微波消解－ICP－OES法測(cè)定蓮藕中的19種礦質(zhì)元素

鄭敏燕，杜 帥，李學(xué)超，李宏艷，劉 姣

（咸陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 咸陽(yáng)712000）

蓮藕為睡蓮科植物蓮（Nelumbo nucifera G．）的肥大根莖，口感微甜且脆，營(yíng)養(yǎng)豐富，是人們經(jīng)常食用、非常喜愛(ài)的蔬菜。蓮藕具有止血散瘀、通便止瀉、健脾開(kāi)胃、益血生肌、清熱涼血等功效［1］。關(guān)于蓮藕中礦質(zhì)元素的組成，黎先超等［2］應(yīng)用單掃描極譜法測(cè)定了武漢產(chǎn)蓮藕中Pb等6種元素的含量，紀(jì)春艷等［3］應(yīng)用FAAS法和原子熒光光譜法測(cè)定了蘇州產(chǎn)蓮藕中常見(jiàn)有毒金屬Cd、Pb、As的含量變化；李文最等［4］、王春蘭等［5］應(yīng)用普通的濕消化法消解樣品并采用ICP－MS法測(cè)定了福州產(chǎn)蓮藕中的重金屬及礦質(zhì)元素的含量。

作者在此采用具有消解完全、快速、低空白等優(yōu)勢(shì)的微波輔助消化法［6］制備樣品，再采用高效穩(wěn)定、線性范圍廣、精確度高且可連續(xù)快速多元素測(cè)定的ICPOES法［7－8］，詳細(xì)分析測(cè)定咸陽(yáng)市售5種蓮藕的礦質(zhì)元素組成，擬為蓮藕的開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1．1 樣品采集與處理

在咸陽(yáng)5個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)分別采集5個(gè)蓮藕樣品，每個(gè)樣品大于1kg，將采集的樣品放入樣品袋中密封。回實(shí)驗(yàn)室后立即用自來(lái)水、蒸餾水清洗，用吸水紙擦干表面水分，切碎，按照四分法縮分至50g。用冷凍干燥機(jī)干燥48h，密封備用。

分別測(cè)定蓮藕干燥前后的質(zhì)量，計(jì)算5種鮮蓮藕的含水率［g·（100g）－1］，分別為83．4、84．6、81．9、81．8、82．3。

GBW10015（GSB－6）－菠菜標(biāo)準(zhǔn)樣品。

1．2 試劑與儀器

濃硝酸（分析純），雙氧水，單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，自制超純水（電阻率≥18MΩ·cm）。

ICP 715－ES型光譜儀（垂直觀測(cè)式矩管，觀察高度10mm，射頻RF頻率40．68MHz，發(fā)射功率1．00 kW，霧化氣壓力200kPa），美國(guó) VARIAN；FD5－5型冷凍干燥機(jī)，美國(guó)SIM；Finnpipette型移液器，美國(guó)Thermo；MDS－6型微波消解儀、ECH－1型電子恒溫加熱板，上海新儀。

1．3 微波消解方法

參照文獻(xiàn)［8］方法，按一定的微波消解程序（表1）消解制備樣品。

表1 微波消解程序Tab．1 Procedure of microwave digestion

1．4 蓮藕中礦質(zhì)元素的分析測(cè)定

1．4．1 定性分析

應(yīng)用光譜儀軟件系統(tǒng)中附帶的應(yīng)用程序 Work－sheet 715，對(duì)蓮藕中可能存在的69種元素進(jìn)行全面鑒定。依據(jù)每一個(gè)元素實(shí)際測(cè)試結(jié)果所得的信背比、光譜輪廓描記圖等數(shù)據(jù)，分析蓮藕中是否存在該元素。

1．4．2 定量分析

對(duì)已確認(rèn)存在的元素，先進(jìn)行定量預(yù)分析，得到初步組成數(shù)據(jù)；再進(jìn)一步配制適合各定量元素相應(yīng)含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用單點(diǎn)外標(biāo)法定量。定量元素的分析線通過(guò)光譜儀系統(tǒng)操作軟件選擇［9］。

1．4．3 分析方法學(xué)考察

同法消解、制備、測(cè)定11個(gè)空白試液，將定量分析結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為分析方法的檢測(cè)限。對(duì)于同一個(gè)樣品，平行消解、測(cè)定3次，對(duì)每一個(gè)測(cè)定元素計(jì)算3次結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），以其表示測(cè)定結(jié)果的精密度。同法測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10015（GSB－6）－菠菜中相應(yīng)元素的回收率（實(shí)際測(cè)定結(jié)果與理論值的比值），以其表示測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

2 結(jié)果與討論

2．1 蓮藕中礦質(zhì)元素的分析線和檢出限（表2）

表2 19種礦質(zhì)元素的分析線及檢出限Tab．2 Analytical lines and detective limits of 19kinds of mineral elements

2．2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（標(biāo)樣菠菜）的回收率

在 GBW10015（GSB－6）－菠菜標(biāo)樣中，共有采用ICP－MS、ICP－AES、INAA等方法測(cè)定出的59種元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定了其中的Al、B等16種元素的回收率，3次測(cè)定的平均結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，16種元素的回收率在89．0%～109．6%之間，其中有7種在（100±5）% 以內(nèi)。表明，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度較高。

表3 標(biāo)準(zhǔn)樣品回收率測(cè)定結(jié)果（n＝3）Tab．3 Determining results of recovery rate of the standard samples（n＝3）

2．3 樣品測(cè)定結(jié)果

5種蓮藕樣品的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知：在5種蓮藕中大部分元素如Ca、Fe、K、Mg、Na、P、S、Sr、V等的含量差別不太大（在50%以內(nèi)）；Al、B、Cu、Mn等4種元素的含量差別在1倍左右；含量差別較大的元素有Ba、Co、Cr、Ga、Si、Zn等6種，其中Co、Cr、Ga、Zn等微量元素只在部分樣品中檢出，尤其是Zn元素差別很大，其在5＃樣品中含量達(dá)（162．1±0．2）mg·kg－1，在 4＃樣品中為（12．5±0．2）mg·kg－1，在3＃樣品中的含量低于檢測(cè)限。

由表4還可知，對(duì)5種蓮藕各定量19種元素，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD值在0．04%～11．13%之間（表4僅列出5＃樣品的RSD值），95個(gè)RSD值中的59個(gè)在5%以內(nèi)，46個(gè)在2%以內(nèi)。表明，測(cè)定結(jié)果精密度較高。

同法對(duì)As、Cd、Pb、Hg等重金屬元素進(jìn)行了定量分析，結(jié)果顯示5個(gè)樣品中的測(cè)定結(jié)果都低于分析方法的檢測(cè)限，其RSD值均在40%以上，因此可認(rèn)為采用本研究方法未檢出這些元素。

3 結(jié)論

利用 H2O2／HNO3溶解、微波輔助消解制備樣品，采用ICP－OES法分析測(cè)定蓮藕樣品的礦質(zhì)元素組成，共鑒定出蓮藕樣品中存在K、P、Ca、S、Na、Mg、Zn、Al、Si、Mn、Fe、Sr、Cr、B、Cu、V、Ga、Ba、Co等19種礦質(zhì)元素，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0．04%～11．13%之間，標(biāo)準(zhǔn)樣品回收率在89．0%～109．6%之間。該方法具有樣品消解省時(shí)、快速，分解徹底完全，結(jié)果重現(xiàn)性好、精密度和準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。

表4 蓮藕樣品測(cè)定結(jié)果／（mg·kg－1）（平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差，n＝3）Tab．4 Determining results of lotus roots samples／（mg·kg－1）（average±sd，n＝3）

［1］周春華，陶俊，李良俊，等．蓮藕的化學(xué)成分與生物活性研究進(jìn)展［J］．氨基酸和生物資源，2007，29（4）：63－69．

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［3］紀(jì)春艷，傅春玲，卞華慧，等．蘇州水生蔬菜中鐵、鋅、硒、鎘、鉛、砷含量變化研究［J］．食品科技，2011，36（3）：262－264．

［4］李文最，王春蘭，林侃，等．福州市售蔬菜水果中6種重金屬元素含量測(cè)定與分析［J］．中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2013，23（2）：463－465，469．

［5］王春蘭，李文最，肖明發(fā)，等．福州市售蔬菜和水果中13種礦質(zhì)元素含量的測(cè)定與分析［J］．廣東微量元素科學(xué)，2012，19（7）：40－46．

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［9］李冰，周劍雄，詹秀春．無(wú)機(jī)多元素現(xiàn)代儀器分析技術(shù)［J］．地質(zhì)學(xué)報(bào)，2011，85（11）：1878－1916．