牛奶是人类饮食中的基本食物组之一，无论是作为各种乳制品还是处于其原始状态。
2008年的中国婴幼儿配方奶粉污染丑闻提高了公众对污染可能性的认识。这导致了对乳制品的密切监管，因为中国面临着国内外改善其食品安全记录的需求。
众所周知，铅是有毒的，会对神经系统造成损害;它对幼儿有特别有害的影响1.自20世纪70年代以来一直是人们关注的主要问题。根据世界卫生组织(WHO)的标准，饮用水中铅的可接受限度是10µg/kg(十亿分之一ppb)。
在对毒理学文献进行了深入审查之后，中国的监管指南将婴儿配方奶粉(以奶粉为原料，从奶粉中提取的液态奶测量)中铅含量的最高允许水平定为20µg/kg (ppb湿重)。指的是即食产品)和50µg/kg (ppb)的鲜奶。2.
传统上，铅分析一直是铅的主要应用之一石墨炉原子吸收光谱法全球(石墨炉)。
目前，中国监管框架批准的铅分析标准方法已经确定，GFAAS是食品检测强制仲裁的合适技术。3.
为确保对消费者的保护，分析应是敏感、有效和廉价的，以便能够实现日益有效的监测。由于GFAAS是一种成熟的技术，它是众所周知的，并且经常被技术人员使用，这使得它适合于这种测定。样品制备是分析的关键部分，然而，它也可能是耗时的。
通常，牛奶可以被识别为一种乳状液或乳脂小球的胶体。原料奶的成分因物种而异，但通常都含有大量的乳糖、蛋白质、脂肪、矿物质以及维生素。
由于这种复杂的基质会导致比较干扰，通常建议在仪器测量前通过加热阻断酸消化或微波对牛奶样品进行全面分解。
然而，这种方法耗时很多，并且对质量保证提出了严格的监管要求。因此，当在最终溶液中铅浓度为μg/kg的情况下进行简单稀释时，它可能对环境污染和试剂空白贡献极为敏感。
为了绕过这些问题，本研究详细介绍了一种简单而直接的样品制备稀释方法，然后使用石墨炉原子吸收光谱(GFAAS)进行自动分析。
这种方法显著地减少了样品的准备和最大限度地减少了污染的风险，同时仍然保持了分析的速度。
实验条件
仪表
白痴®PinAAcle™900T火焰和纵向塞曼原子吸收光谱仪(图1)用于GFAAS测量各种牛奶样品中的铅(Pb)。
图1。PinAAcle 900T原子吸收光谱仪，as900炉自动进样器。图片来源:PerkinElmer食品安全和质量公司
PinAAcle 900T光谱仪的横向加热石墨雾化器（THGA）具有纵向AC塞曼背景校正功能，可在整个石墨管长度上提供一致均匀的温度分布。
这使得稳定温度平台炉完全集成™ （STPF）石墨炉分析技术，可利用标准水溶液作为悬浮样品溶液的校准来分析复杂样品基质，以获得精确的结果。
可以在最小的记忆效应和潜在干扰下获得最大的原子信号
光谱仪配有AS 900自动进样器，使用的光源为PerkinElmer Lumina™单元素铅空心阴极灯(第2部分)。N3050157)。
常规THGA管(部分编号。B0504033)与1.2 mL聚丙烯自动进样器杯(零件号:B0510397)用于所有测量。该仪器由WinLab32™控制，适用于在Microsoft下运行的AA软件®窗户®7操作系统。表1详细说明了PinAAcle 900T仪器设置的概要。
表1。PinAAcle 900T光谱仪的仪器设置。资料来源:PerkinElmer食品安全和质量公司
| 参数 |
价值 |
| 波长 |
283.3纳米 |
| 狭缝宽度 |
0.7纳米 |
| 灯电流 |
10马 |
| 信号测量 |
峰面积 |
| 测量类型 |
AA-BG |
| 积分时间 |
5 s |
| 复制 |
3. |
| 校准标准 |
4,10,15,20μg/L |
| 样本量 |
16μL |
抽样
本次研究评估了来自6种不同乳制品的15个样本，这些样本代表了中国市场上所有主要的牛奶类型，包括全脂牛奶、低脂牛奶、儿童牛奶、奶粉、脱脂奶粉和酸奶。
所有的样品都是从原包装中提取的，放在一个干净、密封的聚乙烯袋中，然后贴上标签，转移到实验室进行冷藏，直到分析。
样品制备
超纯去离子水从MiliQ-Element系统(Millipore®， Milford, MA, USA)，用于所有溶液的制备。浓硝酸(69-70%)，HNO3.、过氧化氢(30%)和H2.O2.，均为微量金属级或以上(中国江苏京瑞化工有限公司)。
分析前用稀释的硝酸(~5%的HNO)清洗无金属聚丙烯瓶和吸管头3.)，然后用去离子水彻底冲洗后再使用。
为了确保GFAAS分析，溶液中含有0.5%的HNO3.0.1% Triton X-100N9300260)，一种非离子洗涤剂，每天作为稀释剂和空白。
将1g的液态奶或固态奶粉样品准确称量后，转移到15ml的锥形聚丙烯管中。B0193233)，然后将其稀释到10ml的体积，并剧烈摇晃几分钟，以保证均匀性。
获得的悬浮液立即可用自动进样器进行石墨炉原子吸收光谱测量。
这些悬浮液保持稳定超过2天。即使是全脂奶粉，在这种快速稀释和注射过程中通常会带来更多的挑战，也被证明在这段时间内足够稳定。这就足够进行日间变异性检查了。
采用相同的程序制备空白样品，除非另有说明，否则所有样品常规制备一式两份。
脱脂奶的粉末和强化婴儿配方奶粉的特点和蛋白质生产过程被修改的内容,或在任何奶粉蛋白质含量更高、添加硝酸将导致解散的凝固,导致不均匀悬浮。
在这些情况下，奶粉样品可分散在0.2%至0.5%的Triton X-100溶液中。
随后，短时间的10分钟超声波处理有助于将奶粉分散在更均匀的溶液中，该溶液保持稳定数小时，足以进行石墨炉分析。
为了通过ICP-MS测定进行确认，使用Multiwave™3000高压微波消解系统(PerkinElmer, Inc.， Shelton, CT)，使用HNO的酸混合物完全分解牛奶样品基质3.和H2.O2.．
校准
所有用于研究的试剂必须是超纯级的，因为牛奶样品中的铅浓度通常很低。建议使用单元素帕金埃尔默纯加级标准(部件编号:N9303748, 2% HNO中的铅3.)和矩阵改进型(零件编号B0190635, 10% Pd作为硝酸和部分编号。B0190634, 1% Mg as硝酸盐)。
使用AS 900自动进样器在线自动稀释20µg/kg (ppb)的工作原料药铅标准溶液，组装了校准曲线。
方法验证
通过使用GFAAS测量和美国国家标准与技术研究所（NIST）标准参考物质（SRM）评估的加标回收率来评估程序性能欧洲杯足球竞彩®)，NIST®1549脱脂奶粉，中国计量科学研究院(NIM)， GBW08509a脱脂奶粉
这两种商用冻干srm被当作任何乳制品样品处理。此外，将结果与传统矿化方法进行比较，然后使用NexION进行评估®300X ICP-MS (PerkinElmer, Inc.， Shelton, CT)。
采用Multiwave 3000微波消解系统进行总矿化。ICP-MS测量的仪器操作参数由完善的常规协议指导。
结果与讨论
铅分析的温度程序经过优化，可以在不损失分析物的情况下完成基体分解。炉温程序详见表2。
表2。炉子温度程序，直接测量牛奶样品中的铅，使用具有THGA管的PinAAcle 900T光谱仪。资料来源:PerkinElmer食品安全和质量公司
| 一步 |
|
Temp。
(˚C) |
斜坡
时间(秒) |
持有
时间(秒) |
内部
流 |
读
一步 |
气体
类型 |
| 1. |
烘干 |
130 |
5. |
30. |
250 |
|
正常的 |
| 2. |
烘干 |
150 |
15 |
30. |
250 |
|
正常的 |
| 3. |
烘干 |
450 |
15 |
15 |
50 |
|
干燥的空气 |
| 4. |
热解 |
600 |
10 |
20. |
250 |
|
正常的 |
| 5. |
雾化 |
1600 |
0 |
3. |
0 |
X |
正常的 |
| 6. |
清洗 |
2500 |
1. |
5. |
250 |
|
正常的 |
由于样品基质的复杂特性，建议使用干燥压缩空气的特殊气体进行额外的干燥步骤。这一步消除了在单批分析超过50个样品后残留的任何碳质残留物。
图2。用TubeView彩色炉摄像机拍摄的在石墨管中复杂的未消化的牛奶样品的干燥步骤. 图片来源：PerkinElmer食品安全与质量
PinAAcle 900T光谱仪TubeView™ 彩色炉摄像机在检查喷嘴在炉中相对于平台的位置时，提供了一个显著的好处，这提供了优化复杂的未消化牛奶基质的干燥和热解步骤的优势，以确保没有样品煮沸或飞溅发生(图2 - Page 4)。
因此，方便了更容易、更快的炉(温)法的发展。
对于Pb的发现，当使用经过验证和建立的STPF技术结合专利的THGA设计时，不需要完全的牛奶成分矿化，通过确保均匀和一致的加热和高雾化效率，显著减少了矩阵干扰。
图3。脱脂奶粉控制材料的典型铅原子和背景信号叠加。蓝色实线来自脱脂奶粉对照品，紫色实线来自加标对照品，红色实线来自浓度为25μg/kg的标准品，底部黄色实线为试剂空白信号。虚线表示背景吸收曲线。图片来源：PerkinElmer食品安全与质量
使用峰面积(积分吸光度)积分，从每个溶液的3个重复读数计算所有数据。图3显示了不同解决方案的一般峰廓的叠加图。
这里清楚地展示了STPF技术的一个独特的好处:即使峰可能不会同时出现，峰面积计算仍然提供准确的结果。
为了检验该方法的准确性，对NIST提供的脱脂奶粉的对照品中Pb的存在进行了评估®1549和NIM GBW08509a的脱脂奶粉。
两种srm的分析结果与认证值的相关性表明了直接方法的高度准确性，如表3所示。
表3。NIST直接测量的结果®石墨炉原子吸收法测定的1549和GBW08509a（单位均为μg/kg）。资料来源：PerkinElmer食品安全和质量
| 样本 |
证实
价值 |
斯派克
水平 |
预期
的意思是 |
发现
的意思是 |
复苏
（％） |
| NIST®1549 |
19 ±3 |
0 |
19 |
19 |
101 |
| GBW08509a |
24±6 |
0 |
24 |
23 |
95 |
| GBW08509a |
24±6 |
12 |
36 |
35 |
96 |
| GBW08509a |
24±6 |
24 |
48 |
48 |
99 |
| GBW08509a |
24±6 |
48 |
72 |
71 |
98 |
用Pb单元素标准工作原液对SRM样品(GBW08509a)在50、100和200%的水平上加药，可以估计分析物的回收率，数据也收集在表3中，显示了定量回收率。
方法检测限（MDL）的计算方法是将试剂空白吸光度读数的标准偏差（SD）除以灵敏度的3倍。
这些mdl被指定为乳制品中每公斤(ppb)的分析物浓度，它提供的吸光度读数在统计上与空白的吸光度读数不同。该方法的一个突出特点是样品体积为16µL，稀释倍数为10倍，MDL为0.25µg/kg (ppb)。
因此，初始乳制品中测量到的MDL大约比常规对照材料中的预期水平(约20µg/kg)低两个数量级。欧洲杯足球竞彩说明该方法可用于乳制品中铅的检测。
为了进一步与使用这种简单方法的GFAAS分析进行独立的比较数据，所有收集的乳制品都通过传统的微波总酸消化矿化，然后用ICP-MS评估铅。表4(第5页)显示了在每个乳制品样品中观察到的铅浓度。
表4。采用直接石墨炉原子吸收光谱法和常规电感耦合等离子体质谱仪测定市售乳制品中的铅水平(值为平均值±标准差，均为μg/kg)。资料来源:PerkinElmer食品安全和质量公司
| 不。 |
srm /样品 |
证实
价值 |
测量结果 |
| 石墨炉 |
ICP-MS |
| 1. |
GBW08509a
(脱脂奶粉) |
24±6 |
23.3±0.7 |
23.9 ±1.7 |
| 2. |
GBW10017
(奶粉) |
70 ±20 |
23.9±2.7 |
25.7±8.7 |
| 3. |
NIST®1549
（无脂奶粉） |
19 ±3 |
19.1±1.3 |
19.3 ±6.5 |
| 4. |
奶粉 |
– |
40.2±1.8 |
42.1±1.9 |
| 5. |
脱脂奶粉 |
– |
25.7 ±1.3 |
23.3 ±6.1 |
| 6. |
全脂牛奶(品牌1) |
– |
4.46±0.32 |
4.57 ±0.60 |
| 7. |
全脂牛奶(品牌2) |
– |
2.75±0.07 |
2.73±0.09 |
| 8. |
全脂牛奶(品牌3) |
– |
6.13±0.07 |
6.78±0.49 |
| 9 |
全脂牛奶（品牌4） |
– |
5.65 ±0.11 |
5.85±0.37 |
| 10 |
低脂牛奶(品牌1) |
– |
2.34±0.09 |
2.39±0.38 |
| 11 |
低脂牛奶(品牌2) |
– |
0.53±0.02 |
0.58±0.21 |
| 12 |
可饮用的儿童
牛奶（品牌1） |
– |
1.70±0.09 |
1.73±0.22 |
| 13 |
可饮用的儿童
牛奶（品牌2） |
– |
0.22±0.01 |
0.54±0.15 |
| 14 |
可饮用酸奶(品牌1) |
– |
1.89±0.16 |
2.02±0.18 |
| 15 |
可饮用酸奶(品牌2) |
– |
1.36 ±0.02 |
1.61 ±0.33 |
必须强调的是，两种独立测试方法之间没有显著差异，这进一步表明了方法的整体准确性。然而，标准矿化后ICP-MS分析获得的数据的相对标准偏差（RSD）通常较高。
这可能是由于消化步骤中引入的ICP-MS样品制备中使用的稀释液造成的。尽管ICP-MS技术显示出比GFAAS更高的灵敏度，但样品中铅含量异常低的稀释引入了进一步的不确定性。
根据结果，很明显，并非所有类型的乳制品样品都需要完全消化基质成分，并且在有限制备的情况下运行样品更快、更经济。
如表4所示，本研究中发现的测试SRM之一是中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局（AQSIQ）、GBW10017奶粉、，直接石墨炉原子吸收法测得的值为23.9±2.7μg/kg，完全消化ICP-MS法测得的值为25.7±8.7μg/kg，两者均大大低于认证值（70±20μg/kg）。
其他实验室在购买这种参考材料后也观察到了这种差异。基于较高的标准偏差值(20 μg/kg，误差29%)，国家质检总局对该GBW10017 SRM中铅的实际认证结果尚不确定，需要进一步调查。
图4。比较两种独立检测方法获得的不同乳制品样品中的铅水平:A)奶粉样品;B)液体牛奶样品。图片来源:PerkinElmer食品安全和质量公司
为了便于直观和说明，图4中以误差条的形式显示了铅浓度和分析精度的变化情况。
显然我们的结果建立的重大利益容易处理和精确的分析,用直接测定铅浓度,利用,需要测量的Pb在如此低的水平(μg /公斤范围)在最初的乳制品样品试剂需要严密控制,环境和流程。
这可能是极具挑战性的，即使是有经验的专业人士。这是由于经过耗时费力的全消化过程，稀释因子较大的结果，进一步证明了实验值与GBW10017 srm中认证值的匹配较差。
结论
总之，该方法涉及易于使用的样品稀释和自动化PinAAcle 900T GFAAS检测可成功、准确地测定各种乳制品中的铅含量。
减少样品处理显著降低了损失或污染的可能性。尖端的THGA最大限度地降低了化学干扰的风险，在可能遇到的铅的正常范围内提出了一个很好的方法检测限。
对于具有相同脂肪含量和复杂基质的样品，也应考虑采用这种方法。ICP-MS提供多元素分析和极高的灵敏度。
然而，与石墨炉原子吸收法相比，由于初始投资和所有权费用较高，THGA技术可能不是简单单元素分析的最佳选择。
石墨炉原子吸收法不仅具有优良的选择性、灵敏度和简单的操作使用，而且对复杂基体具有很高的耐受性。
当与简单的样品制备配合使用时，作为一种保护人类健康的标准监测技术，对乳制品中少量有毒元素的痕量测定显然是更合适的选择。
工具书类
- 希拉里·阿诺德·戈德温，2001年。铅的生物化学。化学生物学进展
- GB2762-2005食品污染物的最高水平。中国国家标准。
- GB5009.12-2010食品中铅的测定。国家食品安全标准。
这些信息来源于PerkinElmer食品安全和质量公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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