宿州本地芹菜、菠菜和蘿卜中鋅和硒含量測定

劉小陽,蘇 博,欒銳銳

宿州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽宿州,234000

微量元素硒(Se)具有預(yù)防癌癥、保護心臟、增強機體免疫力、延緩衰老等多種作用[1]，在醫(yī)療保健上有著重要的生物學(xué)意義。硒參與人體內(nèi)正常的生理代謝，人體缺硒會導(dǎo)致一些疾病的發(fā)生，如癌癥、心血管疾病和心肌梗塞等，在日常飲食中攝取適量的硒可預(yù)防一些疾病的發(fā)生[2-4]。對全國各地主要農(nóng)作物含硒量的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國大部分地區(qū)都屬于硒含量缺乏地區(qū)[5]。在日常飲食中通過蔬菜、水果等食物補充硒元素，是人體補硒方式中相對安全有效的方式[6]。在當(dāng)今快節(jié)奏生活中，越來越多的人提高了對身體健康的關(guān)注度，市場上也開始出現(xiàn)各種各樣的富硒食品和富硒保健品[7]。因此，合理補充硒元素對人體具有十分重要的作用。目前，測定硒含量的方法有很多，如紫外分光光度法、原子熒光光度法和火焰原子吸收法等，其中，常用火焰原子吸收法測定蔬菜中硒含量，因此，本文運用此方法測定宿州本地芹菜、菠菜和蘿卜3種蔬菜中的硒含量。

人體中鋅元素含量較少，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.003 3%，但其對人體健康起著重要的調(diào)節(jié)作用[8-9]。人體缺鋅嚴(yán)重時會引起機體的一系列不正常反應(yīng)，如記憶力下降，傷口不易愈合，容易發(fā)生感染等[10]。但攝入鋅元素過多會危害人體健康，如引起惡心、發(fā)熱、貧血等癥狀[11]。因此，對食品中鋅的研究和測定對人體健康有著十分重要的意義。目前，測定蔬菜中鋅含量的方法主要有火焰原子吸收法、分光光度法和石墨爐原子吸收法等，實驗時，常用消化法和灰化法對樣品進行預(yù)處理[12-13]，其中灰化法操作簡單、成本低、效率高[14]。為此，本文采用灰化法對樣品進行預(yù)處理，采用火焰原子吸收法測定宿州本地芹菜、菠菜和蘿卜3種蔬菜中鋅的含量。

1 試劑、儀器與材料

1.1 試 劑

Na2SeO3、硝酸、高氯酸、3，3′-二氨基聯(lián)苯胺、乙二酸四乙酸二鈉、鹽酸羥胺、甲酚紅、溴甲酚紫指示劑、甲苯、NaOH等試劑為分析純；鹽酸、硝酸等試劑為光譜純。硒和鋅標(biāo)準(zhǔn)品購于上海麥克林生化科技有限公司。實驗用水均為去離子水。

混合酸的配制：硝酸和高氯酸按照4∶1體積混合。

混合試劑的配制：50 g·L-1乙二酸四乙酸二鈉溶液，100 g·L-1鹽酸羥胺以及0.2 g·L-1甲酚紅溶液按照 1∶1∶0.05體積混合。

硒標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制: 吸取1 mL硒標(biāo)準(zhǔn)溶液，在100 mL容量瓶中用蒸餾水定容至刻度線，充分混合，得到硒標(biāo)準(zhǔn)工作液備用。

鋅儲備液(1 000 μg·mL-1)的配制：稱取金屬鋅1.000 g,用40 mL硝酸(1∶1)溶解，再用去離子水定容至1 000 mL，混勻，儲存于聚乙烯瓶中備用。

鋅標(biāo)準(zhǔn)中間液的配制：取2.5 mL鋅儲備液至50 mL容量瓶中，用0.6 mol·L-1鹽酸溶液定容，得到中間液鋅濃度為50 μg·mL-1。

1.2 儀 器

紫外可見分光光度計(U-3900H型，日本株式會社)，恒溫水浴鍋(HH-4型，上海邦西力辰儀器科技有限公司)，原子吸收光譜儀(A3型，北京普析科技有限公司)，鋅高性能空心陰極燈(As-1型，上海原光科技有限公司)，馬弗爐(SX2-4-10型，龍口市電爐制造廠)。

1.3 材 料

實驗用芹菜(ApiumgraveolensL.)、菠菜(SpinaciaoleraceaL.)和胡蘿卜(DaucuscarotaL.var.sativaHoffm.)均購自宿州家樂福超市，并通過農(nóng)作物追溯系統(tǒng)確認(rèn)為宿州市本地產(chǎn)。

2 硒含量的測定

2.1 樣品的采集與處理

從宿州家樂福超市購買本地芹菜、菠菜和胡蘿卜3種蔬菜各100 g，洗干凈后于避光處自然晾干，分別稱取芹菜、菠菜和胡蘿卜各5.0 g于研缽中研磨成漿，然后移入50 mL燒杯中并貼上標(biāo)簽備用。樣品處理與標(biāo)準(zhǔn)品的處理方法相同，取2 mL樣品處理液以待檢測。

2.2 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精確量取0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL硒標(biāo)準(zhǔn)工作液，在100 mL三角瓶中用蒸餾水定容至10 mL刻度線，吸取10 mL混合酸溶液加入其中，在電熱板上消解至溶液變成淡黃色為止。等其冷卻后吸取5 mL鹽酸溶液加入，繼續(xù)在電熱板上消解至體積為2 mL時為止。取下等其自然冷卻，然后加入20 mL混合試劑，搖勻。取10%NaOH溶液滴定混合溶液至黃色，最后加3.5 mL 3，3-二氨基聯(lián)苯胺溶液，用玻璃棒攪勻使其充分混合，在避光處靜置40 min讓其自然反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后加入3滴1 g·L-1溴甲酚紫指示劑，再用配制好的濃度為10%NaOH溶液滴定混合液變成酒紅色。最后向混合液中加入10 mL甲苯溶液,搖晃3 min，等其充分反應(yīng)分層后取上面的甲苯層，在波長420 nm 處測定最大吸光度，平行測定3次，取平均值繪制硒標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。

2.3 吸光度的測量

依據(jù)文獻(xiàn)[15]中的方法操作，獲得各濃度硒工作液的吸光度。

3 鋅含量的測定

3.1 樣品的采集與處理

從宿州家樂福超市購買本地產(chǎn)芹菜、菠菜和蘿卜3種蔬菜各100 g，洗干凈后于避光處自然晾干，分別稱取芹菜、菠菜和蘿卜各5.0 g于研缽中研磨成漿，然后移入30 mL坩堝中，并貼上標(biāo)簽備用。將坩堝置于電熱爐上低溫加熱至無煙，取下后放入馬弗爐中6 h，溫度設(shè)置在550 ℃。取出樣品，待其冷卻后，加入2滴蒸餾水潤濕，然后加入6 mol·L-1鹽酸溶液10 mL，水浴加熱至近干。將溶液移入50 mL容量瓶中，以0.6 mol·L-1鹽酸定容，待測。

3.2 鋅標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

鋅標(biāo)準(zhǔn)工作液：分別移取0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL鋅標(biāo)準(zhǔn)中間液至100 mL容量瓶中，以0.6 mol·L-1鹽酸溶液定容，可得鋅標(biāo)準(zhǔn)工作液濃度分別為0.00,0.50,1.00,1.50,2.00,2.50 μg·mL-1。

3.3 吸光度的測量

測定芹菜、菠菜和蘿卜3種蔬菜中鋅含量時，設(shè)定馬弗爐工作條件為550 ℃，原子吸收光譜儀中燈的工作條件為：波長為213.9 nm，空心陰極燈的電流通量為8.0 mA，光源通帶為0.4 nm，燃燒器的高度為7.0 mm，空氣流量為5 000 mL·min-1，乙炔的空氣流量為1 500 mL·min-1。 并依據(jù)文獻(xiàn)[16]中的方法操作，平行測定3次，獲得各濃度鋅工作液的吸光度。

4 結(jié)果與分析

4.1 硒的測定結(jié)果

4.1.1 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線方程

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，利用最小二乘估計得到硒標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖1)，在標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中，以硒濃度為自變量，吸光度為因變量，計算出的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為A= 0.055c- 0.005，相關(guān)系數(shù)R2=0.998。

圖1 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

4.1.2 芹菜、菠菜和蘿卜中硒的含量

根據(jù)上述實驗，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計算出的結(jié)果如表1所示。由表1可知，宿州本地芹菜、菠菜和蘿卜的硒含量分別為0.11、0.08和0.03 μg·g-1。

4.2 鋅的測定結(jié)果

4.2.1 鋅標(biāo)準(zhǔn)曲線方程

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，利用最小二乘估計得到鋅標(biāo)準(zhǔn)

表1 宿州本地芹菜、菠菜和蘿卜中硒的含量

曲線(圖2)，在標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中，以鋅濃度為自變量，吸光度為因變量，計算出的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為A= 0.307c+ 0.017，相關(guān)系數(shù)R2=0.997。

圖2 鋅標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

4.2.2 芹菜、菠菜和蘿卜中鋅的含量

根據(jù)上述實驗，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計算出的結(jié)果如表2所示。由表2可知，宿州本地芹菜、菠菜和蘿卜中鋅的含量分別為9.65、12.14、4.48 μg·g-1。

表2 宿州本地芹菜、菠菜和蘿卜中鋅的含量

5 討論與結(jié)論

由于地質(zhì)特點不同，中國絕大部分地區(qū)都是硒缺乏地區(qū)，在一些嚴(yán)重缺硒的地區(qū)，糧食和蔬菜等農(nóng)作物含硒量都極低[5]。因此，人體補硒是一項重要的工作，需要引起人們的足夠認(rèn)識。宿州地區(qū)是硒缺乏地區(qū)[5]，本文對宿州本地芹菜、菠菜和蘿卜中硒含量作了測量，結(jié)果分別是0.107、0.090、0.027 μg·g-1。有資料顯示，全國蔬菜中芹菜、菠菜和蘿卜的硒含量分別為0.150、0.130、0.050 μg·g-1[17]。由此可見，宿州本地產(chǎn)芹菜、菠菜和蘿卜中硒含量低于全國平均水平。

我國土壤的鋅含量總體來說并不缺乏，但因土壤類型不同，各地區(qū)的含鋅量也不盡相同。居民膳食營養(yǎng)協(xié)會推薦每人每天的攝鋅量可在10～15 mg之間，人體嚴(yán)重缺鋅時會引起一些不良癥狀，如食欲下降、發(fā)育遲緩、代謝異常等。宿州地區(qū)土壤的含鋅量相較于正常范圍而言相對較低[5]，本文測得的宿州本地產(chǎn)芹菜、菠菜和蘿卜中鋅含量分別為9.645、12.145、4.477 μg·g-1，低于全國的平均值10.39、13.02、5.32 μg·g-1[17]。

綜上分析，宿州本地產(chǎn)的芹菜、菠菜和蘿卜中硒與鋅的含量都低于全國的平均水平，不能滿足人體代謝的需要。因此，宿州本地蔬菜生產(chǎn)可適當(dāng)補充硒肥，同時居民飲食中也應(yīng)適量補充硒元素，如每天可喝一杯富硒酸奶等，以保障機體健康。另外，宿州本地芹菜、菠菜和蘿卜中鋅含量雖然也低于全國蔬菜平均水平，因此在芹菜、菠菜和蘿卜等蔬菜的生產(chǎn)中也可適當(dāng)補充鋅肥，同時居民飲食中也應(yīng)適量補充鋅。