保健食品中鈣含量的測定及風(fēng)險分析

1、第7第7卷第6期2016年6月Journal of Food Safety and Quality保健食品中鈣含量的測定及風(fēng)險分析耿慶光，郭建博，宋莉，呂卓，朱小紅*,牟霄(陜西省食品藥品檢驗所，西安710065)摘要：目的建立保健食品中鈣元素含量的測定方法，并評價保健食品中鈣元素含量疊加普通膳食所造成的鈣 元素蓄積的風(fēng)險性。方法 采用火焰-原子吸收分光光度法測定保健食品中的鈣元素含量。以微波消解法制備測 定樣品，通過實驗優(yōu)化確定火焰類型、空氣-乙炔氣流量比例、釋放劑氧化鑭用量。然后對20112014 年陜西省84批市售含鈣保健食品中鈣元素的含量進(jìn)行測定。結(jié)果 優(yōu)化后的實驗條件為：火焰類型為空

2、氣- 乙炔火焰，比例為2:1，氧化鑭用量為0.2%。經(jīng)測定，84批含鈣類的保健食品中鈣元素日攝入劑量均值為 15214.1 mg。結(jié)論本研究優(yōu)化的方法能夠快速、準(zhǔn)確地測定保健食品中的鈣元素含量。另外，攝入含鈣保健食 品能夠在一定程度上補充膳食中鈣元素不足的現(xiàn)狀，并且不會危害普通居民的膳食安全。關(guān)鍵詞：保健食品；鈣元素；火焰原子吸收分光光度法；元素蓄積風(fēng)險分析Determination and risk evaluation for calcium element in health care food*GENG Qing-Gung, GUO Jian-Bo, SONG Li，LV Zhuo,

3、ZHU Xiao-Hong，MOU Xiao(Shaanxi Institute for Food and Drug Control，Xian10065, China)ABSTRACT: Objective To establish a method of the determination of calcium element content in health food, and evaluate its accumulated risk with overlaid daily meal intake. M ethods The flame atomic absorption spectr

4、ometry was used to determinate the amount of calcium element content in health food. Samples were digested by microwave digestion system, and then the optimized condition including the flame type, air-acetylene ratio and addition of releasing agent of La2O3 were determined. The calcium element conte

5、nt in 84 batches of health food samples obtained from the market in Shaanxi province during 20112014 were analyzed. Results The optimized conditions were as follows: the flame type was air-acetylene flame, the ratio was 2:1, and addition of releasing agent of La 23 was 0.2%. The mean value of daily

6、intake of calcium element from health care food was 152 14.1 mg. Conclusion The optimized method is rapid and accurate, which can be helpful for the determination of calcium element in health care foods. In addition, the intake of calcium in health care food can supplement the deficiency of dietary

7、calcium in the status quo to some extent, and will not harm dietary safety of ordinary residents.KEY WORDS: health care food; calcium element; flame atomic absorption spectrometry; risk analysis of element accumulated基金項目：陜西省社會科學(xué)基金項目(13G020)、陜西省社會發(fā)展科技攻關(guān)項目(2015SF273)Fund: Supported by Shaanxi Social

8、Science Fund Project (13G020) and Shaanxi Society Development Sci-Tech Research Project (2015SF273)*通訊作者：朱小紅，主任藥師,主要研究方向為食品質(zhì)量安全和風(fēng)險分析評估。E-mail: HYPERLINK mailto:742653574 742653574* Corresponding author: ZHU Xiao-Hong, Chief pharmacist, Branch for Food Inspection, Shaanxi Institute for Food and Drug

9、Control, No. 21, 5 th Keji Road, Gaoxin District, Xian 710065, Chinam aEl: HYPERLINK mailto:742653574 7426535741994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, httpi/zw 因此選擇簡單、易行的微波消解處埋試樣。微波消解程序見表1。1引言隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人們對于保 健食品的需求迅速增加。保健食品國家標(biāo)準(zhǔn)GB 16740保?。üδ埽┦称吠ㄓ脴?biāo)準(zhǔn)對保

10、健食品中的污染物和 營：1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing IIduse.養(yǎng)元素的使用量進(jìn)行了具體規(guī)定。我國市場上流通的保健食品主要分為2大類2,3, 一 類是宣稱具有各種保健功能的保健食品，其多含有中藥組 分或中藥提取物；另一類是含有各類營養(yǎng)素的營養(yǎng)補充 劑。營養(yǎng)補充劑中很重要的一類是有益元素，有益元素包 括人體正常需要的多種元素，例如鈣、鐵、鋅等常量元素 及銅、鉻等其他微量元素。有益元素在人體的正常生理功 能中發(fā)揮著重要作用。GB 167401 要求保健食品中的營養(yǎng) 元素的使用量應(yīng)按照GB 14880-2012食品安

11、全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品營養(yǎng)強化劑使用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，但在GB 14880中 并未收錄“保健食品”這一分類，因此保健食品中的有益元 素的使用量并沒有明確的規(guī)定，這可能會造成普通膳食疊 加而引起營養(yǎng)素日服用量超劑量的問題5,6。本研究以20112014年陜西省市售的保健食品為研 究對象，根據(jù)保健食品基質(zhì)的特點優(yōu)化國標(biāo)中測定食品中 鈣元素含量的方法。在獲得鈣元素含量的基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計 分析，評估保健食品中鈣元素是否會因疊加普通膳食而造 成元素蓄積的風(fēng)險。2材料與方法2.1材料、試劑和儀器2.1.1材料與試劑樣品來自陜西省20112014年市售的保健食品，共 84批，包括鈣元素營養(yǎng)補充劑及其他類型的含鈣元素的保

12、健食品。鈣元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)1000 pg/mL（中國計量科學(xué)研究院），硝 酸（優(yōu)級純，美國Merck公司），鹽酸（分析純，國藥集團試劑公 司），柑橘葉標(biāo)準(zhǔn)物（地球物理地球化學(xué)勘查研究所）。2.1.2 儀器與設(shè)備PE AA900T型原子吸收分光光度計（美國PE公司）， Mars-6型微波消解儀（美國CEM公司），精確控溫電熱 趕酸器（中國博通）,Synergy型超純水儀（美國Millpore 公司），所有玻璃器皿以20%硝酸浸泡過夜后以去離子水沖 洗備用。2.2實驗方法2.2.1樣品制備鈣是一種高溫元素，在高溫情況下不會揮發(fā)，并且在 保健食品中，鈣含量較高，基本上達(dá)到100 mg/kg以上，表1微波

13、消解程序Table 1 The microwave dgesting procedure階段功率程序升溫時間/min溫度/C保持時間/min105:0012002:0021600 W04:0016005:00304:0018030:00取混合均勻的試樣約0.250.5 g（確保干物質(zhì)在0.25 g 以下），精密稱定后置于消解罐中，加入6 mL硝酸和2 mL 雙氧水，室溫放置過夜進(jìn)行預(yù)消解。將消解罐旋塞密閉后置 于微波消解儀中，按程序進(jìn)行微波消解。樣品消解完成后， 將消解罐置于電熱趕酸器中，于130 C趕酸，至大量紅棕 色氣體逸出結(jié)束，趕酸至剩余消解液不超過1 mL。取下消 解罐，用少量純水沖洗

14、消解罐，將消解液轉(zhuǎn)移至25 mL刻 度管中，加入5 mL 0.2%氧化鑭-鹽酸溶液（鹽酸濃度為 0.75%），用2%鹽酸溶液定容至刻度，搖勻，待測。2.2.2光譜儀條件根據(jù)PE A900T光譜儀推薦的條件，確定燈電流為 10 mA，光柵狹縫為0.4 nm，檢測波長為422.7 nm，氘燈背景 校正。2.2.3檢測火焰類型及氣體比例的選擇根據(jù)火焰的反應(yīng)特性，一般將火焰分為還原性火焰（富 燃火焰）、中性火焰（化學(xué)計量火焰）和氧化性火焰（貧燃火 焰）7。對于原子吸收光譜測定而言，一般選用還原性火焰 。其原因在于一方面容易使元素離子原子化，另一方面不會 產(chǎn)生較多的C-O化物而產(chǎn)生較高的背景9，10。本

15、實驗考察 了不同類型的還原性火焰對鈣含量測定的影響。還原性火焰的 種類分別為空氣-乙炔火焰（比例為2:1）、一氧化氮-乙炔火 焰（比例為2:1）和空氣-氫氣火焰（比例為2:1）,以4 yg/mL的 鈣元素單標(biāo)溶液為測定試樣，測定樣品的吸光度。當(dāng)確定火 焰類型后，調(diào)節(jié)燃燒氣中空氣-乙炔的比例，通過樣品吸光 度值的變化，考察氣體比例對鈣元素測定的影響。2.2.4釋放劑氧化鑭用量的選擇用原子吸收法測定鈣元素時，由于鋁、硫酸鹽、磷酸 鹽和硅酸鹽等能抑制鈣的原子化會產(chǎn)生干擾11-13,所以需 要加入鍶、鑭或其他釋放劑。通過選擇試樣中不同的氧化 鑭使用量，考察對鈣含量測定的影響。2.2.5系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的配

16、制及標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立精密移取鈣元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度為1000 yg/mL）1 mL置 于50 mL量瓶中，用2%的硝酸溶液稀釋至刻度，混勻,制成鈣 元素標(biāo)準(zhǔn)中間液,鈣元素濃度為20 yg/mL。分別精密移取鈣 元素標(biāo)準(zhǔn)中間液置于10 mL量瓶中，加入5 mL 0.2%氧化鑭- 鹽酸溶液（鹽酸濃度為0.75%）,用2%鹽酸溶液定容至刻度，制 成鈣元素濃度分別為1、2、3、4和5 yg/mL的鈣元素單標(biāo) 使用液。將單標(biāo)使用液注入分析儀，測得其吸光值并求得吸光 值與濃度關(guān)系的一元線性回歸方程。All rights reserved, HYPERLINK 在實驗中考察不同類型的還原性火焰對鈣含量測定-的影

17、響。從結(jié)果（圖1）中可以看出在實驗中考察不同類型的還原性火焰對鈣含量測定-的影響。從結(jié)果（圖1）中可以看出，空氣-乙炔火焰和一氧 化氮-乙炔火焰所測得的鈣元素單標(biāo)溶液的吸光值接近并 明分別連續(xù)測定標(biāo)準(zhǔn)溶液和柑橘葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣溶液6 次，計算精密度。2.2.7回收率測定在柑橘葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中加入高、中、低濃度的鈣元素標(biāo) 準(zhǔn)溶液各1 mL，按照試樣處理過程處理試樣，并計算回收 率。2.2.8 檢出限1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing IIduse.在本實驗中，測定21次空白試樣，按照3倍空白試樣測定值標(biāo)準(zhǔn)誤計算最低檢出濃度，最終

18、計算試樣鈣元素 的檢出限。2.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法一般國家標(biāo)準(zhǔn)會對營養(yǎng)物質(zhì)規(guī)定其含量范圍即某一數(shù) 值范圍區(qū)間。在本研究中，由于每一產(chǎn)品的標(biāo)稱限值不同, 難以用試樣中的實際含量進(jìn)行評價，因此在用實際數(shù)值進(jìn) 行評價的同時，選擇表觀值進(jìn)行評價。對于有益元素OrmixCOrmax當(dāng)Or訕心0仏時，表觀值=C二0匹X100，該Ormax C值是一個位于0100之間的數(shù)值。Or當(dāng)COrmin時，表觀值=X100，該值是一個min 負(fù)數(shù)。13-15,造成背景值C13-15,造成背景值當(dāng)OrmaxC時，表觀值=0燈00，該值是一個大 max于100的數(shù)值。在實驗中，對于數(shù)字的描述采用頻率描述，統(tǒng)計量包括 均值、標(biāo)準(zhǔn)

19、偏差、中位值以及25、50、75、90分位數(shù)等; 并考察了數(shù)值的偏度和峰度，通過偏度和峰度數(shù)值評價數(shù)值 是否呈現(xiàn)正態(tài)分布亦或存在偏態(tài)分布，分析的置信區(qū)間均為 95%。對于多組數(shù)值之間的比較，采用單因素方差分析，以 P值考察數(shù)組之間是否存在差異，置信區(qū)間為95%。本研 究的統(tǒng)計結(jié)果均由SPSS統(tǒng)計軟件計算得出。在本研究中，由于需要討論保健食品中鈣含量對膳食 安全性的影響，因此在數(shù)據(jù)處理過程中剔除了不合格樣本 數(shù)據(jù)（不符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的樣本）;并且由于未檢出樣本的 數(shù)據(jù)會影響整體統(tǒng)計的有效性，因此在統(tǒng)計過程中剔除了 未檢出樣本（低于檢出限）的數(shù)據(jù)。3結(jié)果與分析3.1火焰類型的確定顯高于空氣-氫氣火

20、焰的吸光度值。綜合考慮，測定鈣元素 時，確定燃燒火焰類型為空氣-乙炔火焰。圖1火焰類型對鈣含量測定的影響(n=6)Fig. 1 Effect of flame type on the determination of calcium content (n=6)3.2燃燒氣中空氣-乙炔比例的選擇考察不同的空氣-乙炔比例對鈣元素測定的影響。從結(jié) 果(圖2)中可以看出，隨著燃燒器中的空氣比例減小，吸光 度值逐漸增大，當(dāng)空氣-乙炔比例達(dá)到2:1后，吸光度值基 本穩(wěn)定，因此確定燃燒氣中空氣-乙炔比例為2:1。原因在于, 當(dāng)燃燒器中空氣比例較高時，在燃燒過程中會形成過多的C-O化合物和氧化型的金屬顆粒增加

21、和待測元素形成氧化物而不會原子化，因此適當(dāng)增加還 原氣能夠提高該元素的響應(yīng)值。圖2燃燒氣中空氣-乙炔比例對鈣含量測定的影響(n=6)Fig. 2 Effect of air-acetylene ratio on the determination of calcium content (n=6)11 rights reserved, http表2保健食品中鈣含量測定結(jié)果Table 2 The Ca element content in health care foods標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定低限（g/100 g）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高限（g/100 g）表觀值（）日攝入劑量（g）均值11.50719.31244.174

22、0.1523均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差0.7851.4067.3650.0141中值11.9920.5350.5800.133標(biāo)準(zhǔn)差7.20212.2667.5100.128偏度0.1500.559-0.0424.108偏度的標(biāo)準(zhǔn)誤0.2630.2760.2630.263峰度-0.6861.1393.49627.684峰度的標(biāo)準(zhǔn)誤0.5200.5450.5200.520極小值0.06680.1113-173.080.001極大值28.6464.44277.331.049備注：統(tǒng)計時剔除不合格產(chǎn)品。3.3釋放劑氧化鑭用量的選擇考察試樣中氧化鑭的使用量對鈣含量測定的影響。以 柑橘葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為測定試樣（標(biāo)準(zhǔn)值為

23、3.67 mg/kg）。3.3釋放劑氧化鑭用量的選擇考察試樣中氧化鑭的使用量對鈣含量測定的影響。以 柑橘葉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為測定試樣（標(biāo)準(zhǔn)值為3.67 mg/kg）。從結(jié) 果（圖3）中可以看出，氧化鑭的使用對鈣元素含量產(chǎn)生的影 響呈拋物線狀，存在極值。當(dāng)氧化鑭含量小于0.2%時，隨 著氧化鑭用量的增加，鈣測定含量隨之增加，但當(dāng)氧化鑭含 量超過0.2%時，隨著氧化鑭用量的增加，鈣測定含量隨之 減小。其原因可能在于，隨著氧化鑭的使用，背景值逐漸增 高，當(dāng)使用過高量的氧化鑭后，高背景造成干擾，使得測定 值反而降低。圖4鈣元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線及回歸方程Fig. 4 The linear standard curve

24、 and regression equation of Caelement圖3氧化鑭含量對鈣含量測定的影響（Ca含量單位為mg/kg，n=6）Fig. 3 Effect of LagOg concentration on the determination ofcalcium content （the unit of Ca content was mg/kg，n=6）3.4系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立從結(jié)果（圖4）中可以看出，鈣在濃度范圍為15 gg/mL 時，線性方程為A=0.013毋0.203,相關(guān)系數(shù)為0.9999,線 性關(guān)系良好。3.5精密度與回收率分別重復(fù)測定標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度3

25、gg/mL）和柑橘葉（標(biāo)準(zhǔn)試 樣）6次,RSD分別為0.31%和0.66%。測定試樣回收率， 高、中、低3個濃度的回收率在95%100%之間。結(jié)果 表明，優(yōu)化的方法其精密度和回收率符合含量測定要求。3.6檢出限在本實驗中，測定21次空白試樣，計算試樣鈣元素 的檢出限為1 mg/kg o3.7陜西省20112014年國家抽檢保健食品中鈣含 量的測定從結(jié)果（表2）中可以看出，保健食品樣本中鈣含量標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定值具有較大的跨度范圍，統(tǒng)計分析后樣本集的標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定低限均值為11.5 g/100 g，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高限均值為19.371994-2016 China Academic Journal Electron

26、ic Publishing House. All rights reserved, HYPERLINK ki.nel ki.nelg/100 g,樣本集的表觀值的均數(shù)為44%,說明樣本中鈣含量 一般處于該產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值的44%分位。通過計算日攝 入劑量，g/100 g,樣本集的表觀值的均數(shù)為44%,說明樣本中鈣含量 一般處于該產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值的44%分位。通過計算日攝 入劑量，統(tǒng)計得到保健食品中鈣元素日攝入劑量均值為 15214.1 mg,范圍為 100300 mg。3.8保健食品中鈣含量風(fēng)險分析根據(jù)樣品中鈣元素測定值和日服用劑量，計算產(chǎn)品鈣 元素日攝入劑量。84批保健食品中鈣元素日攝入劑量

27、均值 為15214.1 mg。根據(jù)我國中國居民膳食營養(yǎng)素攝入 量16中表明鈣元素的適宜攝入量為800 mg/d,最高可耐 受攝入量為2000 mg/d17。根據(jù)我國總膳食研究18,19, 我國居民鈣攝入量約為388.8 mg/d,距離日適宜攝入量還 存在較大差距。保健食品中的鈣元素，能夠在一定程度上 補充膳食中鈣元素不足的現(xiàn)狀，可認(rèn)為現(xiàn)在的市售保健食 品中鈣元素含量并不會危害普通居民的膳食安全。4結(jié)論本研究以20112014年陜西省流通領(lǐng)域內(nèi)采集的保 健食品為樣本集，測定其中有益元素鈣的含量。通過對檢 測方法的優(yōu)化，篩選出適合于大量樣品中鈣元素含量測定 的方法，該方法能夠快速、準(zhǔn)確的測定保健食

28、品中的鈣元 素含量。通過對保健食品中所含的鈣元素疊加普通膳食所 造成的元素蓄積的風(fēng)險性進(jìn)行評價，結(jié)果表明，攝入保健食 品能夠在一定程度上補充膳食中鈣元素不足的現(xiàn)狀，并且 不會危害普通居民的膳食安全。參考文獻(xiàn)GB 16740-2014 保健食品SGB 16740-2014 Health care (functional) foods S.王光亞.保健食品功效成分檢測方法M.北京：中國輕工業(yè)岀版社, 2000.Wang GY. The determination of functional component in health care food M. Beijing: China Light

29、Industry Press, 2000.趙黎明，劉冰，夏泉鳴，等.中國保健食品現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢J.中國食 物與營養(yǎng),2010, 10: 4-7.Zhao LM, Liu B, Xia MQ, et al. Present status and development trend of health-care food in China J. Food Nutr China, 2010, 10: 4 -7.GB 14880-2012食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品營養(yǎng)強化劑使用標(biāo)準(zhǔn)S . GB 14880-2012 National Food Safety Standard-Use standard fo

30、r fortified food S.林升清，陳國忠.中國保健食品現(xiàn)狀及存在問題探討J.中國食品衛(wèi) 生雜志,2007, 5: 28-31.Lin QS, Chen GZ. Discussion on status of national health foods and its problems J. Chin J Food Hyg, 2007, 19(5): 407 -410.束云，劉長喜，李連達(dá).中國己獲批準(zhǔn)的保健食品現(xiàn)狀分析J.中國 食品衛(wèi)生雜志,2006, (05): 401-405.Shu Y, Liu CX, Li LD. Study on present situation of

31、 certified native functional food products in China J. Chin J Food Hyg, 2006, 18(5): 407-410.V1oriea A, Elena C, Luminita V. Determination of mercury inpharmaceuticals by graphite furnace atomic absorption spectrometry with chemical modifier J. Aeta Chim Slov, 2004, 51: 361.WHO. Guidelines for asses

32、sing quality of herbal medicines with reference to contaminants and residues Z.香港食物攙雜(金屬雜質(zhì)含量)規(guī)例S Hong Kong Food Adulteration (Metallic Contamination) Regulations SSchwagele F. Traceability from a European perspective J. Meat Sci, 2005, 71: 164-173.National Research Council(NRC). Ensuring Safe Food:

33、From Production to Consumption M. Washington: National Academy Press, 1998.Canada Food and Drug RegulationsEB/OL. HYPERLINK http:/www.hc-SC.gc.ca/fn-ardalt_formats/hpfb-dgpsa/pdf-legislation/e_e-drugs.pdf http:/www.hc-SC.gc.ca/fn- ardalt_formats/hpfb-dgpsa/pdf-legislation/e_e-drugs.pdfATSDR (Ageney

34、for Toxie Substanees and Disease Registry) 2000. Toxieological Profile for Chromium Z. United States Department of Health and Human Services: Atlanta, GA, USAUSP General chapter 232 elemental impurities procedures (2010 Proposal, Implementation date: September 2013) Z.IOM. Dietary reference in takes for vitamin A, vitamin K, arsine, boron, chromium, copper, iodine, iron, manganese, mo