知，不同地域廠家的酒樣中有毒元素如As、Cd、Cr、Pb 含量分布并無(wú)顯著規(guī)律，且As和Cd 存在超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。所有酒樣Pb 含量均小于0.5 mg/L，滿足GB 2758—2005 發(fā)酵酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的限值；參考GB 5749—2006 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，各酒樣Cr 含量均小于限值0.05 mg/L，As含量均超過(guò)限值0.01 mg/L，最高達(dá)到29.84μg/L；Cd 含量除石庫(kù)門和金色年華酒樣在0.005 mg/L 以下外，其余酒樣均小幅超過(guò)限值。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不同地域廠家的黃酒中As、Cd 含量有一定差異但并不顯著，浙江、江蘇地域酒樣As 含量略低于上海地域酒樣且Cd 含量略高于上海地域酒樣，這些差異可能主要與生產(chǎn)工藝有關(guān)。

表4 不同黃酒的無(wú)機(jī)元素含量 (μg/L)

在9 種不同酒樣中Al、Ca、Cu、Fe、Mn 含量有顯著差異，其余微量元素并無(wú)顯著差異，如江蘇地域酒樣的Al 含量顯著低于其他兩個(gè)地域，鋁離子主要存在于陶壇中，其差異受貯存方式影響；古越龍山酒樣中Ca 含量顯著較大，可能與黃酒生產(chǎn)中氧化鈣的添加有關(guān)；浙江地域酒樣的Cu、Fe、Mn 含量都較其余更高，一方面來(lái)源于生產(chǎn)過(guò)程中接觸的容器和管道，另一方面可能和地域內(nèi)的生產(chǎn)用水密切有關(guān)。釀造黃酒的原料主要有水、糯米、粳米等，原料中的無(wú)機(jī)元素通過(guò)發(fā)酵過(guò)程中多種微生物的協(xié)同作用，最終轉(zhuǎn)移到成品酒中，水在其中的影響至關(guān)重要，水是許多無(wú)機(jī)元素的良好溶劑。研究表明，水源中的無(wú)機(jī)元素和釀造酒中的含量成正相關(guān)，當(dāng)水質(zhì)相同或相近時(shí)，無(wú)機(jī)元素含量的差異主要來(lái)源于釀造大米以及生產(chǎn)工藝的不同。黃酒中經(jīng)常添加如枸杞和紅棗等藥食兩用物質(zhì)，這也會(huì)引起無(wú)機(jī)元素含量的差異。

3 結(jié)論與展望

據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)約有十分之一的耕地被重金屬污染，這對(duì)我們的糧食安全和用水安全都造成了嚴(yán)重危害。黃酒作為米和水的后續(xù)發(fā)酵產(chǎn)品，目前缺少完整的有害元素國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限量，有必要開(kāi)展黃酒無(wú)機(jī)元素分析方法的研究，為深入探討不同地域黃酒品質(zhì)與無(wú)機(jī)元素的關(guān)聯(lián)性提供參考。本實(shí)驗(yàn)采用快速消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定黃酒中無(wú)機(jī)元素含量，簡(jiǎn)便快速，污染和損失少，方法準(zhǔn)確可靠。利用此方法對(duì)江浙滬3 個(gè)地域9 個(gè)不同廠家的成品酒樣進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)比可以看出不同地域的黃酒在個(gè)別有害元素，如As 和Cd 含量，均存在小幅超標(biāo)的現(xiàn)象，值得各企業(yè)警惕并引起重視。部分無(wú)機(jī)元素含量具有顯著差異，如Al、Ca、Cu、Fe、Mn 含量，差異可能主要取決于生產(chǎn)用水及大米原料，也受生產(chǎn)工藝和貯存方式影響。

本實(shí)驗(yàn)由于樣本數(shù)量的關(guān)系，以上結(jié)論還不具有統(tǒng)計(jì)性規(guī)律，同時(shí)使用的不同地域酒樣均為成品酒，后續(xù)需要加入更多地域的黃酒樣品并對(duì)水、米、麥等原料建立更完善的跟蹤流程，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的無(wú)機(jī)元素含量進(jìn)行分析，還可發(fā)現(xiàn)某些設(shè)備與工藝上的問(wèn)題，以期生產(chǎn)出更高品質(zhì)的黃酒。