火焰原子吸收光譜法測定不同產(chǎn)地棗果中的礦質(zhì)元素

楊衛(wèi)民++杜京旗++趙君

摘要：通過正交法確定火焰原子吸收光譜法的試驗(yàn)參數(shù)，測定不同產(chǎn)地棗果及木棗皮花青素粗提物中礦質(zhì)元素的含量。用正交法考察了TAS-990原子吸收分光光度計(jì)的燈電流、乙炔流量、燃燒器高度、光譜帶寬等4個(gè)重要工作參數(shù)，確定了測量鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、錳（Mn）、銅（Cu）、鋅（Zn）等7種礦質(zhì)元素的最佳工作參數(shù)。結(jié)果表明，5種棗果中礦質(zhì)元素的含量差異明顯，柳林木棗、臺灣牛奶棗、新疆灰棗、河北贊皇棗、新疆和田駿棗、柳林木棗皮花青素粗提物中礦質(zhì)元素K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn的含量分別為：745.75、745.62、694.70、739.35、721.30、1 567.54 mg/kg；16.65、16.65、58.35、141.65、225.00、16.65 mg/kg；24.00、18.65、13.35、21.85、16.50、70.18 mg/kg；60.20、51.90、50.95、50.95、41.65、60921 mg/kg；14.88、16.90、30.85、25.55、52.15、130.70 mg/kg；12.50、4.05、4.02、8.25、4.06、91.23 mg/kg；24.40、21.95、57.45、24.40、29.30、176.75 mg/kg。相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）值均在10%以內(nèi)，精密度良好；礦質(zhì)元素加樣回收率均達(dá)到95%以上，表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性，符合試驗(yàn)要求?？梢缘贸鼋Y(jié)論：5種不同產(chǎn)地棗果中7種礦質(zhì)元素含量均較為豐富，其中柳林木棗K、Cu、Fe、Mg等4種元素含量較高；木棗皮花青素粗提物中7種礦質(zhì)元素含量均明顯高于其他5種棗果。

關(guān)鍵詞：棗果；正交法；火焰原子吸收光譜法；礦質(zhì)元素

中圖分類號： S665.101文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0331-03

我國棗資源十分豐富，棗果種類繁多，栽培面積已達(dá)100多萬hm2，主要分布在黃河中下游的山西、陜西、河北、山東、河南5省及新疆的阿克蘇地區(qū)。棗年產(chǎn)量100多萬t，占世界總產(chǎn)量的99%，優(yōu)質(zhì)無公害鮮棗有近100%的國際貿(mào)易市場[1]。棗果不僅營養(yǎng)豐富、味道鮮美，而且具有獨(dú)特的藥用價(jià)值，為藥膳珍品[2-3]。王軍等研究表明，棗中含有豐富的礦質(zhì)元素，如鉀（K）、鈣（Ca）、鈉（Na）、鎂（Mg）、錳（Mn）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鐵（Fe）等，它們的存在與大部分營養(yǎng)物質(zhì)都有著密切的關(guān)系[4-5]。目前已有對個(gè)別棗果中礦質(zhì)元素含量的測定研究，而有關(guān)不同地域的棗果中礦質(zhì)元素含量的差異則鮮有報(bào)道。本研究測定了5種棗果以及木棗皮花青素粗提物中的7種礦質(zhì)元素含量，同時(shí)研究了原子吸收分光光度計(jì)測定不同礦質(zhì)元素的最佳工作條件、準(zhǔn)確性、精密度及介質(zhì)硝酸濃度對各元素測定結(jié)果的影響。

1材料與方法

1.1試劑與儀器

試劑：硝酸、高氯酸，國產(chǎn)分析純；K、Ca、Mg，F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn國家標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL），由國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院提供。

儀器：TAS-990原子吸收分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；乙炔氣鋼瓶、KY-1型K、Ca、Mg，F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn空心陰極燈（北京曙光明電子光源儀器有限公司）；JD-200-3型電子天平（沈陽龍騰電子有限公司）；ZY-121203型中揚(yáng)超純水機(jī)（北京中揚(yáng)永康環(huán)?？萍加邢薰荆籏DN-04型消化爐（上海新嘉電子有限公司）；DS-T250型高速多功能粉碎機(jī)。

試驗(yàn)材料：柳林木棗、臺灣牛奶棗、新疆灰棗、新疆和田駿棗、河北贊皇棗，購買于山西省呂梁市集貿(mào)市場。

1.2正交試驗(yàn)確定棗中礦質(zhì)元素的操作條件

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制K標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制：取K標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL）1.00 mL置于1 000 mL容量瓶中，用7%HNO3 稀釋定容至刻度，搖勻；分別取0.00、2.50、5.00、750、10.00 mL置于5個(gè)25 mL容量瓶中，用7%的HNO3定容至刻度，搖勻，即得標(biāo)準(zhǔn)系列濃度0.00、0.10、0.20、030、0.40 μg/mL。其他標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制方法同K。Ca為000、2.00、4.00、6.00、8.00 μg/mL；Mg為0.00、0.10、0.20、0.30、0.40 μg/mL；Fe為0.00、0.50、100、3.00、5.00 μg/mL；Mn為0.00、0.50、1.00、1.50、2.00 μg/mL；Cu為0.00、0.50、1.00、2.00、3.00 μg/mL；Zn為0.00、0.10、020、0.30、0.40 μg/mL。

1.2.2設(shè)計(jì)正交表根據(jù)TAS-990原子吸收分光光度計(jì)操作使用說明書和參考相關(guān)文獻(xiàn)，用已配好的K、Ca、Mg，F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中的0.5 μg/mL作為儀器操作條件選擇的試驗(yàn)溶液，空白對照用7%HNO3溶液。隨機(jī)選擇各因素各水平，用L9（34）正交表[6]考察燈電流（mA）、乙

炔流量（mL/min）、燃燒器高度（mm）、光譜帶寬（nm）對測定結(jié)果的影響，因素水平見表1。1.2.3吸光度的測定根據(jù)正交表L9（34）設(shè)計(jì)方案，調(diào)節(jié)TAS-990原子吸收分光光度計(jì)各工作參數(shù)，設(shè)定K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn吸收波長分別為 766.5、422.7、285.2、248.3、279.5、324.7、213.9 nm。空氣壓力均為0.24 MPa，乙炔壓力、空氣流量分別為005 MPa、6.0 L/min。對燈電流、乙炔流量、狹縫寬度、燃燒器高度等4個(gè)因素按照表L9（34）進(jìn)行不同的組合，并進(jìn)行吸光度的測定。

1.3不同地域棗果中礦質(zhì)元素含量的測定

1.3.1器皿處理和樣品消解用20%HNO3浸泡玻璃器材24 h以上，再用超純水充分沖洗，于60 ℃烘箱干燥后備用。準(zhǔn)確稱取5種棗粉、木棗皮花青素粗提物各2.0 g，各3份，置于 250 mL 的燒杯中，分別加入30 mL混酸（硝酸 ∶高氯酸= 4 ∶1）后作封口處理，于室溫下過夜。消化爐消解至無色近干，產(chǎn)物呈白色結(jié)晶狀即可。再用7%硝酸溶解消解產(chǎn)物，定容至100 mL容量瓶中。

1.3.2礦質(zhì)元素標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制根據(jù)各礦質(zhì)元素最佳儀器工作條件，對K、Ca、Mg，F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn等7種礦質(zhì)元素30種標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行逐一測定，自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)曲線（表2）。

1.3.3樣品的測定按照儀器操作參數(shù)，取樣品各7份于10 mL的分樣瓶中，共計(jì)105個(gè)待測分樣瓶，依次進(jìn)行測定，根據(jù)回歸線性方程計(jì)算出礦質(zhì)元素的含量。

1.3.4介質(zhì)硝酸濃度對礦質(zhì)元素測定的影響分別配制0.5 μg/mL各礦質(zhì)元素的不同濃度（1%～10%）硝酸溶液，按照選定的最佳儀器工作條件，測定礦質(zhì)元素含量。

1.3.5精密度與回收率精密度用相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）衡量，精密度計(jì)算公式如下[7]：

回收率計(jì)算公式如下[8]：

回收率=（加標(biāo)試樣測定值-試樣測定值）/加標(biāo)量×100%。

2結(jié)果與分析

2.1正交試驗(yàn)方案的確定

2.1.1正交試驗(yàn)方案與結(jié)果正交試驗(yàn)的方案與試驗(yàn)結(jié)果見表3，計(jì)算結(jié)果見表4。

2.1.2正交試驗(yàn)結(jié)果分析對于多種的因素，比較各水平指標(biāo)，根據(jù)吸光度高低確定最佳條件。對表4所列數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，確定各元素測定條件的最佳組合，詳見表5。

結(jié)合L9（34）正交設(shè)計(jì)的方案，考察了TAS-990原子吸收分光光度計(jì)燈電流、乙炔流量、燃燒器高度、光譜帶寬4個(gè)對測量結(jié)果影響較大的儀器工作參數(shù)，確定了測量K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7種礦質(zhì)元素的較好儀器工作參數(shù)，詳見表5。

2.2棗果中礦質(zhì)元素含量

按照選定的最佳儀器操作條件，測定了5種棗和木棗皮花青素中礦質(zhì)元素的含量。從表6可知，5種棗中均含有豐富的K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn。其中柳林木棗K、Cu、Fe、Mg含量最高；和田駿棗Mn、Ca含量最高；新疆灰棗Zn含量最高。

不同產(chǎn)地的棗果中礦質(zhì)元素含量有一定的差異，其中K、Ca、Mg、Fe含量差異較大。從表6中發(fā)現(xiàn)，木棗皮花青素粗提物中6種礦質(zhì)元素含量均高于木棗果品，由此可見，棗中礦質(zhì)元素大多富集在棗皮中。

素粗提物91.23130.7070.181 567.5416.65609.21176.75

2.3介質(zhì)硝酸濃度對礦質(zhì)元素測定的影響

介質(zhì)硝酸濃度在較低范圍（1%～10%）內(nèi)，對各礦質(zhì)元素測定結(jié)果影響可忽略不計(jì)，本試驗(yàn)選用的測定介質(zhì)為7%的硝酸，結(jié)果見表7。

表7硝酸濃度對礦質(zhì)元素測定的影響

元素含量（μg/mL）K0.500 0±0.000 2Ca0.500 0±0.000 9Mg0.500 0±0.006 3Fe0.500 0±0.001 3Mn0.500 0±0.000 8Cu0.500 0±0.000 6Zn0.500 0±0.000 8

2.4精密度與回收率

根據(jù)精密度計(jì)算公式，對各樣品均做3次平行測定，其結(jié)果見表8。結(jié)果表明，各元素測定數(shù)據(jù)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均在10%以內(nèi)，精密度良好，符合測定要求。

3結(jié)論與討論

結(jié)合L9（34）正交設(shè)計(jì)的方案，考察了TAS-990原子吸收分光光度計(jì)燈電流、乙炔流量、燃燒器高度、光譜帶寬等4個(gè)對測量結(jié)果影響較大的儀器工作參數(shù)，確立了該儀器測量K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7種礦質(zhì)元素的最佳參數(shù)。

柳林木棗、牛奶棗、新疆灰棗、贊皇棗、駿棗中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7種礦質(zhì)元素含量均較為豐富，但含量差異明顯。其中柳林木棗中K、Cu、Fe、Mg等4種礦質(zhì)元素含量最高，顯示出柳林木棗果種的優(yōu)良，這與柳林木棗生長在黃河的洪積土礦物質(zhì)含量極為豐富的灘地密切相關(guān)。

與木棗果品相比較，木棗果皮花青素粗提物中有6種礦質(zhì)元素含量明顯增高，說明礦質(zhì)元素大量富集在棗皮中；Ca含量相對偏低的原因可能與棗成熟時(shí)細(xì)胞壁中Ca流失有關(guān)。

7種礦質(zhì)元素測定數(shù)據(jù)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均在10%以內(nèi)，精密度良好；平均回收率在96.2%～106.3%，均大于95%，表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。表明火焰原子吸收法測定棗果中礦質(zhì)元素含量結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，符合試驗(yàn)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏樹讓，孫培博，歐廣良. 優(yōu)質(zhì)無公害鮮棗標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)新技術(shù)[M]. 北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2010.

[2]山縣登. 微量元素與人體健康[M]. 喬志清，譯. 北京：地質(zhì)出版社，1987.

[3]雷昌貴，陳錦屏，盧大新. 紅棗的營養(yǎng)成分及其保健功能[J]. 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2006，6（3）：56-58.

[4]王軍，張寶善，陳錦屏. 紅棗營養(yǎng)成分及其功能的研究[J]. 食品研究與開發(fā)，2003，24（2）：68-72.

[5]解蕾. 原子吸收光譜法測定人頭發(fā)中微量元素的方法研究[D]. 青島：青島大學(xué)，2010.

[6]毛遠(yuǎn). 原子吸收測定紅棗礦質(zhì)元素的預(yù)處理[J]. 果樹科學(xué)，1992，23（4）：246-248.

[7]張利敏，陳福北，鄒愛蘭，等. 火焰原子吸收光譜法測定干姜中13種金屬元素[J]. 中國調(diào)味品，2010，35（6）：106-107，117.

[8]盛麗，韓小茜，王海霞. 正交試驗(yàn)確定原子吸收分光光度法測定錳的操作條件[J]. 當(dāng)代化工，2006，35（6）：433-435，438.