牛奶是人类饮食中最基本的食物群之一，无论是作为各种乳制品还是在其原始状态下。
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。
良好的是，铅（Pb）有毒，对神经系统造成损害;它对幼儿有一种特别有害的影响1自20世纪70年代以来一直是重大问题。根据世界卫生组织（世卫组织）标准，饮用水中可接受的铅极限为10μg/ kg（百亿分，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.
为确保消费者保护，分析应敏感，高效且廉价，因此可以实现日益有效的监测。由于GFAAS是一种成熟的技术，因此技术人员是众所周知的，常规使用，使其适合这种确定。样品制备是分析的关键部分，但它也可能是耗时的。
通常，牛奶可以在水基流体内鉴定为Butterfat小球的乳液或胶体。原料牛奶的组分与物种明显不同，但它通常含有大量的乳糖，蛋白质脂肪和矿物质以及维生素。
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，这种方法要花费更多的时间，并且对质量保证提出了严格的监管要求。因此，当在最终溶液中以μg/kg的铅浓度进行简单稀释时，它可能对环境污染和试剂空白贡献极其敏感。
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
仪器
一个PerkinElmer®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所示。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)具有纵向交流塞曼背景校正，在整个石墨管长度上提供了一致的均匀温度分布。
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 |
| 重复 |
3. |
| 校准标准 |
4、10、15、20 μg/L |
| 样品体积 |
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H2O2，均为微量金属级或以上(中国江苏京瑞化工有限公司)。
在用稀释的硝酸分析之前清洁无金属聚丙烯小瓶和移液管尖端（〜5％HNO3.）然后在使用前完全用DI水冲洗。
为了确保GFAAS分析，溶液由0.5％HNO组成3.0.1% 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。
获得的悬浮液立即准备好与自动进样器测量GFAAS测量。
这些悬浮液保持稳定超过2天。即使是全脂肪牛奶功率，当通过这种快速稀释和拍摄过程制备时，通常存在更多挑战，证明在此持续时间足够稳定。这足以让日内变异检查。
空白的制备程序相同，除非另有说明，所有的样品通常都是一式两份。
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。
在这种情况下，奶粉样品可以分散在0.2到0.5%的Triton X-100溶液中。
随后，10分钟的超声有助于将奶粉分散到更均匀的溶液中，该溶液可保持稳定数小时，足以用于石墨炉分析。
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H2O2．
校准
所有用于该研究的试剂必须具有超纯度等级，因为牛奶样品中Pb的浓度通常非常低。建议使用单元素PerkinElmer Pure Plus等级标准（部分N9303748，在2％HNO中引领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
通过采用石墨炉原子吸收光谱(GFAAS)测量的尖峰回收率和美国国家标准与技术研究所(NIST)的标准参考物质(SRMs)评估过程性能亚博网站下载®)，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 |
|
温度。
(˚C) |
斜坡
时间(秒) |
持有
时间(秒) |
内部
流 |
读
一步 |
气体
类型 |
| 1 |
干燥 |
130. |
5 |
30. |
250. |
|
普通的 |
| 2 |
干燥 |
150. |
15. |
30. |
250. |
|
普通的 |
| 3. |
干燥 |
450 |
15. |
15. |
50 |
|
干燥的空气 |
| 4 |
热解 |
600 |
10. |
20. |
250. |
|
普通的 |
| 5 |
雾化 |
1600 |
0 |
3. |
0 |
X |
普通的 |
| 6 |
清洗 |
2500 |
1 |
5 |
250. |
|
普通的 |
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。使用Tubepiew彩色炉相机看到的络合物未消化的牛奶样品中复杂的未消化牛奶样品的干燥步骤．图片来源:PerkinElmer食品安全和质量公司
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覆盖层。固体蓝线是控制材料的脱脂奶粉,飙升的固体紫色的线是控制材料和固体红线从标准浓度的25μg / kg,而底部的固体黄线是试剂空白信号。虚线表示背景吸收剖面。图片来源:PerkinElmer食品安全和质量公司
使用峰面积（集成吸光度）集成的每种解决方案的3个复制读数计算所有数据。图3显示了不同解决方案的一般峰谱的覆盖层。
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公司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直接测量结果®1549和GBW08509a(均为μg/kg)。资料来源:PerkinElmer食品安全和质量公司
| 样本 |
认证
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)用灵敏度除以试剂空白吸光度读数的标准偏差(SD) 3。
这些MDL被指定为乳制品的微克（PPB）的分析物浓度，该乳制品具有与坯料的统计学上的吸光度读数。该方法的突出特征，其利用10倍稀释因子的16μL样品体积，供应0.25μg/ kg（ppb）的MDL。
因此，在初始乳制品中测量的MDL大约比常规控制材料（约20μg/ kg）中的预期水平小的两个数量级。亚博网站下载它表示这种方法可能适用于识别乳制品中PB的存在。
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 |
认证
价值 |
测量结果 |
| 石墨炉 |
摘要利用 |
| 1 |
GBW08509a
(脱脂奶粉) |
24±6 |
23.3±0.7 |
23.9±1.7 |
| 2 |
GBW10017
（牛奶粉） |
70±20 |
23.9±2.7 |
25.7±8.7 |
| 3. |
NIST®1549
(脱脂奶粉) |
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（2） |
- - - - - - |
0.53±0.02 |
0.58±0.21 |
| 12. |
可饮用的儿童
牛奶(1)品牌 |
- - - - - - |
1.70±0.09 |
1.73±0.22 |
| 13. |
可饮用的儿童
品牌牛奶(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 |
重要的是要强调两种独立的检测方法之间没有明显的差异，这进一步说明了方法的整体准确性。然而，标准矿化后的ICP-MS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，所有类型的乳制品样品都不需要完全消化基质成分，而且在有限的制备条件下运行样品更快、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）。
其他实验室还观察到这种差异，因为购买了这一参考资料。基于标准偏差的较高值（20μg/ kg，29％的错误），实际认证的PB从AQSIQ产生的这个GBW10017 SRM中尚未建立，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。
即使对于经验丰富的专业人士，这也可能是非常具有挑战性的。这是大量稀释因素如果经历耗时和劳动负担的总消解程序，则将实验价值的差与GBW10017的SRMS中的认证价值相结合，作为进一步证明的耗时的稀释因素。
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检测可以应用于各种乳制品中PB的成功和准确测量。
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，由于初始投资和所有权费用高，与GFAAS相比，THGA技术可能不是简单的单元素分析的最佳选择。
石墨炉原子吸收光谱不仅具有优异的选择性、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。亚博网站下载
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