食品中重金屬檢驗分析 — 不同重量、多種類型的樣品也能一次解決

食品中重金屬檢驗分析的重要性

鉛、鎘、汞與砷是公認毒性相對高且易於在食品中見到的金屬元素。人體對於這些元素的耐受度低，容易因攝取過量而導致慢性病，例如器官功能受損或腫瘤；若長期暴露於鉛中，可能導致智商降低並造成學習障礙。因此，管控食品中重金屬濃度對於食品安全和消費者健康十分重要；此外，分析食品中微量元素的濃度也可以用來協助判斷產地標示是否正確。

重金屬分析前處理方式的演進

大多數的食品或藥品進行重金屬分析前，都須以強酸將樣品中的有機物完全消化，以避免干擾分析。傳統的消化作法是將樣品放入燒瓶中、添加過量酸液（例如硝酸）、用加熱板加熱數小時，待有機物完全被強酸分解後，再以適當體積定量並上機分析。上述前處理程序費時費工，不僅部分金屬元素（例如汞、砷、硒）易揮發逸失，大量強酸蒸氣擴散也會造成環境與操作人員健康的危害。因此，在多數的分析實驗室中，這種加熱板消化的方式大多已被密閉式微波消化方法取代。

密閉式微波消化法技術再突破

密閉式微波消化方法在消化瓶內密閉式加熱，加熱過程中隨著酸液溫度的上升，瓶內的壓力會隨之上升，使酸液得以加熱至沸點以上溫度。大幅增加消化速度的同時，亦大幅減少酸蒸氣的蒸發量，降低對環境及人員的危害。但對於高克數的樣品（例如 2 克以上）前處理，由於反應非常劇烈，加熱板消化仍為目前主流的消化方式。 為了解決高克數樣品消化的問題，美國 CEM 公司推出新型的 iPrep 密閉式超高壓反應瓶組。使用專利的雙重密封技術，使 iPrep 瓶組在耐溫與耐壓度均超越傳統微波消化瓶，更確保樣品完全消化並完整保留待測元素。搭配 CEM MARS6 微波消化器新型的 iWave 光學溫度控制系統，單支消化瓶可處理更高克數的樣品，甚至可同一批次中消化不同種類且不同份量的樣品，反應瓶組裝也更為便利，已成為食品重金屬分析前處理的新標竿。

實測案例 － 多種不同重量、類型的食品樣品一次消化

使用機台與瓶組：

樣品與實驗條件
每支樣品瓶添加 10mL 濃硝酸，目標溫度 210℃，其餘條件於下表1：

表1. 樣品資訊與實驗條件

樣品	照片	反應瓶放置位置	樣品重量
奶粉		1, 7	1.0克
義式臘腸片		2, 8	2.0克
切達起司塊		4, 10	2.0克
冷凍肉捲		5, 11	5.0克

單一批次同時消化混合類型與不同重量的樣品

以 iPrep 密閉式超高壓反應瓶與 iWave 光學溫度控制系統，進行 4 種不同類型及克數食品的微波消化。由於奶粉含高量碳水化合物，在消化初期溫度上升較快，iWave 溫度控制系統偵測到了快速增溫的現象，故 MARS 6 自動調低輸出功率以避免樣品過熱（如圖1）。一旦溫度趨勢回歸正軌，功率又開始緩緩增加，當消化實驗結束後，所有樣品皆消化至澄清（如圖2），證明 iPrep 密閉式超高壓反應瓶可同時消化混合類型與不同克數的樣品。

MARS 6 密閉式微波消化器可滿足各式食品樣品消化的需求

使用美國 CEM 公司的 MARS 6 密閉式微波消化器，配合非接觸式的 iWave 光學溫度控制系統與 iPrep 密閉式超高壓反應瓶組，可於同一批次中微波消化多種高克數食品，且所有樣品皆可消化至完全澄清；瓶組操作簡單且樣品消化速度快，可完全滿足實驗室對各種食品樣品消化的需求。

• Microwave Digestion of Large Mixed Food Samples with Varied Sample Weights. Application Notes, CEM Corporation.