氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測定紫甘薯中的有機(jī)硒和無機(jī)硒

陳新，柳閩生，鮮華

(南京曉莊學(xué)院生物化工與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇南京，211171)

氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測定紫甘薯中的有機(jī)硒和無機(jī)硒

陳新，柳閩生，鮮華

(南京曉莊學(xué)院生物化工與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇南京，211171)

建立了氫化物發(fā)生原子熒光法測定紫甘薯中硒的分析方法，研究了儀器的工作條件、試劑以及干擾元素對硒原子熒光強(qiáng)度的影響，比較了紫甘薯中無機(jī)硒和有機(jī)硒的分離提取方法。結(jié)果表明:該方法硒的檢出限為0.019 ng/mL，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.34%，線性范圍為0～100 ng/mL，回收率為105.2%～107.1%。紫甘薯中有機(jī)硒含量為(36.80±0.51)ng/g，占總硒的56%以上。

氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法，紫甘薯，有機(jī)硒，無機(jī)硒

紫甘薯，簡稱紫薯，又稱黑薯，其肉紫色至深紫色，由于其含有大量的花青素、多酚、VC等抗氧化物質(zhì)而受到人們的青睞，實(shí)驗(yàn)證明經(jīng)常食用紫甘薯可以為體內(nèi)提供清除自由基的活性物質(zhì)，減少慢性病的發(fā)病率以及緩解衰老。國內(nèi)外對紫甘薯的研究焦點(diǎn)集中在其花青素的研究上[1-3］，對其中微量營養(yǎng)元素鮮見報道。硒是人體必需的微量營養(yǎng)元素，也具有增強(qiáng)免疫力、抗衰老和預(yù)防多種疾病的作用[4］，缺硒會導(dǎo)致很多疾病如克山病、大骨節(jié)病、腫瘤和冠心病的發(fā)生。因此，研究富硒紫甘薯的營養(yǎng)保健作用和防病治病功能將為其開辟廣闊的市場前景。目前，用于防治疾病和作為飼料添加劑的主要是無機(jī)硒，有機(jī)硒與之相比，具有較高的生物活性(比無機(jī)硒約高100倍)和較低的毒性[5］，所以，測定紫甘薯中有機(jī)硒的含量具有重要的應(yīng)用價值。

測定硒的方法主要有原子吸收光譜法[6］、原子熒光光譜法[7］，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[8］以及分光光度法[9］。其中，氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法(HG-AFS)具有靈敏度高、干擾少、線性范圍寬的特點(diǎn)。本文研究比較2種分離提取體系結(jié)合HGAFS測定紫甘薯中的總硒、無機(jī)硒和有機(jī)硒的含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料和儀器

AFS-3100原子熒光分光光度計(jì)(北京科創(chuàng)海光儀器有限公司)，恒溫加熱板(金壇市榮華儀器制造有限公司)，DHG-9140電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)，F(xiàn)W80高速萬能粉碎機(jī)(天津市泰斯特儀器有限公司)，KQ-160TDB型高頻數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。

表1 原子熒光光度計(jì)工作條件

1.2 主要試劑及樣品

雙氧水(體積分?jǐn)?shù)30%，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);硝酸(GR，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);鹽酸(GR，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);硒標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 mg/L，國家環(huán)境保護(hù)總局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所)，硼氫化鉀(AR，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

所用器具均在10%硝酸中浸泡24 h后用去離子水及超純水洗凈。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品的前處理

取新鮮紫甘薯(市場銷售)，用去離子水洗凈后，切片，在烘箱內(nèi)烘干(40°C)，粉碎后備用。

1.3.2 總硒的測定

準(zhǔn)確稱取紫甘薯樣品1 g置于50 mL聚四氟消解罐中，加入4 mL硝酸，2 mL雙氧水，少量超純水，旋緊密封后預(yù)消解過夜，后置于烘箱內(nèi)120°C消解2 h。冷卻取出轉(zhuǎn)移至燒杯中，然后加入2 mL濃鹽酸，煮沸5 min，使Se(Ⅵ)還原為Se(Ⅳ)，冷卻后用少量去離子水洗入25 mL容量瓶中，加入5 mL 50 mg/mL的鐵氰化鉀，再用30%鹽酸定容至25 mL，平行3份和一份空白，在優(yōu)化的條件下用HG-AFS測定樣品中硒的含量。

1.3.3 有機(jī)硒與無機(jī)硒的提取

方法1[10］:準(zhǔn)確稱取1 g紫甘薯樣品于燒杯中，加入60 mL二次水?dāng)噭颍觅|(zhì)量分?jǐn)?shù)5%NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至6.0～7.5。將樣品轉(zhuǎn)入100 mL分液漏斗，加入20 mL甲苯，萃取2 min，取其有機(jī)相，同樣萃取2次，合并至100 mL燒杯中，沸水浴揮干甲苯后按1.3.2進(jìn)行消解，水相部分也按相同步驟進(jìn)行消解和測定。

方法2[11］:取樣品粉末1 g于塑料離心管中，加入20 mL超純水并混合均勻，于沸水浴中加熱30 min，再經(jīng)超聲波提取20 min。冷卻后，離心(4000 r/min)10min，取上清液，殘?jiān)僦貜?fù)提取一次。合并用上清液并水浴蒸去大部分水，按1.3.2步驟消解，所得消解液用以測定的硒即為無機(jī)硒含量。殘?jiān)舶?.3.2步驟消解，并測定其中硒含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 鹽酸和硼氫化鉀濃度對熒光強(qiáng)度的影響

硼氫化鉀作為還原劑和氫氣來源，其濃度的大小直接影響氫化物生成的速率和氬氫焰的質(zhì)量。硼氫化鉀濃度對測定結(jié)果的影響見圖1。由圖1可知，在硼氫化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到2%之后，信號趨于最佳，隨后，硼氫化鉀產(chǎn)生的氫氣對樣品產(chǎn)生了稀釋作用，導(dǎo)致信號降低。

對不同濃度的鹽酸對熒光強(qiáng)度的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，當(dāng)鹽酸濃度在5%左右時，熒光信號較強(qiáng)(見圖1)，因此，采用5%的鹽酸作為載流液。

Fig.1 Effect of different concentration of HCl and KBH4 on the fluorescence signal

2.2 干擾實(shí)驗(yàn)

據(jù)文獻(xiàn)[12］報道，加入一定量的鐵氰化鉀作掩蔽劑可以消除許多過渡金屬元素對測硒的干擾，并能較好的生成硒化氫。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)樣液中鐵氰化鉀的濃度在10 mg/mL時，就可以較好地消除銅對硒的測定干擾，且鐵氰化鉀對硒的熒光信號無影響。

2.3 方法的線性范圍、檢出限和精密度

按實(shí)驗(yàn)確定的儀器最佳工作條件進(jìn)行測定，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，硒(Ⅳ)在0～100 ng/mL呈良好的線性，線性回歸方程為:If=70.295C-8.6775，相關(guān)系數(shù)r為0.9998;連續(xù)11次測定標(biāo)準(zhǔn)空白溶液，根據(jù)3σ法，得到本法的檢出限為0.019ng/mL;相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.34%(2ng/mL，n=11)。

2.4 樣品結(jié)果分析

從表2可以看出2種提取方法對總硒的測定結(jié)果影響不是很大，其總硒回收率在97%以上，但是有機(jī)硒和無機(jī)硒的分配比列發(fā)生改變。主要是因?yàn)樽细适碇械牟糠钟袡C(jī)硒小分子能夠溶于水[13］，因此用水為提取液進(jìn)行萃取時，部分有機(jī)硒小分子會進(jìn)入提取液，從而擴(kuò)大無機(jī)硒的比例。所以，宜選用甲苯等有機(jī)溶劑，對有機(jī)硒進(jìn)行萃取和測定。

表2 紫甘薯(干品)中有機(jī)硒和無機(jī)硒含量

3 結(jié)論

在優(yōu)化的儀器條件下，采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定紫甘薯樣品中硒的總量及硒的無機(jī)和有機(jī)形態(tài)含量。實(shí)驗(yàn)考察了載流中硼氫化鉀濃度和鹽酸濃度對測定的影響，加入少量的鐵氰化鉀可消除樣品中銅的干擾。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明紫甘薯中有機(jī)硒的形態(tài)比重較大。

[1]Pool-Zobel B L，Bub A，Schroder N，et al.Anthocyanins are potent antioxidants in model systems but do not reduce endogenous oxidative DNA damage in human colon cells[J］.European Journal of Nutrition，1999，38(5):227-234.

[2]Yoshimoto M，Okuno S，Yamaguchi M，et al，Antimutagenicity of deacylated anthocyanins in purple-fleshed sweet potato[J］.Bioscience，Biotechnology，and Biochemistry，2001，65(7):1652-1655.

[3]Jaromír Lachman，Karel Hamouz，Miloslav?ulc，et.al.Cultivar differences of total anthocyanins and anthocyanidins in red and purple-fleshed potatoes and their relation to antioxidant activity[J］.Food Chemistry，2009，114(3):836-843.

[4]Arnault I，Auger J.Seleno-compounds in garlic and onion[J］.Journal of Chromatography A，2006，1112(1/2):23-30.

[5]Schrauzer G N，White D A.Elemental selenium in organic selenium compounds:their chemistry and biology[J］.Bioinorg Chem，1983，8(3):303-305.

[6]Chatterjee Amit，Shibata Y，Tanaka A，et al.Determination of selenoethionine by flow injection-hydride generationatomicabsorption spectrometry/high-performance liquid chromatography-hydride generation-high power nitrogen microwave-induced plasma mass spectrometry[J］.Analytica Chimica Acta，2001，436(2):253-263.

[7]Gómez-Ariza J L，Bernal-Daza V.Comparative study of the instrumental couplings of high performance liquid chromatography with microwave-assisted digestion hydride generation atomic fluorescence spectrometry and inductively coupled plasma mass spectrometry for chiral speciation of selenomethionine in breast and formula milk[J］.Analytica Chimica Acta[J］，2004，520(1/2):229-235.

[8]謝華林.微波消解電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時測定水產(chǎn)品中鉛鎘鉻汞砷硒有害元素的研究[J］.食品科學(xué)，2002，23(2):108-110.

[9]賀萍，許卉，李靜.雙硫腙-四氯化碳萃取分光光度法測定海產(chǎn)品中痕量硒[J］.分析化學(xué)，2000，28(11):1445.

[10］崔海容，陳建華，谷家越，等.順序注射HG-AFS法測定富硒農(nóng)產(chǎn)品中無機(jī)硒和有機(jī)硒[J］.分析科學(xué)學(xué)報，2005，21(5):545-548.

[11]李四生，董曉根，李家濤，等.甲苯萃取-微波消解-原子熒光光譜法測定富硒保健品中有機(jī)硒和總硒[J］.中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2008，18(1):87-89.

[12]徐寶玲.氫化物-原子熒光法測定硒時元素干擾與消除[J］.分析化學(xué)，1985，13(1):29-33.

[13]賀與平，李維香，何素芳，等.氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測定螺旋藻中無機(jī)硒和有機(jī)硒[J］.光譜實(shí)驗(yàn)室，2009，26(6):1404-1408.

ABSTRACTA method for the determination of organic and inorganic selenium in purple sweet potato by hydride generation-atomic fluorescence spectrometry(HG-AFS)had been presented.The effects of the instrumental parameters，chemical parameters and interferential elements on atomic fluorescence signal of selenium were investigated.The contents and ratio of organic and inorganic selenium in different extraction methods were compared.The detection limit for selenium was 0.019 ng/ml under the optimum conditions.The linear range was 0～100 ng/ml.The relative standard derivation was 1.34%.The recoveries were 105.2%～107.1%.The organic selenium content was(36.80±0.51)ng/g in purple sweet potato，which is above 56%of the total selenium.

Key wordsHG-AFS，purple sweet potato，organic selenium，inorganic selenium

Determination of Organic and Inorganic Selenium in Purple Sweet Potato by Hydride Generation-atomic Fluorescence Spectrometry

Chen Xin，Liu Min-sheng，Xian Hua
(School of Biochemical＆Environmental Engineering，Nanjing Xiaozhuang College，Nanjing 211171，China)

碩士，講師(柳閩生為通訊作者)。

2010-02-09，改回日期:2010-05-13