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【CEM】檢測葡萄干、蘇丹娜和醋栗中的重金屬污染
檢測樣品：葡萄干 蘇丹娜 醋栗
檢測項目：重金屬
方案概述：在這項研究中，研究人員從美國、英國和德國的多家商店收集了受歡迎的有機及普通葡萄干、蘇丹娜和醋栗樣本。隨后，通過微波消解處理樣本，并利用感應耦合等離子體質譜法（ICP-MS）進行檢測，以確定其中的重金屬污染程度。
一、摘要
在過去幾年里，研究已經發現葡萄及其產品（例如果汁和葡萄酒）受到嚴重污染。最新的研究指出，蘋果汁和葡萄酒中檢出了砷元素。含砷的農藥，尤其是鉛砷酉夋鹽，直到 20 世紀 80 年代末至 90 年代在全球還被廣泛使用。盡管自 20 世紀初以來人們就已經意識到砷殘留可能帶來的問題，但在整個 1940 年代，鉛砷酉夋鹽作為國內使用蕞廣泛的農藥之一，被用于數百萬英畝的農作物上。由于許多果園至今仍在使用鉛砷酉夋鹽，因此砷污染的風險仍然存在。這些重金屬農藥的設計本就旨在具有持久性，即使在被禁用數十年后，仍可能對環境和健康造成問題。在這項研究中，研究人員從美國、英國和德國的多家商店收集了受歡迎的有機及普通葡萄干、蘇丹娜和醋栗樣本。隨后，通過微波消解處理樣本，并利用感應耦合等離子體質譜法（ICP-MS）進行檢測，以確定其中的重金屬污染程度。
二、引言
干果市場之所以持續顯著增長，很大程度上是因為公眾對于干果的營養價值和便利性有了更深刻的認識。干果是指那些通過自然曬干或采用其他方法去除了原有水分的水果。一般而言，干果富含對人體健康有益的抗氧化劑和纖維。然而，一些干果如越橘或蔓越莓，在加工過程中被添加了糖分以提升口感，這使得它們相較于葡萄干類食品而言，營養價值大打折扣。
重金屬，特別是砷，已被發現存在于葡萄及葡萄酒中，這其中也可能包含其他有毒金屬。葡萄藤能吸收土壤中天然存在的砷，或是曾經使用的含有砷和其他重金屬的農藥中的砷。在干果中，這些物質的濃度可能更為顯著。在本研究中，我們將對葡萄干、蘇丹娜和醋栗進行調查，實質上，這些都是葡萄干的不同形式。醋栗是由黑科林斯葡萄制成的葡萄干，其制作過程與葡萄干類似，都是自然曬干。蘇丹娜則是在水和油的混合液中浸泡以加快干燥過程，這一處理也賦予了它們金黃色的外觀。新鮮越橘含有豐富的營養價值，包括維生素 C 和 K，這些對于維持健康的血液凝固功能至關重要。然而，干制越橘卻幾乎喪失了這些營養素。在本研究報告中，我們將對這些干果進行檢測，以探究我們的零食中究竟含有哪些金屬成分。
三、材料
樣本
• 葡萄干
• 蘇丹娜
• 醋栗
• 櫻桃
• 越橘
所有樣本均購自英國、新澤西和北卡羅來納的超市。
SPEX CertiPrep 標準品
• CLMS-1: ICP-MS 多元素溶液
• CLMS-2: ICP-MS 多元素溶液
• CLMS-3: ICP-MS 多元素溶液
• CLMS-4: ICP-MS 多元素溶液
• CL-ICV-1: 初始校準驗證標準品
試劑
• 高純硝酸（HNO3）
• 去離子水（18 MΩ）
四、樣品制備
初始樣本準備
一些樣本在 SPEX SamplePrep Freezer/Mill® 中進行了研磨。
• 研磨條件
• 2 克干果
• 程序
• 預冷 20 分鐘
• 研磨5個循環（每個循環2分鐘）
• 每個循環 = 2 分鐘冷卻
• 沖擊速率 = 每秒 16 次沖擊
圖1.SPEX SamplePrep Freezer/Mill®
樣本消解與分析
• 樣本在 CEM MARS 6 iWave 微波單元使用 MARSXpress Plus 容器進行消解（圖 2 ）
• 將 0.25 克樣本加入容器中，并加入 10 毫升高純硝酸
• 所有樣本和空白樣消解都使用了“食品”一鍵式方法
• 溫度：210 °C
• 升溫：20分鐘
• 保持：15分鐘
• 功率：220 – 1800 W
• 每批消解空白樣都與系列樣本一同運行，并從隨后的結果中扣除
• 樣本消解后稀釋至 30 毫升，然后在 ICP-MS 分析前按 1:10 稀釋
圖2. 配備 iWave 溫度傳感器的 MARS 6
儀器條件
使用 Meinhard 霧化器和氣旋噴霧室，在 Agilent ICP-MS 7900 上運行痕量元素樣本，采用表 1 中報告的譜線。使用補充氦氣來提高砷和鉻的響應。
表1. 監測的ICP-MS元素
五、結果
MARS 6 搭載 MARSXpress 容器能夠彳切底消解混合批次中的所有樣本。圖 3 顯示了一個典型的溫度/功率曲線，其中編程溫度為 210 °C 并保持該溫度 15 分鐘。圖中的條形圖表明，所有容器都達到了相同的溫度，以確保每個樣本都能彳切底消解。“一鍵式食品方法”具有木及高的適應性，并能精確控制能量輸出，從而允許不同樣本基質在單個批次中運行。210 °C 的最高溫度確保了所有樣本的完荃消解，無需額外的切碎或研磨工作。對樣本進行的研磨處理獲得了與完整水果相媲美的結果。
圖3. MARS 6 的溫度和功率圖表
表 2 顯示了各種干果中重金屬的濃度。值得關注的是，某些有毒重金屬如鉛（Pb）、鍶（Sr）和砷（As）的水平較高。
表2. 展示了干果中重金屬成分的含量（每 30 克平均份量中所含微克數）
六、結論
總體而言，所有樣本都適合人類食用。然而，有些樣本的有毒重金屬含量確實比其他樣本高得多。這很可能是由于水果生長的環境條件不同所致。
• 攝入超過建議的日常攝入量或將這些水果與其他食物（如面包涂抹料）一同食用，可能會導致重金屬濃度超出建議的每日允許量。
• 越橘樣本結果的相對一致性可能歸因于它們全部生長在同一個地理區域。
• 對于砷的含量，葡萄干似乎并不比葡萄或葡萄酒引起更大的健康擔憂。
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