微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法測定茄子中礦物元素含量

李玉紅 郭乃妮 趙 維 楊 健 冉 飛

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

微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法測定茄子中礦物元素含量

李玉紅 郭乃妮 趙 維 楊 健 冉 飛

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

采用微波消解HNO3+H2O2濕法制取樣品溶液，全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法同時測定茄子中K、Na、Mg、Al、Ca、B、Ba、Cr、Cu、Fe、Sn、Mn、P、Sr、Zn 15種礦物元素，實際樣品測定結(jié)果顯示，Al元素含量超過國家規(guī)定標準(≤100 mg/kg)，微量元素Ca含量相對較高。各元素的檢出限為1.0～440 μg/L，標準樣品的加標回收率93.5%～109%，相對標準偏差在2.1%～6.5%(n=6)。實驗方法簡單、重現(xiàn)性好，可用于測定茄子樣品中各礦物元素含量。測定結(jié)果為茄子的深入研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

茄子；礦物元素；微波消解；全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

前言

茄子(Solanum melongena L.)屬茄科植物。內(nèi)含A、B族維生素、維生素C、維生素P、脂肪、蛋白質(zhì)、糖類及多種礦物質(zhì)[1]等。果可供蔬食；根、莖、葉均可入藥，為收斂劑，有利尿之效；葉也可以作麻醉劑；種子為消腫藥，也用作刺激劑，但容易引起胃弱及便秘，果生食可解食菌中毒。

采用微波消解反應(yīng)系統(tǒng)對樣品進行預(yù)處理，對微波消解反應(yīng)條件及電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)儀器參數(shù)進行了優(yōu)化研究，建立了全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[2-9]同時測定茄子中鉀、鈉、鎂、鋁、鈣、鐵、銅、鋅等礦物元素的含量，為茄子資源的開發(fā)研究提供資料。

1 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

清洗、烘干、粉碎處理不同產(chǎn)地茄子樣品，按四分法縮分至50 g，裝入密封袋中保存待用。

濃硝酸、過氧化氫均為國產(chǎn)分析純試劑；高純氬氣(純度≥99.999%，武漢紐瑞德特種氣體有限公司生產(chǎn))。

K(1.000 mg/mL，H2O介質(zhì))、Na(1.000 mg/mL，H2O介質(zhì))、Mg(1.000 mg/mL，HCl(5%)介質(zhì))、Ca(1.000 mg/mL，HCl(5%)介質(zhì))、P(1.000 mg/mL，H2O介質(zhì))、S(1.000 mg/mL，H2O介質(zhì))、Si(0.500 mg/mL，HCl(10%)介質(zhì))待測元素標準儲備溶液，購自濟南眾標科技有限公司；Fe、Al、Zn、Mn、Cu、Sr、Ba、Ti、Ca、Hg、Cd、B、Pb、V、Cr、Co等多元素標準溶液(100 μg/mL，HNO3(2.5 mol/L)介質(zhì))購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心。自制二次蒸餾水(電阻率≥18 MΩ·cm)。

715-ESICP全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國VARIAN公司)；MDS-6微波快速制樣系統(tǒng)(上海新儀微波化學(xué)科技公司)；ECH-1電子控溫加熱板(上海新儀微波化學(xué)科技公司)；CP225D電子天平(德國sartorius公司)；DZF-6020真空干燥箱(上?，樮帉嶒炘O(shè)備有限公司)；HR7629/90飛利浦家用食品加工機(荷蘭皇家PHILIPS公司)；MA50水分測定儀(Sartorius公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理

準確稱取0.5 g(精確0.1 mg)樣品，置于聚四氟乙烯消解罐中，加入5 mL濃硝酸，2 mL過氧化氫，混勻、敞口，置于110 ℃電熱板上預(yù)消解15 min左右；冷卻后補加2 mL濃硝酸、1 mL過氧化氫，加蓋、裝罐，將消解罐置于微波消解儀中，按表1的微波消解程序進行消解。消解結(jié)束后，冷卻至常溫、常壓，開罐后再次將聚四氟乙烯消解罐置于110 ℃電子控溫板上加熱，至無黃色的煙(NO2氣體)冒出，溶液清澈透明無任何絮狀雜質(zhì)，消解過程結(jié)束；冷卻至常溫后轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用二次蒸餾水清洗消解罐并轉(zhuǎn)移至容量瓶，定容至50 mL用于ICP-OES儀測定。同法制備11個空白試液，搖勻、備用。

表1 微波消解步驟

1.2.2 儀器工作條件

全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀優(yōu)化的工作參數(shù)見表2。

表2 儀器工作參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 元素分析線選擇和檢出限

采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法測定元素時，系統(tǒng)操作軟件對每種測定元素的每一條譜線的強度及其潛在干擾都有一個直觀的圖示分析，綜合考慮樣品試液中其它共存元素是否會產(chǎn)生干擾來初步選擇分析線，最終選取譜線靈敏度高、干擾少、強度大的一條譜線作為分析線。在測定檢出限時，采用與測定樣品完全相同的實驗條件制備11個空白試液，然后采用ICP-OES法測定，將測定結(jié)果的3倍標準偏差作為各元素的檢出限，如表3。

表3 ICP-OES分析線和檢出限

2.2 精密度與加標回收實驗

按照實驗方法對樣品加標回收實驗，結(jié)果見表4。加標回收率在93.3%～107%，相對標準偏差在3.1%～5.7%。實驗表明精密度較好，數(shù)據(jù)可信。

表4 樣品回收率測定

2.3 實際樣品測定

依據(jù)實驗方法對樣品進行消解，運用ICP-OES法對兩產(chǎn)地茄子樣品礦物質(zhì)元素進行測定，兩地茄子元素含量比較結(jié)果見圖1。

圖1 茄子中無機元素含量的比較結(jié)果Figure 1 Comparison of inorganic element content in eggplant samples.

圖1分析結(jié)果表明：茄子樣品1#中Ca、P等含量較高，Na、Al、B、Fe元素含量相對較高，含有少量Mn、Sr元素，幾乎不含Cr元素；茄子樣品2#中K、Ca、Mg、P等元素含量也相對較高，Al、Fe、Zn含量相對較高，Na、Mn、Sr元素含量相對較少，幾乎不含Cr元素；將茄子中元素含量換算成新鮮茄子中元素含量，兩地茄子中Al元素分別為254.2 mg/kg和236.4 mg/kg，均超過了國家食品安全標準“GB 2762—2005 食品中污染物限量”中Al元素限量100 mg/kg的標準。

3 結(jié)語

微波消解處理樣品得到的消解溶液能滿足電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對樣品溶液的要求(消解完全、均勻、無絮狀沉淀物)。研究結(jié)果表明：茄子中含有K、Na、Mg、Al、Ca、B、Ba、Cr、Cu、Fe、Sn、Mn、P、Sr、Zn等15種無機元素；其中K、Ca、P、Mg、Al、Fe、Zn含量豐富，Ba、Cu、Mn、Sr、Zn含量相對較少，微量的Cr可以促進人體內(nèi)胰島素發(fā)揮降糖作用。分析結(jié)果可為茄子的食用研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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Determination of Mineral Elements in Eggplant Samples by Microwave Digestion-ICP-OES

LI Yuhong, GUO Naini, ZHAO Wei, YANG Jian, RAN Fei

(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,XianyangNormalCollege,Xianyang,Shaanxi712000,China)

Fifteen mineral elements, including K, Na, Mg, Al, Ca, B, Ba, Cr, Cu, Fe, Sn, Mn, P, Sr and Zn in eggplant samples were determined by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES) after they were digested by microwave digestion method with mixtures of HNO3and H2O2. The results indicated that the content of Al in eggplant had exceed the national standard (100 mg/kg) and the Ca content was relatively high. The detective limits were 1.0-440 μg/L. The recoveries were between 93.5% and 109%, and the relative standard deviations (RSDs,n=6) were 2.1%-6.5%. Since the proposed method has a good reproducibility and is easy to be used, so it is suitable for the determination of every mineral elements in eggplant samples. The obtained results may provide basic information for further study on eggplant samples.

eggplant; mineral elements; microwave digestion; ICP-OES

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.04.017

2016-04-05

2016-06-01

國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(201610722008)；陜西省教育廳專項科研項目(14JK1799)；陜西省自然科學(xué)基金項目(2013JM2016)；咸陽師范學(xué)院專項科研項目(15XSYK042)資助

李玉紅，女，高級工程師，主要從事分析化學(xué)研究。E-mail：309943006@qq.com

O657.31；TH744.11

A

2095-1035(2016)04-0064-04