微波消解-原子熒光光譜法測定雞蛋各組分中硒含量

孫亞波，夏芳芳，唐婧，張平，汪建飛

（安徽科技學院資源與環境學院，安徽滁州233100）

硒在自然環境中是普遍存在的元素之一，隨著人們對硒元素研究的不斷深入，從2003年國家標準[1]中規定硒為食品中污染物到2012年國標[2]中取消了對硒的限量規定，使得人們逐漸認識到硒的攝入量對人體的健康有著緊密的聯系，攝入量過少會引起各種不同程度的疾病[3-5]。臨床醫學研究證明，低硒或缺硒都會威脅人類健康和生命，如癌癥、胃病、放化療疾病、視力、甲狀腺疾病、生殖系統疾病等[6-7]。據不完全統計，全世界范圍內有大部分的土地面積屬于缺硒地區，我國有72%的地區和人口存在缺硒狀況[8-9]，缺硒已成為當代社會人類健康發展的重要限制因素之一。世界衛生組織（World Health Organization，WHO）和世界糧農組織（Food and Agriculture Organization of the United Na tions，FAO）對人體日硒攝入量推薦的安全范圍為50μg～400 μg，中國營養學會推薦成人每天攝入量為50 μg～250 μg[10-13]。因此，科學補硒刻不容緩，食品是人們日常生活中補硒的主要來源，雞蛋則是人們飲食生活中最常見的食物之一，參照國家食品標準中富硒食品的標準來研究富硒雞蛋的安全性，合理控制雞蛋中硒含量就顯得極其重要，并對人們生活有著切合實際的意義。

目前測定硒的方法有紫外分光光度法[14-15]、熒光法[16]、原子吸收法[17-19]、氣相色譜法[20-21]、電化學法[22-23]等。氫化物發生—原子熒光法[24-27]具有高的選擇性和靈敏度，近年來發展迅速，在食品和醫藥衛生領域中的應用日益廣泛[28]。微波消解作為當前新的樣品制備手段，具有穿透力強的優點，可以直接作用于樣品內部，加熱快、升溫高、消解能力強，整個消解過程消耗的試劑量少，降低了空白值，避免了處理過程中揮發的損失和樣品的污染，樣品的回收率試驗效果好，也提高了分解的準確度和精密度。本研究將微波消解和原子熒光法結合起來應用于雞蛋各組分中硒含量的檢測，以期為雞蛋中硒含量的檢測提供新的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

硝酸（優級純）、鹽酸（優級純）、硒標準儲備液（1 000 μg/mL）：國家標準物質研究中心；過氧化氫（30%）、硼氫化鉀、鐵氰化鉀溶液（100 g/L）、試驗用水為超純水（電導率18 MΩ·cm），以上試劑均為分析純：阿拉丁試劑公司；普通雞蛋：當地市場；營養雞蛋：鳳陽縣化喜科技養殖有限公司。

XT-9800型多用預處理加熱儀：上海新拓分析儀器科技有限公司；Jupiter-B多通量微波消解/萃取系統：上海新儀微波化學科技有限公司；PF3原子熒光光度計：北京普析通用儀器有限公司；超純水裝置（Labonova Direct）：Think-lab 公司。

1.2 儀器工作條件

原子熒光光度儀器工作條件設置見表1所示。

表1 原子熒光光度儀的工作條件Table 1 The conditions of atomic fluorescence spectrometer

1.3 標準曲線的繪制

取硒標準使用液0.1 μg/mL至25 mL容量瓶，標準溶液濃度梯度分別為 0.000 4、0.004、0.008、0.016、0.032、0.08μg/mL。以此取10 mL溶液至離心管中，添加2 mL鹽酸（優級純）和1 mL鐵氰化鉀溶液搖勻，待測。

1.4 樣品前處理

取新鮮雞蛋，將蛋殼、蛋黃和蛋清分離，稱取待測試樣0.2 g（精確到小數點后4位）分別放置于微波消解罐內。其中，放置蛋殼的消解罐內直接加入10 mL硝酸進行預處理；放蛋清的消解罐內加入8 mL硝酸和1 mL過氧化氫進行預處理；放蛋黃的消解罐內加入10 mL硝酸和2 mL的過氧化氫進行預處理。搖晃均勻待消解罐內氣體散盡后將消解罐放置至反應轉子上按設定的程序進行消解，微波消解儀要在使用前預熱20 min。程序運行結束后，待消解儀器顯示屏上氣壓為0，溫度低于60℃時方可取出反應裝置，待反應裝置冷卻一段時間至室內溫度時，可將消解罐取出放置于趕酸架上150℃趕酸至2 mL左右取下加入5 mL鹽酸（6 mol/L）溶液，繼續放置到加熱板上加熱趕酸至溶液變為清亮透明無色并伴有白煙出現，將消解罐取下，冷卻后用去超純水定容至25 mL容量瓶中，待測，同時做空白試驗。微波消解儀器設置條件如表2所示。

表2 微波消解程序Table 2 The conditions of microwave instrument

1.5 樣品測定

微波消解后定容至25 mL容量瓶，取10 mL溶液放置到原子熒光儀的離心管中，向離心管中添加2 mL優級純的鹽酸和1 mL鐵氰化鉀溶液混合搖勻待測。其中，原子熒光分析中載流溶液為5%濃度的鹽酸溶液，還原劑為10 g/L濃度的硼氫化鉀溶液。

2 結果與討論

2.1 基本原理

試驗樣品經酸加熱消解后，通過加熱板趕酸冷卻后，在6 mol/L的鹽酸介質中，將試樣中的六價硒還原成四價硒，然后再通過用硼氫化鉀溶液作為還原劑，將樣品中的四價硒在鹽酸介質中還原成硒化氫，再由載氣和氬氣帶入原子化器中進行原子化，在原子化儀器中的硒空心陰極燈照射下，可以使得硒原子產生熒光，其熒光強度與硒含量成正比。

2.2 原子熒光試驗條件的考察

2.2.1 負電壓的選擇

試驗中考察不同的負高壓對熒光強度的影響，其變化曲線如圖1所示。

圖1 負高壓對硒熒光強度的影響Fig.1 Effects of high negative voltage on Ifof Se

從圖1可以看出，熒光強度隨著負高壓的增大而增強，但噪聲也隨之增大。試驗結果表明，當負高壓超過290 V后，熒光強度與Se的濃度反而不呈線形，因此選擇負高壓為280 V。

2.2.2 燈電流的選擇

試驗中考察不同的燈電流對熒光強度的影響，其變化曲線如圖2所示。

圖2 燈電流對硒熒光強度的影響Fig.2 Effects of lamp current on Ifof Se

由圖2可知，隨著燈電流的增加，硒的熒光強度增大，但是當燈電流超過40 mA，反而強度下降，可能是由于發生自吸導致。從燈的壽命和強度綜合考慮，選擇40 mA作為最佳電流。

2.2.3 原子化器高度的選擇

原子化器的高度是試驗中重要的參數，高度較高雖然背景噪音較小但是相應熒光強度較弱，高度過低噪音較大，綜合考慮，在本試驗中選取原子化器的觀測高度為8 mm最為合適。

2.2.4 載氣、屏蔽氣流量的選擇

樣品與還原劑反應后生成的氣態氫化物由載氣攜帶進入原子化器，因此必須考察載氣流量對試驗的影響，結果見圖3。

圖3 載氣流量對硒熒光強度的影響Fig.3 Effects of flow rate of carrier gas on Ifof Se

從圖3可見，隨著載氣流量的增大，硒的熒光強度也隨著增加。當載氣流量過大，對氣態氫化物的濃度有所稀釋，其強度反而下降。因此最合適的載氣流量為400 mL/min。

屏蔽氣在這里可以起到防止氣態原子在原子化器中擴散，增加熒光強度的作用，試驗考察不同流量屏蔽氣下熒光強度的影響，結果見圖4。

圖4 屏蔽氣流量對硒熒光強度的影響Fig.4 Effects of flow rate of Ar on Ifof Se

從圖4可知，當氬氣屏蔽氣的流量為600 mL/min，試驗效果最佳。

2.2.5 載流及酸度的選擇

分別采用鹽酸、硝酸和硫酸作為酸介質，考察不同酸介質對試驗結果的影響。硝酸本身氧化性太強，容易氧化樣品，硫酸具有較強的腐蝕性，從試驗的結果來看，最合適作為載流的是鹽酸，其試驗效果最佳。不同濃度鹽酸對熒光強度的影響結果見圖5。

從圖5可知，當鹽酸濃度較小時，容易出現峰拖尾現象，而當鹽酸濃度為5%時，硒的熒光強度信號趨于穩定。因此，選擇5%鹽酸作為酸度介質。

2.2.6 硼氫化鉀濃度的選擇

考察了不同濃度的還原劑硼氫化鉀濃度對熒光強度的影響，見圖6。

圖5 鹽酸濃度對硒熒光強度的影響Fig.5 Effects of concentration of HCl on Ifof Se

圖6 硼氫化鉀濃度對硒熒光強度的影響Fig.6 Effects of concentration of KBH4 on If of Se

如圖6所示，隨著硼氫化鉀用量的增加，其熒光值強度隨之降低，是因為產生的大量氫氣對硒原子蒸氣的稀釋作用而造成的[29]，因在濃度為10 g/L～15 g/L之間，本試驗選取10 g/L硼氫化鉀溶液作為最佳條件。

2.2.7 共存離子干擾的影響

雞蛋中含有較多的錳、鈣、銅、鋅、鎂、鐵等元素，在本試驗中，考察不同元素對硒含量測定的干擾，試驗結果表明，當鉀、鈉、鎂等堿金屬、堿土金屬元素是硒的5 000倍不會對硒的測量產生干擾，當錳、鋅、鐵元素是硒的100倍不會對對硒的測量產生干擾，在這里干擾來自于銅元素，在后續試驗中會加入掩蔽劑排除干擾。

2.3 方法與分析結果

2.3.1 線性范圍

在優化的試驗條件下考察硒標準溶液的線性范圍，硒的濃度在 0.000 4 μg/mL～0.08 μg/mL 之間呈良好線性關系，線性方程為y=37 349x-2.281 7，其中相關系數達到0.999 9。

2.3.2 精密度

按照儀器工作條件和樣品處理條件對濃度為10、20、30、40、50 μg/L 的硒標液重復測定 5 次，對方法的精密度進行試驗，從數據的標準偏差和變異系數表明本方法具有良好的試驗重現性。見表3。

表3 原子熒光法測定Se的精密度Table 3 The precision of the Se by atomic fluorescence method

2.3.3 樣品測定

樣品測定結果見表4。

對于雞蛋的前處理消解中，采用了不同的方法（具體方法見1.4所述），一是蛋殼中碳酸鈣與酸發生反應后能迅速消解；二是蛋黃中含有成份較復雜，消解中添加更多硝酸和過氧化氫能使消解完全。

將樣品溶液按照試驗方法測定和加標回收試驗，向雞蛋各組分中加入Se標準溶液，按照蛋清、蛋黃、蛋殼依次加入0.03 mL的標液并各自重復3次并對實際值取均值（如表4），樣品Se的回收率為93.5%～107.8%，試驗所測富硒雞蛋中的硒含量在0.728 μg/g～0.750 μg/g之間。

表4 樣品測定結果（n=3）Table 4 Determination results of samples（n=3）

通過對富硒雞蛋1、2兩個樣品各組分之間的測定，可以得到雞蛋各組分之間硒含量的差異。雞蛋1、2兩樣品之間各部位硒含量顯著性差異較小，雞蛋中蛋清、蛋黃和蛋殼三者之間顯著性差異較大，三者之間硒含量比較為蛋黃＞蛋清＞蛋殼，且蛋黃和蛋清硒含量中質量比約為4∶1，其中蛋黃中硒含量明顯高于蛋清和蛋殼中硒含量，而蛋清和蛋殼兩者之間硒含量幾乎接近。普通雞蛋與富硒雞蛋相比較而言，雞蛋中各組分之間硒含量差異性顯著，且富硒雞蛋與普通雞蛋中含硒量質量比約為3∶1。

此次試驗中所用的富硒雞蛋是通過喂養富硒飼料得到的，利用原子熒光法檢測出雞飼料中的硒含量在 2.90 μg/g～3.08 μg/g之間。見表 5。

表5 雞飼料中硒含量檢測結果Table 5 Determination of selenium content in chicken feed

3 結論

采用方便快捷的微波消解進行前處理，這種方法可將樣品消解完全，相比于傳統前處理方法，這種方法大大降低了處理過程中硒的流失。檢測技術選用原子熒光分光法，儀器價格便宜，適用性強，操作簡捷。從結果來看，通過飼料喂養的方法確實可以增加雞蛋中的硒含量。該方法分析結果準確，可以應用于雞蛋各組分中硒含量的檢測，并有望用于更多富硒產品的檢測研究。

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