大連地區(qū)蒲公英不同部位微量元素的光譜測定

楊寶靈，姜 健，張巖峰，金 香，劉艷林

(大連民族學(xué)院環(huán)境與資源學(xué)院，遼寧大連 116605)

大連地區(qū)蒲公英不同部位微量元素的光譜測定

楊寶靈，姜 健，張巖峰，金 香，劉艷林

(大連民族學(xué)院環(huán)境與資源學(xué)院，遼寧大連 116605)

采用火焰原子吸收光譜法對大連地區(qū)蒲公英根、莖、葉、花、種子不同部位的8種微量元素含量進行了測定分析。分析比較了HNO3+HCl、HNO3+H2SO4、HNO3+HClO4這3種不同混酸的消化程度，確定了HNO3+HClO4混酸體系為最佳消化液，最佳混合體積比為4∶1，最佳消化時間為5 min。各元素在實驗范圍內(nèi)，加標回收率和精密度較好，加標回收率為92.5% ～107%，相對標準偏差(RSD)小于5%。分析結(jié)果表明，蒲公英中K、Ca、Mg、Na和Fe等人體所需的微量元素含量豐富，表現(xiàn)為:在葉中，Ca＞K＞Mg＞Mn＞Cu＞Fe ＞Na＞Zn;在花中，K ＞Ca＞Mg＞Fe＞Na＞Cu＞Mn＞Zn;在根中，K ＞Ca＞Mg＞Na＞Mn＞Fe＞Cu＞Zn;在種子中，K＞Ca＞Mg＞Cu＞Mn＞Fe＞Na＞Zn;在莖中，K＞Ca＞Mg＞Na＞Mn＞Fe＞Cu＞Zn。本研究為大連蒲公英的合理利用及開發(fā)提供了依據(jù)。

火焰原子吸收光譜法;大連地區(qū)蒲公英;微量元素

蒲公英為菊科(Compositae)蒲公英屬Taraxacum的統(tǒng)稱，多年生草本，全世界共有2 000種以上，大部分生長于北溫帶，少數(shù)生長于熱帶南美［1］。中國有近70種野生蒲公英，其中大連地區(qū)野生蒲公英有東北蒲公英、丹東蒲公英、大刺蒲公英、大頭蒲公英、二色蒲公英、光果蒲公英、寒生蒲公英、多毛蒲公英等15種，主要品種為東北蒲公英，多生長于田間、林蔭、道路兩旁及荒山野嶺中［2］。近年來，隨著人們對蒲公英食用價值與醫(yī)用價值的逐步重視，天然野生蒲公英資源連年枯竭。目前，大連地區(qū)多采用溫室大棚人工栽培蒲公英，每年產(chǎn)量近100萬kg，主要供應(yīng)大連蔬菜市場，一部分出口韓國、日本等國家。

蒲公英是傳統(tǒng)的中藥材，具有清熱解毒、消腫散結(jié)和利尿通淋等功效。此外，蒲公英也是一種優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)保健蔬菜，可炒食。在歐洲，蒲公英用來做可口的三明治和色拉，深受人們的喜愛。蒲公英作為蔬菜食用，具有豐富的營養(yǎng)價值，其葉片中蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、胡蘿卜素等有機營養(yǎng)成分的含量明顯高于其他常見蔬菜［3］，而且還含有豐富的微量元素，其中包括鈣、鐵、硒等人體必需的礦質(zhì)元素。微量元素是人體中酶、激素、維生素等活性物質(zhì)的核心成分，對人體的正常代謝和健康起著重要作用?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，人體所含微量元素的多少與癌癥、心血管疾病及人類的壽命有著密切的關(guān)系［4］。本研究以取自大連開發(fā)區(qū)的東北蒲公英(Taraxacum ohwianum Kitag)為材料，采用火焰原子吸收光譜法對蒲公英不同部位K、Mg、Zn、Na、Fe、Ca、Cu、Mn 等微量元素含量進行分析，進而為大連地區(qū)蒲公英有效成分分析及開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試蒲公英為取自大連開發(fā)區(qū)的東北蒲公英。采摘后按根、莖、葉、花、種子分開，室溫陰干3 d，置于100℃的電熱干燥箱烘干2 h，冷卻后分別研碎，100目篩子過濾置于干燥器中。

1.2 儀器及工作條件

日立Z－2000型原子吸收光譜儀(日立公司)。K、Mg、Zn、Na、Fe、Ca、Cu、Mn 共 8 種元素空心陰極燈(日立公司)。優(yōu)化后的儀器工作條件見表1。

表1 原子吸收火焰法工作條件

1.3 試劑及標準溶液

8 種元素(K、Mg、Zn、Na、Fe、Ca、Cu、Mn)的標準溶液均購自國家標準物質(zhì)研究中心(國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院)，實驗過程所用HNO3、HClO4、H2SO4、HCL2等均為優(yōu)級純，實驗用水為超純水。

標樣用逐步稀釋法配制不同濃度的標準溶液系列。為保證標準曲線的可靠性，每種系列配5種不同濃度的標準溶液并做標準空白。標準空白及標準溶液見表2。

1.4 方法

樣品溶液的制備:用1/10000電子天平準確稱量0.2 g樣品粉末若干份供試驗備用。將樣品粉末分別裝入消解罐中，依次加入體積比為3∶1的混酸溶液 4 mL，次序為 HNO3和 HCl、HNO3和HClO4、HNO3和H2SO4等3種混酸溶液，每種混酸樣品溶液均做3個平行，小心搖動，使混酸液面浸沒樣品，勿使樣品粘附在消解罐壁上，浸泡12 h，微波消解，待冷卻后將上清液倒入100 mL燒杯中，放在加熱套中將酸蒸發(fā)出去，用二次蒸餾水配制的1%硝酸定容25 mL，待測。

表2 標準溶液 mg·L－1

2 結(jié)果與討論

2.1 標準曲線

按表1儀器工作條件，分別測定K、Mg、Zn、Na、Fe、Ca、Cu、Mn 的標準系列液，由計算機處理后，得出各元素標準曲線的回歸方程和相關(guān)系數(shù)，見表3。8種元素均采用5點定標準曲線法。結(jié)果表明，相關(guān)系數(shù)均大于0.9927，線性關(guān)系良好。

表3 各元素的線性范圍及曲線方程

2.2 樣品處理條件的優(yōu)化選擇

2.2.1 消化液的優(yōu)化選擇

以蒲公英葉子為研究對象，在其他條件都相同的情況下，分別測定HNO3+HCl(體積比為3∶1)、HNO3+H2SO4(體積比為3∶1)、HNO3+HClO4(體積比為 3∶1)條件下，K、Mg、Zn、Na、Fe、Ca、Cu、Mn 等 8 種元素的原子吸收，并用火焰法測出不同混酸溶液中微量元素的含量，每種溶液有3個平行，比較后選擇最優(yōu)酸。

為了考查各元素相互干擾情況，實驗分別作了各待測元素的標準曲線和標準加入曲線，發(fā)現(xiàn)兩條曲線平行，計算所求結(jié)果一致。由此表明，在測定條件下，在樣品含量內(nèi)，各元素相互不干擾，可在同一份溶液中測定各元素。用火焰法測得的各樣品中 K、Mg、Zn、Na、Fe、Ca、Cu、Mn 元素的質(zhì)量分數(shù)見表4。

表4 樣品中各元素含量 μg·g－1

以 Zn、Fe、Na、Cu 為指標體系樣品，根據(jù) 3 次平行所測的濃度平均值作圖，如圖1。結(jié)果表明，采用HNO3+HClO4混酸體系作消化液，測定結(jié)果遠好于其他2種消化體系。

2.2.2 混酸體積的優(yōu)化選擇

圖1 不同混酸的優(yōu)化選擇

其他條件都相同的情況下，采用HNO3+HClO4混酸體系作消化液，混合體積比分別為3∶1，4∶1，5∶1，6∶1。以 Zn、Fe、Na、Cu 4 種元素為指標，葉子干重為0.2 g，取3次平行的濃度平均值做折線圖，根據(jù)上述所設(shè)消化體系來選擇最佳比例(如圖2)。結(jié)果表明，HNO3+HClO4的混合體積比為4∶1的消化體系結(jié)果最好。

圖2 同種混酸不同體積比的優(yōu)化選擇

2.2.3 消化時間的優(yōu)化選擇

其他條件都相同的情況下，采用 HNO3+HClO4體積比為4∶1的混合酸體系作消化液，消解時間設(shè)定為 3，4，5，6 min，葉子干重為 0.2 g，以Zn、Fe、Na、Cu 4 種元素為指標，取3 次平行的濃度平均值做折線圖，根據(jù)上述所設(shè)消化體系來選擇最佳消化時間(如圖3)。結(jié)果表明，最佳消化時間為5 min時消化體系結(jié)果最好。

圖3 消化時間的優(yōu)化選擇

2.3 方法的精確度

為考察方法的可靠性，以 K、Mg、Zn、Na、Fe、Ca、Cu、Mn為測定指標，研究了本方法的加標回收率和精密度(測定次數(shù)n為5)，結(jié)果見表5。結(jié)果表明，本方法的回收率在92.5% ～107%之間，相對標準偏差(RSD)小于5%，說明本研究方法具有良好的準確度和精密度。

表5 精確度及回收率(n=5)

2.4 樣品的測定結(jié)果

稱量根、莖、葉、花、種子3份各0.2 g的蒲公英樣品粉末于消解罐中，根據(jù)上述實驗所得到的優(yōu)化條件，向樣品中加入HNO3+HClO4體積比為4∶1的混酸溶液，然后將消解罐封緊微波5 min，待樣品完全冷卻至室溫后，用原子吸收光譜儀測K、Mg、Zn、Na、Fe、Ca、Cu、Mn 8 種微量元素，測定結(jié)果見表6(表中數(shù)據(jù)為3次測定的平均值)。

表6 蒲公英各部位微量元素的測定結(jié)果 μg·g－1

2.5 討論

通過對樣品處理條件及測定條件的優(yōu)化，找到了蒲公英微量元素準確、靈敏的測定方法。本方法采用微波消解測定蒲公英各部位微量元素含量，具有良好的準確度、精密度，靈敏度高、線性范圍寬，元素之間的干擾相對少，樣品前處理簡單，是一種高效可行的檢測方法。本研究采用HNO3+HClO4混酸體系(體積比為4∶1)作消化液，混合酸消化5 min可以達到最佳消化效果，各元素在實驗范圍內(nèi)，加標回收率和精密度較好，加標回收率達到92.5% ～107%，相對標準偏差(RSD)小于5%。

從測定結(jié)果可以看出，大連地區(qū)的蒲公英中人體所需的微量元素含量豐富，表現(xiàn)為在葉中，Ca＞K＞Mg＞Mn＞Cu＞Fe ＞Na＞Zn;在花中，K＞Ca＞Mg＞Fe＞Na＞Cu＞Mn＞Zn;在根中，K＞Ca＞Mg＞Na＞Mn＞Fe＞Cu＞Zn;在種子中，K ＞Ca＞Mg＞Cu＞Mn＞Fe＞Na＞Zn;在莖中，K ＞Ca＞Mg＞Na＞Mn＞Fe＞Cu＞Zn。蒲公英中，K、Ca、Mg、Na和Fe含量較高。

其中含有大量的K，有利于降低血壓，減少心血管疾病，促進糖類代謝［5］;Ca既可以促進骨骼和體格發(fā)育，還可以加強大腦表層的抑制過程，調(diào)節(jié)興奮和抑制過程的平衡失調(diào)［6］，還有消炎、消腫、抗過敏作用以及解毒作用，并與高血壓呈負相關(guān)［7］;Mg幾乎參與人體所有的新陳代謝過程，是人體不可缺少的礦物質(zhì)元素之一，在細胞內(nèi)它的含量僅次于K，它影響K、Na、Ca離子細胞內(nèi)外移動的“通道”［8］，并有維持生物膜電位的作用，Mg元素的缺乏，必然會對人體健康造成危害，人體內(nèi)若長期缺Mg有可能導(dǎo)致染色體突變，由此會誘發(fā)腫瘤發(fā)生［9］。Zn參與人體內(nèi)糖的代謝，能促進胰島素元轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素，并延長胰島素的作用［10］。Fe是血紅蛋白和肌紅蛋白的核心部分，缺Fe容易導(dǎo)致貧血，引起氧的運輸和儲存不足［11］。

3 結(jié)語

上述研究表明，蒲公英含有豐富的微量元素，這些微量元素具有顯著的醫(yī)療作用，民間食用蒲公英有一定的科學(xué)道理。在保持蒲公英傳統(tǒng)食用和藥用基礎(chǔ)上，開發(fā)和利用蒲公英中微量元素的價值，對于提高蒲公英附加值、發(fā)展大連地區(qū)蒲公英產(chǎn)業(yè)將起到推動作用。

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Spectrometric Determination of Microelements in Different Organs of Taraxacum Mongolicum in Dalian Area

YANG Bao－ling，JIANG Jian，ZHANG Yan－feng，JIN Xiang，LIU Yan－lin
(College of Environment and Resources，Dalian Nationalities University，Dalian Liaoning 116605，China)

Eight kinds of microelements，including K，Ca，Mg，F(xiàn)e，Zn，Cu，Mn and Na in different organs of Taraxacum officinale in Dalian Area including the roots，stems，leaves，flowers，and seeds，have been determined simultaneously by flame atomic absorption spectrometry(FAAS).The digesting degree of three kinds of mixed acid including HNO3+HCl，HNO3+H2SO4，HNO3+HClO4has been compared，the optimum digesting solution in the mixed acid of HNO3and HClO4with the ratio of 4 to 1 has been obtained，the optimum digesting time was 5min.This method has good accurate and recovery in the range of experiment for different elements，its recovery ratio by standard addition was 92.5% ～107%，and The relative standard deviation was lower than 5%.The results showed that there were comparatively rich microelements indispensable to human body in Taraxacum officinale such as K，Ca，Mg，Na，F(xiàn)e and so on.In leaves，the content of microelements has been found to be Ca＞K＞Mg＞Mn＞Fe＞Cu＞Na＞Zn;in flowers，the content has been found to be Ca＞K＞Mg＞Na＞Fe＞Cu＞Mn＞Zn;in roots，the content has been found to be Ca＞K＞Mg＞Fe＞Mn＞Na＞Cu＞Zn;in seeds，the content has been found to be K＞Ca＞Mg＞Fe＞Cu＞Mn＞Na＞Zn;in stems，the content has been found to be Ca＞K＞Mg＞Fe＞Na＞Mn＞Cu＞Zn.The results provided useful evidence for rational utilization and exploitation of Taraxacum mongolicum.

FAAS;Taraxacum officinale in Dalian area;trace elements

R284.1

A

1009－315X(2011)05－0439－05

2011－05－31;最后

2011－07－06

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目(DC10050103);大連民族學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新工作室項目。

楊寶靈(1969－)，女，內(nèi)蒙古通遼人，高級工程師，主要從事生物學(xué)研究。

(責(zé)任編輯 鄒永紅)