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龙须菜中硼元素监测及其溯源研究



全 文 :0 引 言
硼元素是人体必需的一种微量营养元素,虽然
在人体中的含量不到 10mg,但是它对人体有着其特
有的不可缺少的作用[1-3]:维持骨骼健康,预防骨质疏
松和钙质流失;改善大脑功能,提高人体反应能力;
促进睾丸甾酮的分泌,强化肌肉;如果体内缺少硼,
会导致维生素 D的缺乏,并引起一系列相关的疾病。
但是硼过量,也会呈现出毒性,致使人体脑组织氧消
耗量受抑制,酶的活性受到阻碍甚至使人致死。而一
些硼的化合物,比如硼酸和硼砂,经长期积累,有可
能引起慢性中毒,损坏肝肾健康,还可能引起脑和肺
的水肿。硼的作用不可小视,硼缺乏或过量的危害同
样不可低估。美国国家健康研究所已经将硼列为 21
世纪环境内分泌干扰物质优先研究的化学品之一。
硼元素在自然界分布广泛,它是植物,特别是豆
类、蔬菜、水果等生长的必须元素[3-4]。但有关龙须菜
中硼元素的含量及其来源均未见报道。龙须菜
(Gracilaria verrucosa),又名海发菜、发菜、线菜、江
蓠等,因其适用性快,生长率高等优点,现已成为中国
产量第三的大型养殖海藻,主要产于我国山东、福建、
海南、广西和广东等省的沿海地区,其中广东省南澳
岛的养殖面积已扩大至 22 500多亩,年产值 8 000万
元以上[5-6]。龙须菜富含海藻多糖、膳食纤维以及多种
天然活性成分,具有清肺通便、排毒养颜、瘦身、降血
压血脂和调节身体机能等功效,一直是人们直接食
用的藻类食品,其质量状况会直接影响到人类的健康。
为此,本文对市场流通领域和广东省南澳岛海域养
殖的不同形态的龙须菜样品进行采集,利用 ICP-MS
收稿日期:2013-04-27;收到修改稿日期:2013-06-19
基金项目:汕头市科技计划项目(汕市财教[2012]165号文)
作者简介:卢任杰(1984-),男,广东汕头市人,助理工程师,
主要从事食品检验工作。
龙须菜中硼元素监测及其溯源研究
卢任杰, 韩 飞, 赵质创, 姚庆伟
(汕头市质量计量监督检测所,广东 汕头 515041)
摘 要:该文使用 ICP-MS法分析广东省南澳岛海域养殖生产的龙须菜样品 148份和 29份海水样品中硼元素含量,
并进行溯源研究。龙须菜鲜样中硼元素含量平均值为 24.168mg/kg,盐渍龙须菜中平均值为 31.146mg/kg,龙须菜干制品
中平均值为 152.32mg/kg。龙须菜利用同化作用从养殖液中获取硼元素,对硼元素具有富集净化作用。
关键词:龙须菜;硼;监测;溯源
中图分类号:O613.891;TM930.12 文献标志码:A 文章编号:1674-5124(2013)z2-0123-02
Research on concentration and tracing of boron in Gracilaria verrucosa
LU Ren-jie,HAN Fei,ZHAO Zhi-chuang,YAO Qing-wei
(Shantou Institute of Quality and Metrology Supervision Testing,Shantou 515041,China)
Abstract: The concentration and tracing of boron in Gracilaria verrucosa is important for judging
whether borax or boric acid is added to related products. The boron concentrations of 148
Gracilaria verrucosa and 29 seawaters were determined by ICP-MS. The average concentration of
boron in fresh samples is 24.168 mg/kg, and the average value of boron in salted samples is
31.146 mg/kg, and the average value of boron in dried sample is 152.32 mg/kg. Gracilaria
verrucosa maybe obtained boron from the culture liquid by assimilation,and have the function of
enrichment and purification of boron.
Key words: Gracilaria verrucosa;boron;monitoring;traceability
第 39卷第 z2期
2013年 12月
中国测试
CHINA MEASUREMENT & TEST
Vol.39 No.z2
December,2013
中国测试 2013年 12月
监测硼元素在龙须菜中的含量并研究其溯源体系,
为制定硼的环境和卫生标准提供参考资料。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
2011年 12月~2012年 5月,采用随机抽样方式,
分 3批次分别对广东省南澳岛海域海水养殖的龙须
菜样品进行采集,龙须菜鲜样 115批次;海水 29批
次,其中非养殖区海水 5批次,养殖区海水 24批次;
采集市场流通领域的龙须菜盐渍样 26批次,龙须菜
干样 7批次。样品总计 177批次。硼标准溶液、钪标
准溶液,均取自环境保护部标准样品研究所;硝酸、
高氯酸、过氧化氢均为优级纯,购于广州化学试剂厂;
实验用水为 18.2MΩ超纯水。试验中使用的容器均
为塑料容器。
1.2 仪器与设备
电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS),Agilent
7700X(美国 Agilent公司);微波消解仪,Ethosa型
(意大利 Milestone公司);超纯水器、Advantage A10
(美国密理博公司)。
1.3 色谱条件
参照 GB/T 21918-2008《食品中硼酸的测定》,
采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定龙须
菜中硼元素,ICP-MS质谱条件为:选择同位素 11硼,
45钪;功率 1300W;进样速率:0.1 mL/min;载气流速:
1.1 L/min;辅助气流速:1.0 L/min;冷却气流速:
15 L/min。内标法定量。
1.4 样品消解
准确称取代表性样品 0.50 g于微波消解罐中,
加入 3mL浓硝酸和 2mL 30%过氧化氢。微波消解
条件:步骤 1:5 min升至温度 120℃,保温 5 min;步
骤 2:5min升至温度 150℃,保温 5min;步骤 3:5min
升至温度 170℃,保温 5 min;步骤 4:5 min升至温度
180℃,保温 10min。消解完毕后,用水少量多次洗入
50mL塑料容量瓶中,准确加入 100mg/L钪标准溶液
0.5 mL作为内标,用水定容至刻度,混匀备用,供色
谱分析。
2 结果与分析
2.1 海水中硼元素含量
2011年 12月~2012年 5月期间,对汕头市南澳
岛龙须菜养殖区海水、非养殖区海水、汕头市自来水、
汕头市售纯净水、实验室蒸馏水和超纯水等水样中
硼元素含量进行了较全面地调查研究。从表 1中可
知:汕头市自来水、汕头市售纯净水、实验室蒸馏水
和超纯水等水样中,硼元素含量较低,且 4种水样之
间硼元素含量无显著性差异;南澳岛海水中含有一
定的硼元素,其中南澳岛龙须菜养殖区海水中 11硼元
素平均含量为 4.311mg/kg,非养殖区海水中 11硼元素
平均含量为 3.532mg/kg,养殖区海水和非养殖区海水
之间具有显著性差异,这种差异可能是由于养殖区
龙须菜对海水中的硼元素具有一定的富集和净化作
用,从而使得养殖龙须菜区域的海水中含有较高的
硼元素。
2.2 龙须菜中硼元素含量
本次总计抽查龙须菜样品 148份,其中直接从
海水养殖示范区、非示范区及其加工企业抽查的龙
须菜鲜样 115份;初加工品盐渍龙须菜 26份;干制
品龙须菜 7份,如表 2所示。结果显示:直接从海水中
抽查的龙须菜鲜样中硼含量为 9.290~44.292 mg/kg,
平均值 24.168 mg/kg;盐渍制品中硼含量 8.072~
56.075 mg/kg,平均值 31.146 mg/kg;干制品硼含量
114.43~236.49 mg/kg,平均值 152.32mg/kg。鲜样、盐渍、
干制品龙须菜之间,硼元素含量均存在显著性差异,
这种差异可能是由于样品间水分含量不同或者初加
工过程中部分环节(水洗除杂、脱腥、脱色等)的实施
不同而引起的。
2.3 龙须菜中硼元素溯源研究
配制不同浓度的硼元素标液(2.5,5.0,7.5,10.0,
15.0,20.0,30.0 mg/kg),将龙须菜人工养殖于硼标液
中,15 d后测定硼标液及龙须菜中硼含量,如表 3所
示。结果显示:在不同梯度的硼标液中,龙须菜中
硼元素含量均呈增长趋势;硼标液经养殖龙须菜
后,硼标液中的硼含量均减小。由此推断:龙须菜经
不同浓度的硼标液养殖时,龙须菜利用同化作用从
养殖液中获取硼元素;龙须菜中硼元素的来源为养
殖水域中的硼元素,龙须菜对硼元素具有富集净化
作用。
水样
采样点/

采样份数/

10硼/(mg·kg-1) 11硼/(mg·kg-1)
非养殖区海水 5 5 3.236±0.006b 3.532±0.007b
养殖区海水 24 24 3.712±0.005c 4.311±0.006c
汕头市自来水 5 5 0.006±0.001a 0.007±0.001a
市售纯净水 5 5 0.001±0.001a 0.001±0.001a
实验室蒸馏水 2 2 0.001±0.001a 0.001±0.001a
实验室超纯水 4 4 0.001±0.001a 0.001±0.001a
表 1 硼元素在所调查水样中的含量
样品
采样点/

采样份数/

10硼/(mg·kg-1) 11硼/(mg·kg-1)
龙须菜鲜样 30 115 23.891±0.006a 24.168±0.005a
龙须菜盐渍样 20 26 29.658±0.005b 31.146±0.006b
龙须菜干样 7 7 134.235±0.009c 152.324±0.007c
表 2 硼元素在所调查的龙须菜中的含量
(下转第 128 页)
124
中国测试 2013年 12月
3 结束语
本研究首次以龙须菜为研究对象,依据现行国家
标准 GB/T 21918-2008《食品中硼酸的测定》,利用
大型精密仪器 ICP-MS,对广东省南澳岛海水养殖
环节和生产加工环节的龙须菜样品中的硼元素进
行监测监控,发现龙须菜样品中含有一定的硼元素,
其中鲜样中硼元素含量约为 24.168 mg/kg,盐渍龙须
菜中约为 31.146mg/kg,龙须菜干制品中硼含量约为
152.32mg/kg。同时,本研究追溯了龙须菜中硼元素
的来源,认为龙须菜中硼元素的来源为养殖水域中
的硼元素,龙须菜对硼元素具有富集作用。本研究
对广东省南澳岛龙须菜中硼元素本底值进行调查,
充分掌握了龙须菜中硼元素的含量,为制定龙须菜
产品中硼元素的卫生标准提供依据,同时,追溯龙须
菜中硼元素的来源,为龙须菜资源的深加工开发与
利用提供理论基础。另外,依据国标 GB/T 21918-
2008《食品中硼酸的测定》,龙须菜中硼元素监测及
其溯源研究对于判断龙须菜产品中是否人为添加硼
砂或硼酸至关重要。为此,本研究具有重要的应用价
值和指导意义。
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样品
本底值/
(mg·kg-1)
硼标液/(mg·kg-1)
2.5 5.0 7.5 10.0 15.0 20.0 30.0
龙须菜 25.914 26.256 26.813 27.158 27.915 28.536 29.013 30.172
硼标液 0 2.117 3.954 5.918 7.926 12.315 16.724 25.428
表 3 人工养殖过程中龙须菜中硼元素含量
(上接第 124 页)
图 4所示。电源线正负极分别与 24V电源正负极相
连,4~20 mA标准电流输出信号与温度测量仪输入
接口正负极相连。
5 试验测试
在整个测控系统搭建完成的基础上,对装置各
仪器及整体进行的检定和不确定度评定,各项指标
达到设计要求,对装置测控系统软硬件进行联合测
试。以某 LWQ-25气体涡轮流量计为例,其测试原始
记录如表 1所示。
从表 1中可以看出,硬件系统各项指标均可满
足设备设计需要。
6 结束语
本文介绍了钟罩式气体流量标准装置测控系统
硬件设计选型。此系统采用以单片机为核心,以 PC
机为主机的结构,能够实现手动和计算机控制两种
操作。经试验测试,以上所搭建的控制及数据采集系
统运行稳定,可靠性强,能够满足系统需要。同时本
系统具有良好的可移植、可扩展性,可在同类装置中
使用。
参考文献
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