姜梦云　刘旭　衣然

摘 要：本文使用原子荧光光谱法，比较了干法、低温湿法、高温湿法和微波消解法4种前处理方法测定螺旋藻中的总砷含量。通过考查正确性、精密度以及回收率3个指标确定了高温湿法为最佳前处理方法，同时通过双人比对和仪器比对验证了该法具有良好的重复性，说明高温湿法-原子荧光光谱法是一种有效的测定螺旋藻总砷含量的方法。

关键词：螺旋藻；总砷；原子荧光光谱法

Comparison of Four Pretreatment Methods for Total Arsenic in Spirulina by Atomic Fluorescence Spectrometry

JIANG Mengyun1， LIU Xu2， YI Ran1

（1.CFAPA Testing Technology Company Limited of Dalian， Dalian 116021， China;

2.SGS-CSTC Standards Technical Services Co.， Ltd.， Dalian Branch， Dalian 116000， China）

Abstract： Determination of total arsenic in Spirulina by atomic fluorescence spectrometry. The best pretreatment method for Spirulina was selected among dry method， low temperature wet method， high temperature wet method and microwave digestion method based on the correctness， precision and recovery. The repeatability of the method was verified by personnel comparison and instrument comparison test， which indicated that the atomic fluorescence spectrometry with high temperature wet method is an effective method for the determination of total arsenic content in Spirulina.

Keywords： Spirulina; total arsenic; atomic fluorescence spectrometry

螺旋藻（Spirulina）属蓝藻门、颤藻科，是一种光合作用放氧的丝状蓝细菌[1]。作为植物蛋白，其蛋白质含量远超过大豆，但却容易被人忽视[2]。随着研究的深入，人们发现其具有很高的营养价值和大量的活性物质，包括藻蓝蛋白、螺旋藻多糖、γ-亚麻酸和微量营养素等[3]。研究显示，螺旋藻多糖对治愈急性肝损伤[4]和提高淋巴免疫细胞活性[5]均有积极作用，螺旋藻激酶可以缓解动脉粥样硬化[6]，螺旋藻源ACE抑制肽可以促进皮肤伤口愈合[7]。大众对于螺旋藻营养功能性的了解日渐加深，市面上已经涌现出大量的螺旋藻产品，包括但不限于饲料、食品和保健品。针对螺旋藻的食品安全问题同样受到了广泛关注。

《食用螺旋藻粉质量通则》（GB/T 16919—2022）[8]规定了螺旋藻粉的理化指标，包括细度、水分、灰分、总蛋白质、藻蓝蛋白质和β-胡萝卜素；《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）[9]规定了铅的限量；《饲料用螺旋藻粉》（GB/T 17243—1998）[10]规定了理化指标、微生物学指标和重金属限量，从中发现，重金属一直是螺旋藻食品安全关注的重点。螺旋藻中的重金属来源于其细胞壁中的大量多糖对重金属的富集。本文的研究重点为螺旋藻中的总砷含量，参考《食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》（GB 5009.11—2014）[11]，利用氢化物发生原子荧光光谱法比较干法消解、低温湿法消解、高温湿法消解以及微波消解，4种不同消解条件下的总砷含量，以期选择出一种相对方便、结果准确的总砷测定前处理方法。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

砷标准溶液（GBS 04-1714-2004），国家有色金属及电子材料分析测试中心；硝酸、高氯酸、硫酸、盐酸、过氧化氢、氧化镁、硝酸镁、硼氢化钾、氢氧化钾、硫脲和抗坏血酸，均为优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；螺旋藻总砷质控样品QC-2202A-01和鱼肉粉总砷质控样品QC-2190A-01，大连中食国实检测技术有限公司。

原子荧光光谱仪ASF-10B、原子荧光光谱仪ASF-8220，北京吉天有限公司；石墨电热板DB-XEFS，力辰仪器科技有限公司；微波消解仪TM-44b，天燚仪器制造（成都）有限公司；赶酸器GSD，天燚仪器制造（成都）有限公司；高温炉SX2-4-10N，上海一恒医疗器械有限公司；电子天平MS105，梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 仪器条件

砷空心陰极灯，负高压：270 V；灯电流：80 mA；氩气载气流速：300 mL·min-1；氩气屏蔽气流速：800 mL·min-1；载流剂：5%盐酸溶液；还原剂：含0.5%氢氧化钾的2%硼氢化钾溶液；以峰面积读数。

1.2.2 实验条件

以螺旋藻质控样品为原料，对《食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》（GB 5009.11—2014）[11]方法进行改良，选择4种前处理方法，依次为干法、低温湿法、高温湿法以及微波消解法。具体前处理条件见表1。

1.2.3 精密度、正确度和回收率

精密度由一名人员进行6次实验，计算出相对标准偏差；正确度由一名人员进行6次实验，计算出平均值后与指定值比较；回收率由一名人员选择一种加标浓度进行3次实验，计算出回收率。

1.2.4 比对实验

以螺旋藻和鱼肉粉质控样品为原料，利用上述高温湿法进行前处理。由2名人员分别进行3次实验，计算出平均值以及相对标准偏差，同时选择一种加标浓度分别进行3次实验，计算回收率。由1名人员使用两台原子荧光光谱仪，分别进行3次实验，计算出平均值以及相对标准偏差，同时选择一种加标浓度分别进行3次实验，计算出回收率。

2 结果与分析

2.1 标准曲线及检出限

先使用2%硝酸溶液对砷标准溶液进行稀释得到砷中间液，然后依次配制出0 μg·L-1、10 μg·L-1、20 μg·L-1、30 μg·L-1、40 μg·L-1和50 μg·L-1标准浓度点，用原子荧光光谱仪按上述条件检测。以峰面积为纵坐标，标准浓度点含量为横坐标，绘制标准曲线。回归方程为y=74.894 1x+20.747 8，相关系数为0.999。连续测量11次试剂空白，检出限为0.008 6 mg·kg-1。此标准曲线的相关系数大于0.99[12]，检出限小于0.010 mg·kg-1[11]，均符合标准要求。

2.2 螺旋藻总砷含量

4种前处理的螺旋藻总砷含量结果见表2，最接近指定值的前处理方法为高温湿法和干法，且都在满意范围内；低温湿法与微波消解法的结果远低于指定值，且不在满意范围内，造成这种结果的原因是消解温度不同。水产品中的砷大多属于有机砷，其中植物性主要为砷糖化合物，动物性主要为砷碱化合物，这些有机砷需要在酸性条件下经过300 ℃高温才能转化成砷盐[13]。该结果与徐虹等[14]以虾粉、紫菜和扇贝为研究对象，使用干法、湿法以及微波消解法的研究结果一致。此外还有谢楠等[15]使用微波消解法处理-原子荧光光谱仪检测海产品，结果发现没有氢化物发生行为。在本研究中，虽然干法与高温湿法的正确度很接近，但仍然略低于指定值，且从相对标准偏差以及回收率上比较，湿法检测效果更好。原因可能是升温过程较快，导致样品发泡膨胀，飞溅造成样品量损失；干法温度较高，样品中的砷直接挥发[16]。因此，本研究最终选择高温湿法作为前处理方法，进行进一步验证。

2.3 比对实验

按1.2.2中的高温湿法前处理条件进行螺旋藻总砷的双人比对以及仪器比对验证，结果见表3。不同人员的检测结果平均值相近，均在指定值满意范围内，另外相对标准偏差均小于10%，回收率均在90%以上。表明该前处理方法不受人为操作的影响。使用不同的原子荧光光谱仪进行测定，得出的检测数据与双人比对的数据也相似。这表明该前处理方法不受原子荧光光谱仪的影响。但需要提醒的是，不同实验室环境条件存在差异，使用的氩气纯度、砷灯使用时长和各种耗材的寿命也有巨大差别，虽然可能使用的原子荧光光谱仪设备一样，但使用的仪器条件也需要进行适当调整，以达到仪器最佳使用状态，从而获得与本研究相似的结论。

除了螺旋藻，本研究还选取了鱼肉粉作为原料，鱼肉属于动物性海产品，同样含有大量的砷化合物，需要高温才能降解。按1.2.2中的高温湿法前处理条件进行鱼肉粉总砷的双人比对以及仪器比对验证，结果见表4。从中得出与螺旋藻一致的结论，即对于鱼肉粉总砷，使用高温湿法前处理，双人比对以及仪器比对得出的结果均与指定值相近，均在满意范围内，且相对标准偏差和回收率都符合标准要求，表明鱼肉粉也适用此高温湿法前处理方法。

3 结论

通过实验得出，使用高温湿法-原子荧光光谱法测定螺旋藻中的总砷含量接近指定值且在满意范围内，回收率以及相对标准偏差均符合标准要求。在本实验室条件下，对螺旋藻以及鱼肉粉进行比对实验，表明该方法受人员以及原子荧光光谱仪的影响很小。综上所述，高温湿法-原子荧光光谱法是一种准确可靠的测定总砷的方法，可以广泛应用于水产品中总砷含量的检测。

参考文献

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