園藝產品微量金屬元素之分析－草莓之鉛、鎘含量調查

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藥物食品檢驗局調查研究年報（Ann. Rept. BFDA）

材料與方法

一、檢體來源

本研究所使用之檢體係於民國96年1月間採集台 北、苗栗地區市售草莓檢體15件。

二、試藥與器具

灱標準品

鉛、鎘標準品（100 µg/mL）採用ICP-MS分析 級，質譜儀調校溶液（mass spectrometer tuning solution），美國Perkin Elmer Instruments 公司

（Shelton）。Rhodium標準品（10 mg/mL）採用 ICP-MS分析級，德國Merck KGaA公司（Darm- stadt）產製。

牞溶劑與試藥

1. 硝酸（nitric acid），採用二次蒸餾超純級，美 國Mallinckrodt Baker公司（Phillipsburg, NJ）產 製。試驗中所使用的水均經由美國Millipore 公 司（Beford, MA）之純水系統製成，電阻係數 18 mΩ-cm以上之水。

2. 標準參考物質（standard reference material）：

橄欖葉（olive leaves）：No.62，歐盟（Com- mission of the European Communities）之Com- munity Bureau of Reference （B.C.R.）產品。

犴器具

微波消化管、50 mL及100 mL之容量瓶、漏斗、

試管均為派勒克斯（pyrex）材質，使用前均先 以洗劑刷洗，經水洗淨後，浸於硝酸：水（1 : 1, v/v）溶液放置過夜，取出將附著之硝酸溶液以水

前　言

鎘（Cd）及鉛（Pb）係有害性金屬元素，易經由 水污染、土壤污染、空氣污染、廢棄物、肥料及農藥 之使用而間接影響農畜產品及各類食品之衛生安全⁽¹⁾。 土壤被鉛及其他金屬所污染是一項很嚴重的問題，植 物若生長在含有金屬的土壤中，其細胞膜可能因與過 多金屬離子的結合，導致化學組成或生理功能改變⁽²⁾。 國內曾發生因水果遭重金屬污染的新聞事件，例如高 雄縣傳出疑似遭鉛、鎘污染的甘蔗、稻米等媒體報導 事件。因此若能於發現檢體重金屬含量偏高時立即進 行原因分析，並解決問題，方能保障食品衛生安全。

鎘可能蓄積於人體並導致腎功能障礙、骨骼損害及再 生力不足⁽³⁾。鉛會降低兒童認知能力及智能的發展，使 成人血壓上升及增加心血管疾病的罹患⁽³⁾。

本研究目的係為了解市售草莓重金屬的含量問 題，期能逐步建立園藝產品等重金屬含量的資料庫，

因應本國加入WTO後相關食品法規的制定及增加國家 競爭力。行政院衛生署自92年起要求本局進行農、園 藝產品的抽樣及檢驗，建立背景值資料，並與聯合國 農糧組織/世界衛生組織之國際食品標準委員會（FAO/

WHO Codex Alimentarius Commission, Codex）之標準 比較，以制定我國相關產品之衛生標準。因此本研究 以密閉式微波消化法來前處理檢體，同時以標準參考 物質確認方法之再現性及可行性後，再利用感應耦合 電漿質譜儀測定檢體的重金屬含量，最後應用此方法 檢測台北、苗栗地區之市售草莓檢體15件，調查結果 將提供有關單位制定限量標準及消費民眾參考。

園藝產品微量金屬元素之分析－草莓之鉛、鎘含量調查

施如佳　陳宛瑩　高雅敏　周薰修　施養志 第四組

摘　要

為了解國產生鮮草莓之重金屬鎘（Cd）、鉛（Pb）之含量，及配合行政院衛生署逐年訂定國人 食用園藝產品中重金屬限量標準之需求，本研究確立微量重金屬鎘及鉛元素之分析方法，並於民國96 年1月間自台北地區、苗栗地區採購市售草莓檢體15件，進行檢驗分析。本研究樣品前處理採密閉式 微波消化法，並配合感應耦合電漿質譜儀（ICP-MS）檢測分析。經以橄欖葉（olive leaves）標準參 考物質確認方法後，應用此方法檢驗所抽樣草莓檢體，8件檢出鎘元素，其含量總平均值為0.003 µg/g

（N.D.~0.010 µg/g），4件檢出鉛元素，其含量總平均值為0.001 µg/g （N.D.~0.004 µg/g）。以上結果 顯示，15件草莓之鎘及鉛含量均低於國際食品標準委員會所訂定水果類鎘之最大限量為0.05 mg/kg及 莓類鉛之最大限量為0.2 mg/kg。

關鍵語：微波消化法、感應耦合電漿質譜儀、草莓

藥物食品檢驗局調查研究年報. 25 : 246-249 2007 Ann Rept. BFDA Taiwan R.O.C. 25 : 246-249 2007

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園藝產品微量金屬元素之分析－草莓之鉛、鎘含量調查

清洗，再以去離子水潤洗後，乾燥備用。

三、儀器設備與裝置

灱感應耦合電漿質譜儀（inductively coupled plasma- mass spectrometer）：Perkin-Elmer DRC-e，操作 模式具有標準模式及DRC模式，加拿大Perkin- Elmer Sciex公司（Concord）產品。

牞微波消化裝置（closed microwave digestion sys- tem）：Mars 5型，美國CEM公司（North Caro- lina）產品。

四、檢量線之製備

將含1、5、10、25、50 ng/mL鎘及鉛標準溶液，

以感應耦合電漿質譜儀檢測其元素偵測強度與標準溶 液濃度繪製標準曲線。

五、檢液之製備

草莓檢體則先以去離子水漂洗，摘除葉蒂後，

再以去離子水漂洗，置於無塵紙上瀝乾多餘水分後均 質。取均質後檢體約1 g，精確稱定，置於微波消化 管，加入硝酸10 mL，靜置隔夜。微波消化條件如表一 所示，消化後放冷，檢液移至50 mL容量瓶，並以去離 子水定容，供作檢液。另取一空白微波消化管，依上 述步驟操作，作為空白試驗。

六、儀器偵測極限及方法偵測極限之檢測

灱儀器偵測極限（IDL）

將含不同濃度之鎘及鉛標準溶液分別注入感應耦 合電漿質譜儀，由儀器所得之感應讀值及相對應 標準溶液濃度，計算求得標準曲線之公式，取空 白試劑注入到儀器中，重覆分析十次，並計算測 定值之標準偏差，以三倍標準偏差值導入標準曲 線之公式求得濃度，即為儀器偵測極限（IDL）。

牞方法偵測極限（MDL）

添加儀器偵測極限五倍之標準溶液於基質檢液 中，依據檢驗方法中待測物之分析步驟操作，重 覆分析七次，並將測得之檢驗結果依檢驗方法，

求得濃度並計算七次測定值之標準偏差（Sa），

以三倍Sa為方法偵測極限（MDL）。

結果與討論

一、標準曲線之製作

感應耦合電漿質譜儀儀器參數之設定係參照感應 耦合電漿質譜儀操作手冊之建議，調整最佳X-Y軸距、

質量校正、輔助氣體流速及電漿氣體流速，儀器最適 分析條件如表二所示。將含有1、5、10、25及50 ng/mL 之鎘、鉛標準品及10 ng/mL內標準品（Rh）溶液，以 感應耦合電漿質譜儀分析，重金屬標準溶液（X）與 訊號強度（intensities）檢測值（Y）經迴歸計算相關 性後，鎘及鉛之標準曲線相關係數（r²）為1.0000及 0.9999以上，顯示標準溶液之濃度與儀器感應訊號讀值 的線性關係良好。

二、 標準參考物質（standard reference material）

之確認

取olive leaves標準參考物質以微波消化方法前處理 後，注入感應耦合電漿質譜儀檢測，結果三重複之檢 測值均符合標示值，如表三所示。為確保實驗的準確 性及品管的監控，每一批次必有一次空白分析及標準 參考物質的確認。

表一、微波消化之操作條件 Stage Power

(watt)

Ramp time (min)

Temp.

(℃)

Hold time (min)

1 100 10 165 5

2 100 5 180 15

3 100 5 195 15

表二、感應耦合電漿質譜儀之操作條件

ICP-MS parameter* Value ICP RF Power (W) 1100 Nebulizer gas flow (mL/min) 0.95 Auxiliary gas flow (mL/min) 1.3 Plasma gas flow (mL/min) 15

Autolens On

DRC-parameter

CH4 reaction gas flow rate (mL/min) 0.6

Cell rod offset 0.0

Rejection parameter a 0.0 Rejection parameter q 0.7

* ICP-MS instrument : Perkin-Elemer Elan DRC-e

表三、標準參考物質之重金屬含量分析

Element Determined value (µg/g) ^a Certified value

(µg/g) Accuracy (%) Cd 0.098 ± 0.004^b 0.10 ± 0.02 98.4 (3.6)^c Pb 24.97 ± 0.197 25.0 ± 1.5 99.9 (0.8) a Average of triplicate

b Value is expressed as mean ± standard deviation c Value in the parenthesis is coefficient of variation (%)

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藥物食品檢驗局調查研究年報（Ann. Rept. BFDA）

三、儀器偵測極限及方法偵測極限之評估

依前述儀器及方法偵測極限測定方式，以感應耦 合電漿質譜儀測得鎘、鉛之儀器偵測極限均為0.00001 µg/mL。添加儀器偵測極限五倍之標準溶液於基質檢液 中，依據方法檢測方法偵測極限，結果分別為0.0001及 0.0005 µg/g。

四、市售草莓之重金屬含量調查

本研究於民國96年1月間採集台北地區、苗栗地 區市售之15件草莓檢體，進行鎘及鉛之檢測。15件草 莓檢體之鎘含量總平均值為0.003 µg/g（未檢出~0.010 µg/g），鉛含量總平均值為0.001 µg/g（未檢出~0.004 µg/g），其中8件檢出鎘元素，其含量平均值為0.005 µg/g（0.001~0.010 µg/g），4件檢出鉛元素，其含量平 均值為0.003 µg/g（0.002~0.004 µg/g）。

台北地區採樣5件，鎘含量範圍介於未檢出~0.010 µg/g之間、鉛含量範圍介於未檢出~0.002 µg/g之間；苗 栗地區採樣10件，鎘含量範圍介於未檢出~0.007 µg/g 之間、鉛含量範圍介於未檢出~0.004 µg/g之間（如圖 一、圖二所示）。15件草莓檢體檢出鎘含量之最高值 為0.010 µg/g，鉛含量之最高值為0.004 µg/g。

五、本研究結果與國外文獻調查結果之比較

Z. Krejpcio⁽⁴⁾等學者於2005年發表的文獻指出，

抽樣波蘭市場販售之水果和果汁，並以火燄原子吸 收光譜儀檢測鎘及鉛元素，其中24件草莓檢體之鎘 含量平均值為0.021 µg/g （未檢出~0.130 µg/g）、鉛 含量平均值為0.074 µg/g （0.017~0.337 µg/g）（鮮重 計）。Bordajandi⁽⁵⁾等學者於2004年分析西班牙西南部 市售的水果，其中1件草莓檢體之鎘平均含量為0.002 µg/g、鉛平均含量為0.023 µg/g（鮮重計）。本研究分 析15件草莓檢體，其鎘、鉛之平均值分別為0.003 µg/g

（N.D.~0.010 µg/g）及0.001 µg/g （N.D.~0.004 µg/g），

與上述研究文獻比較，此二元素之平均含量較低。

六、草莓之重金屬限量標準

我國目前尚未訂定草莓之鎘、鉛限量標準。聯 合國農糧組織/世界衛生組織之國際食品標準委員會

（FAO/WHO Codex Alimentarius Commission, Codex）

及歐盟委員會（the Commission of European Commu- nity）均訂定水果類鎘之最大限量為0.05 mg/kg⁽⁶⁾，莓 類及小型果實中鉛之最大限量為0.2 mg/kg（鮮重計）

(7,8)。15件草莓檢體，8件檢出鎘元素，其含量平均值為

0.005 µg/g （0.001~0.010 µg/g）；4件檢出鉛元素，其 含量平均值為0.003 µg/g （0.002~0.004 µg/g），均符合 上述之國際限量標準。

結　論

本研究係以感應耦合電漿質譜儀配合微波消化 法前處理樣品，進行園藝產品草莓之重金屬背景值調 查，以提供行政院衛生署逐年訂定國人食用農作物中 重金屬限量標準之參考。經以橄欖葉（olive leaves）標 準參考物質確認方法的可行性後，將此方法應用於96 年1月間採集自台北地區、苗栗地區之15件草莓檢體分 析，結果，8件檢出鎘元素，15件檢體之含量總平均值 為0.003 µg/g （N.D.~0.010 µg/g），4件檢出鉛元素，含 量總平均值為0.001 µg/g （N.D.~0.004 µg/g）。此15件 草莓檢體之鉛、鎘含量均遠低於國際規範，對人體健 康之危害甚低。由於台灣地區生產的草莓重金屬鎘、

鉛的平均含量甚低，只要消費者於食用前能將水果清 洗乾淨，就足以安心無慮。

參考文獻

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苗栗 0.000 台北

0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009

Cdcontent (ug/g)

圖一、不同地區草莓檢體之鎘平均含量分布情形 圖二、不同地區草莓檢體之鉛平均含量分布情形

苗栗 0.000 台北

0.001 0.002 0.003

Pbcontent(ug/g)

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園藝產品微量金屬元素之分析－草莓之鉛、鎘含量調查

Krejpcio, Z., Sionkowski, S. and Bartela, J. 2005.

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Bordajandi, L. R., Gómez, G., Abad, E., Rivera, J., Fernández-Bastón, M. D. M., Blasco, J. and González, M. J. 2004. Survey of persistent organochlorine con- taminants (PCBs, PCDD/Fs, and PAHs), heavy metals (Cu, Cd, Zn, Pb, and Hg), and arsenic in food samples from Huelva (Spain): levels and health implications. J.

4.

5.

Investigation of Trace Elements in Horticulture Products:

Content of Cd and Pb in The Strawberries in Taiwan

RU-CHIA SHIH, WAN-YING CHEN, YA-MIN KAO, SHIN-SHOU CHOU AND DANIEL YANG-CHIH SHIH

Food Chemistry Division

ABSTRACT

In order to survey the trace elements cadmium (Cd) and lead (Pb) in the horticulture products according to the standards of the tolerance limit of heavy metals in food set by the Department of Health of Executive Yuan, a microwave digestion method is applied for the complete decomposition of the strawberries which were collected from the markets in Taiwan during January, 2007. The analysis was performed using an inductively coupled plasma-mass spectrometer (ICP-MS) for the determination of heavy metals, Cd and Pb. The method was evaluated by using the stendard reference material of olive leaves. 15 strawberries were examined by this method and the result indicated that Cd was found in 8 strawberry samples and the total average content was 0.003 µg/g (N.D.∼0.010 µg/g). Pb was detected in 4 strawberry samples and the total average content was 0.001 µg/g (N.D.∼0.004 µg/g).

Key words: microwave digestion method, inductively coupled plasma-mass spectrometer, strawberries Agric. Food Chem. 52: 992-1001.

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