黃瓜、冬瓜、苦瓜、絲瓜和西瓜中的鉀、鈣、鎂等8種元素含量分析

郭智廣 王毅紅 張穎 朱香玲 申戰(zhàn)賓 徐為霞

摘? ? 要：分析黃瓜、冬瓜、苦瓜、絲瓜、西瓜等5種葫蘆科蔬菜中的K、Ca、Mg、Na、Fe、Cu、Zn、Mn等8種元素含量特點(diǎn)，為葫蘆科蔬菜的營(yíng)養(yǎng)功效提供數(shù)據(jù)支持。在市售的5種蔬菜中，每種隨機(jī)抽取5個(gè)樣品，對(duì)其中的K 、Ca、Mg、Na、Fe、Cu、Zn、Mn等8種元素進(jìn)行測(cè)定并比較分析。結(jié)果表明，5種瓜菜中鉀元素含量（w，后同）為762～2 750 mg·kg-1，鈣元素含量為161～376 mg·kg-1，鎂元素含量為21～162 mg·kg-1，鈉元素含量為2.14～36.36 mg·kg-1，鐵元素含量為0.56～4.52 mg·kg-1、銅元素含量為0.10～0.96 mg·kg-1、鋅元素含量為0.21～2.33 mg·kg-1、錳元素含量為0.12～1.66 mg·kg-1。5種葫蘆科蔬菜中K、Ca、Mg元素含量豐富，Na、Fe、Cu、Zn、Mn 5種元素含量較低。葫蘆科蔬菜高鉀低鈉的元素含量特征明顯，多食葫蘆科蔬菜可以降低高鹽低鉀膳食結(jié)構(gòu)引發(fā)高血壓病的風(fēng)險(xiǎn)，為瓜菜類蔬菜的選擇性食用、藥用及養(yǎng)生等功效提供數(shù)據(jù)參考和理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：瓜菜;元素;含量分析;高鉀低鈉

Component analysis of 8 elements including potassium， calcium and magnesium in cucumber， winter melon， balsam pear， towel gourd and watermelon

GUO Zhiguang， WANG Yihong， ZHANG Ying， ZHU Xiangling， SHEN Zhanbin， XU Weixia

（Zhengzhou Agricultural Product Quality Inspection Circulation Center， Zhengzhou 450006， Henan， China）

Abstract： The components of K， Ca， Mg， Na， Fe， Cu， Zn， Mn etc.eight elements in cucumber， winter melon， bitter gourd， towel gourd， watermelon etc. five kinds of melon vegetables were analyzed to provide data support for the health preservation effect of cucumber vegetables. Fve samples were randomly selected from five kinds of melons and vegetables on the market. The elements K， Ca， Mg， Na， Fe， Cu， Zn and Mn were detected and compared. The component of potassium was 762-2 750 mg·kg-1， the component of calcium was 161-376 mg·kg-1， and the component of magnesium was 21-162 mg·kg-1. The component of sodium is 2.14-36.4 mg·kg-1， the component of iron is 0.56-4.52 mg·kg-1， the component of copper is 0.10-0.96 mg·kg-1， the component of zinc is 0.21-2.33 mg·kg-1， and the component of manganese is 0.12-1.66 mg·kg-1. The components of K， Ca and Mg in five kinds of melon vegetables are rich， but the components of Na， Fe， Cu， Zn and Mn are low. Melon vegetables are high in potassium and low in sodium， and taking more of them can reduce the risk of hypertension caused by the dietary structure with high salt and low potassium， which provides the theory of consumption and health preservation of those melons and vegetables? with datas for reference.

Key words： Melon and vegetable; Element; Content analysis; High potassium and low sodium

民間有句諺語“春吃芽、夏吃瓜、秋吃果、冬吃根”。夏季是吃瓜的季節(jié)，新鮮瓜菜中富含水分和礦物質(zhì)元素，具有消暑、降低血壓、保護(hù)血管等理療養(yǎng)生作用。鈉作為人體必需的大量元素，攝入的主要形式是氯化鈉，即食鹽。鈉對(duì)神經(jīng)傳導(dǎo)和維持血液、體液中水的濃度有極其重要的作用。但攝入過量的鈉可導(dǎo)致血壓升高，高血壓的發(fā)病與每日鈉的攝入量有著密切的關(guān)系。鉀作為主要的堿金屬存在于組織及細(xì)胞中，對(duì)酸堿平衡的調(diào)節(jié)起著重要作用;鉀將神經(jīng)沖動(dòng)傳遞到肌肉纖維，而肌肉收縮本身也離不開鉀的作用[1]。許多研究證實(shí)，血壓與膳食鉀、尿鉀、總體鉀或血清鉀呈負(fù)相關(guān)[2-12]。補(bǔ)鉀對(duì)高血壓及正常血壓者都有降低血壓的作用，對(duì)高血壓患者的作用較正?；颊邚?qiáng)，對(duì)鈉敏感者的作用尤為明顯[3-7]。給高血壓患者補(bǔ)鉀，可減少降壓藥的用量[8]。近10年來，國(guó)內(nèi)有關(guān)鉀預(yù)防高血壓的研究逐漸增多，也證實(shí)了提高膳食鉀的攝入量有助于預(yù)防高血壓等慢性病[13-15]。攝入富含鉀的食物可以避免由于大量服用含鉀藥物或口服鉀制劑等引起體鉀過多帶來的風(fēng)險(xiǎn)。鈣是人體內(nèi)含量最多的礦物質(zhì)，大部分存在于骨骼和牙齒之中。高鈣飲食有明顯降低血壓的作用，血壓與鈣的攝入量成反比[16-17]。鈣和磷相互作用，制造健康的骨骼和牙齒;還和鎂相互作用，維持健康的心臟和血管。成人骨骼中的鈣每年都有20%被再吸收和更換。鈣和鐵是中國(guó)人特別是中國(guó)婦女最缺乏的礦物質(zhì)。有研究表明，鈣與維生素 A、C、D，鎂和磷一起服用效果更佳[18]。鎂是人體內(nèi)一種必需的常量元素，參與人體內(nèi)有機(jī)物轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)—―三羧酸循環(huán)。如果缺鎂，使人產(chǎn)生疲勞，易激動(dòng)，心跳加快。此外，大量研究表明，人體中鈣、鎂與高血壓呈負(fù)相關(guān)性。提高鈣、鎂攝入量對(duì)預(yù)防高血壓有一定積極作用[19]。鈣、鎂合用，還可有效保護(hù)心臟、心腦血管，預(yù)防高血壓、糖尿病等[18]。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已證明，微量元素與人體健康、生長(zhǎng)發(fā)育和防止疾病有密切關(guān)系，人體的營(yíng)養(yǎng)生理需要和膳食之間建立平衡關(guān)系。另外，生物無機(jī)化學(xué)在分子水平上已經(jīng)或正在揭示微量元素在人體的作用機(jī)制，所以人體必需攝取不同種類的微量元素，以滿足正常生理需要[20]。黃瓜、冬瓜、苦瓜、絲瓜和西瓜中鉀、鈣、鎂等元素含量豐富，對(duì)人體健康十分有益，所以對(duì)其中部分礦物質(zhì)元素含量進(jìn)行了分析。

1 材料與方法

1.1 儀器

WFX-120型原子吸收分光光度計(jì)由北京瑞利分析儀器公司提供，K、Ca、Mg、Fe、Na、Mn、Cu、Zn空心陰極燈由北京有色金屬研究總院提供。

1.2 儀器工作條件選擇

經(jīng)對(duì)儀器測(cè)量參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化比較，選擇最佳工作條件如表1所示。

1.3 試劑及器皿處理

試劑：硝酸、鹽酸、高氯酸均為優(yōu)級(jí)純，氧化鑭、氯化銫為分析純。標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 mg·mL-1的 K、Ca、Mg、Na、Mn、Fe、Cu、Zn標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液（由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供）。器皿處理：玻璃器皿均經(jīng)20%的HNO3浸泡24 h，用二次去離子水沖干凈，晾干備用。

1.4 樣品來源

所有樣品均來自鄭州市場(chǎng)，每個(gè)種類隨機(jī)抽取5個(gè)樣品。

1.5 樣品處理

將抽回的新鮮瓜菜樣品用純凈水洗凈晾干。冬瓜去皮、瓤，取果肉部分;西瓜取瓜瓤;苦瓜去籽;絲瓜去皮。將上述樣品打碎勻漿，備用。

按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5009.91—2017）食品中鉀、鈉的測(cè)定[21]、《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5009.92—2016）食品中鈣的測(cè)定[22]、《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5009.241—2017）食品中鎂的測(cè)定[23]、《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5009.242—2017）食品中錳的測(cè)定[24]、 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5009.90—2016）食品中鐵的測(cè)定[25]、《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5009.13—2017）食品中銅的測(cè)定[26]、《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5009.14—2017） 食品中鋅的測(cè)定[27]等7項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，稱取打碎成漿的新鮮樣品各2 g（精確到0.000 1），置于50 mL三角燒瓶中，加入V硝酸∶V高氯酸=4∶1的混合酸10 mL浸泡過夜。放置于電熱板上加熱消解，待冷卻后分別用二次去離子水（K、Na、Cu）、0.5 mol·L-1 HNO3（Fe、Mg、Mn）、0.1 mol·L-1 HCl（Zn）、25 g·L-1 La2O3溶液（Ca）將三角燒瓶?jī)?nèi)消解完成的樣品溶液轉(zhuǎn)移入至25 mL容量瓶中，K、Na樣品需再加入1 mL 10%的氯化銫溶液，定容至刻度。同時(shí)做一空白試樣，待測(cè)。

1.6 上機(jī)檢測(cè)

樣品經(jīng)濕法消解后，導(dǎo)入WFX-120型原子吸收分光光度計(jì)中進(jìn)行定量分析，由于鉀、鈣、鎂3種元素含量較高，上機(jī)測(cè)定時(shí)分別對(duì)鉀、鎂、鈣元素上機(jī)液進(jìn)行了100倍、20至50倍、50倍的稀釋。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的線性范圍及其相關(guān)性

針對(duì)各元素在樣品中的含量分別配置相匹配的標(biāo)準(zhǔn)溶液，逐級(jí)稀釋。采用1.2 的儀器工作條件進(jìn)行分析，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合回歸方程。各元素的線性范圍、回歸方程和相關(guān)系數(shù)如表2所示，從表2中可以看出，各元素在相應(yīng)的線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.998 5～0.999 7，均大于0.99，符合檢測(cè)要求。

2.2 方法的準(zhǔn)確度及精密度

為了驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果的可靠性，試驗(yàn)過程中選擇了河南小麥生物成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW10046）作為質(zhì)控樣來進(jìn)行回收試驗(yàn)，結(jié)果見表3。由表3可以看出，鉀、鈣、鎂、鈉、錳、銅、鐵、鋅8種元素的回收率在90%～120%之間。由此可見，該分析結(jié)果精確可靠。

2.3 樣品中各元素含量的差異性

樣品經(jīng)濕法消解后，導(dǎo)入WFX-120型原子吸收分光光度計(jì)中進(jìn)行定量分析，由于鉀、鈣、鎂3種元素含量較高，上機(jī)測(cè)定時(shí)分別對(duì)鉀、鎂、鈣元素上機(jī)液進(jìn)行了100倍、20至50倍、50倍的稀釋。各元素檢出的含量范圍見表4。采用火焰原子吸收分光光度法對(duì)黃瓜、冬瓜、苦瓜、絲瓜、西瓜等中的K 、Ca、Mg、Na、Fe、Cu、Zn、Mn等8種元素進(jìn)行了測(cè)定，操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確性良好。

由表4可以看出，鉀平均含量由高到低分別為苦瓜、黃瓜、絲瓜、冬瓜和西瓜，其中苦瓜含量最高，達(dá)2.207 mg·g-1;其次是黃瓜和冬瓜，二者鉀含量相當(dāng)，分別為1.399、1.394 mg·g-1，絲瓜為1.284 mg·g-1，西瓜為1.031 mg·g-1。鈣含量由高到低分別為黃瓜、西瓜、苦瓜、絲瓜和冬瓜，黃瓜最高，達(dá)0.336 mg·g-1，最低為冬瓜的0.232 mg·g-1。鎂含量由高到低分別為苦瓜、西瓜、絲瓜、黃瓜和冬瓜，苦瓜最高，達(dá)0.140 mg·g-1;冬瓜最低，為0.036 mg·g-1。鈉含量由高到低分別為黃瓜、苦瓜、西瓜、絲瓜和冬瓜，其中黃瓜含量最高，達(dá)40.0 mg·kg-1，其次是絲瓜，為30.1 mg·kg-1，冬瓜為20.2 mg·kg-1，苦瓜為17.5 mg·kg-1，西瓜為16.9 mg·kg-1。錳含量由高到低分別為黃瓜、苦瓜、絲瓜、西瓜和冬瓜，黃瓜最高，達(dá)1.2 mg·kg-1;冬瓜最低，為0.24 mg·kg-1。銅含量由高到低分別為西瓜、絲瓜、冬瓜、苦瓜和黃瓜，西瓜和絲瓜含量相當(dāng)，西瓜的含量為0.6 mg·kg-1，絲瓜為0.59 mg·kg-1，冬瓜、苦瓜和黃瓜的含量依次分別為0.24、0.24 、0.22 mg·kg-1。鐵含量由高到低分別為黃瓜、苦瓜、西瓜、絲瓜和冬瓜，黃瓜最高，達(dá)3.50 mg·kg-1;依次分別為3.42、3.21、2.57、1.24 mg·kg-1。鋅含量由高到低分別為絲瓜、苦瓜、西瓜、黃瓜和冬瓜，絲瓜最高達(dá)1.57 mg·kg-1，其余依次分別為0.86、0.78、0.46、0.32 mg·kg-1。

2.4 與中國(guó)營(yíng)養(yǎng)成分表葫蘆科蔬菜中鉀、鈉含量的比較

由表5可知，鉀、鈉元素的檢出值與中國(guó)營(yíng)養(yǎng)成分表[28]中數(shù)據(jù)基本一致。唯獨(dú)冬瓜中鉀含量檢出值與中國(guó)營(yíng)養(yǎng)成分表中數(shù)據(jù)差異較大，檢出值為1 394 mg·kg-1，中國(guó)營(yíng)養(yǎng)成分表中數(shù)據(jù)為570 mg·kg-1，這可能與地域差別和生產(chǎn)過程中施肥有關(guān)。

由于瓜菜類蔬菜高鉀低鈉的特點(diǎn)可以滿足高血壓患者的飲食需求，所以筆者針對(duì)蔬菜中鉀含量對(duì)鈉含量的比值來作為一個(gè)評(píng)價(jià)食物高鉀低鈉含量特點(diǎn)的明顯程度指標(biāo)來討論，鉀鈉含量比數(shù)值越大說明其高鉀低鈉的特點(diǎn)越明顯。瓜菜類蔬菜檢出值鉀鈉比在35～123倍之間，中國(guó)營(yíng)養(yǎng)成分表中數(shù)據(jù)鉀鈉比為20～102倍之間，兩者基本一致。

鉀含量較高的常見新鮮蔬菜有菠菜、香菜、油菜、莧菜、甘藍(lán)等，如表6所示[28]，這5種蔬菜中鉀含量整體雖較5種瓜菜類蔬菜高，但菠菜、香菜等5種蔬菜含鉀較高的同時(shí)鈉含量也相對(duì)較高，食用這些蔬菜攝入鉀的同時(shí)也攝入了大量的鈉，增加了血壓升高帶來的風(fēng)險(xiǎn)。菠菜、香菜等5種蔬菜中鉀鈉比均在10倍以內(nèi)，遠(yuǎn)不及瓜菜類蔬菜的高鉀低鈉特點(diǎn)明顯。

3 討論與結(jié)論

我國(guó)居民的飲食結(jié)構(gòu)除高鹽外還有低鉀，低鉀膳食可增強(qiáng)鈉鹽的升壓效果，高鈉低鉀飲食是高血壓和腦卒中發(fā)病的重要環(huán)境因素。而高鉀飲食可以緩和一部分鈉太多的影響，鉀攝入量增加可使鈉排出量增多，從而使血壓降低，所以建議高血壓患者采用高鉀低鈉飲食;鉀還有助于提高心肌和肌肉的功能，對(duì)心肌細(xì)胞有保護(hù)作用。5種瓜菜中鉀、鈣、鎂、鈉、鐵、銅、鋅、錳等8種元素含量都是mg·kg-1級(jí)別，與彭愛芝等[29-30]苦瓜中無機(jī)元素含量的研究結(jié)論一致。葫蘆科蔬菜高鉀低鈉的元素含量特征正好符合王崇琴、王青對(duì)高血壓病預(yù)防研究的飲食需求[31-33]。

綜上所述，葫蘆科蔬菜高鉀低鈉的元素含量特征明顯，多食葫蘆科蔬菜可以降低高鹽低鉀膳食結(jié)構(gòu)引發(fā)高血壓疾病的風(fēng)險(xiǎn)，為瓜菜類蔬菜的選擇性食用、藥用等功效提供數(shù)據(jù)參考和理論依據(jù)。

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