吉縣蘋果和龐泉溝山丁子金屬元素含量的比較

杜京旗，楊衛(wèi)民，張巧仙，韓智慧

(呂梁學(xué)院 生命科學(xué)系，山西 離石 033001)

金屬元素在生物體內(nèi)的作用引起了人們的廣泛關(guān)注[1].生物體內(nèi)的有些金屬元素在一定的濃度范圍內(nèi)具有營養(yǎng)價(jià)值，而超過一定的濃度對生物體產(chǎn)生毒害作用；重金屬元素，如鉛、汞對生物體有毒害作用，甚至?xí)禄?、致癌[2-7]；另外，一些金屬元素與藥效的有效發(fā)揮密切相關(guān)[8].

已有的研究對山西禮泉的紅富士、市售的蘋果以及一些國外蘋果品種中的部分金屬元素用不同的消解方法進(jìn)行了測定[7，9-10]，然而，在這些研究中測定的金屬元素的數(shù)量較少.測定吉縣蘋果和山丁子中的金屬元素含量，不僅有利于人們選擇合適的蘋果品種，適當(dāng)補(bǔ)充身體所需的各種金屬元素，而且，可以評價(jià)一些重金屬元素對人體健康的影響，對于保障食品安全、提高蘋果質(zhì)量和預(yù)防疾病均具有積極的意義.本試驗(yàn)用干法消解樣品，采用原子吸收光譜法測定了3個(gè)品種吉縣蘋果、山定子中的8種金屬元素含量.為蘋果的營養(yǎng)價(jià)值的研究、金屬元素在蘋果藥用價(jià)值中的協(xié)同作用提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 主要儀器

AA-7021型原子吸收分光光度計(jì)，RJX-4-9型高溫電阻爐，F(xiàn)A2104N型電子天平，DS-T250型粉碎機(jī)等.

1.1.2 試驗(yàn)材料

紅富士(片紅)、紅富士(條紅)、紅星(新紅星)采摘于吉縣生態(tài)果園.山丁子采摘于龐泉溝國家自然保護(hù)區(qū).

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理

(1)測定Ca、Mg的樣品處理

稱取樣品0.200 0 g，放入高溫電阻爐在300℃下預(yù)灰化1 h，然后，在550℃下預(yù)灰化3 h，樣品呈白色即可，用1∶5鹽酸5 ml將灰分溶解，定容于50 ml容量瓶，待測.

(2)Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Zn的處理

稱取樣品1.000 0 g，灰分用1:5鹽酸2 ml溶解，并定容至20 ml，其余步驟與Ca、Mg的處理相同.

1.2.2 測量時(shí)儀器的最佳工作條件

Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn采用火焰原子吸收法，為得到符合實(shí)際樣品的測定條件，在空氣流量不變的條件下(5.5 L·min-1)，采用三因素三水平的正交試驗(yàn)，具體設(shè)計(jì)見表1；Co、Cr采用石墨爐原子吸收法，具體參數(shù)見表2.

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

在儀器的最佳工作條件下繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)準(zhǔn)溶液購自國家鋼鐵材料測試中心.

1.2.4 加標(biāo)回收試驗(yàn)

稱取樣品1.000 0 g(或0.200 0 g)，按1.2.1步驟處理樣品，并分別加入各金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)液，使之成為高、中、低(分別為已知濃度的120%、100%、80%)三個(gè)不同濃度的加標(biāo)樣品，每個(gè)濃度3次重復(fù)，測定其吸光值.

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

表2 石墨爐原子吸收法的工作條件

2 結(jié)果

2.1 正交試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)合表3、表4，根據(jù)吸光度，確定了Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn的最佳工作條件(表5).

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

表4 正交試驗(yàn)結(jié)果

表5 火焰原子吸收法的最佳工作條件

2.2 各金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線

由表6可知，各金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線具有較好的線性關(guān)系(r在0.990 70-0.999 60之間).

2.3 樣品中的金屬元素含量

紅富士、新紅星、山丁子中Fe、Mn、Zn的含量變化趨勢一致：紅富士>山丁子>新紅星，且差異顯著(p<0.05)(圖1).山丁子中的Ca的含量顯著高于紅富士和新紅星的，分別為紅富士(片紅)、紅富士(條紅)、新紅星的6.96、7.27、5.17倍(圖2)；紅富士(片紅)中的Cr含量顯著高于其它蘋果中的Cr含量(圖2).山丁子中的Mg、Cu、Co含量顯著高于其它蘋果的(圖3).

表6 各金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖1 吉縣蘋果、山丁子中Fe、Mn、Zn的含量

圖2 吉縣蘋果、山丁子中Ca、Cr的含量

圖3 吉縣蘋果、山丁子中Mg、Cu、 Co的含量

2.4 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

各金屬元素的回收率在95.4%～101.5%之間，RSD<2%(表7)，說明結(jié)果可靠.

表7 8種元素的回收率試驗(yàn)結(jié)果

3 討論

作為一種人們喜愛的水果，蘋果兼有食用價(jià)值和藥用價(jià)值.蘋果中藥用價(jià)值的高效發(fā)揮與其中金屬元素的含量密切相關(guān).人體必需的微量金屬元素有10種，本試驗(yàn)測定了其中的6種，剩余的釩、錫、鎳、鉬將會(huì)在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行測定.與已有的研究相比，吉縣蘋果、山丁子中的Zn(新紅星除外)，Cr含量均超過了國家限量標(biāo)準(zhǔn)[11-12]；Cu含量未超過國家限量標(biāo)準(zhǔn)，且均高于已有研究的蘋果品種中的含量[13]；山丁子中Ca的含量至少為吉縣蘋果的5倍，而Ca的缺乏或攝入過多都不利于身體健康；吉縣蘋果中的紅富士具有較高的Fe和Mn含量[14].通過對吉縣蘋果、山丁子中金屬元素含量的比較，對人們?nèi)粘Ｉ钪刑暨x適合自身需要的蘋果品種有一定的指導(dǎo)意義，同時(shí)，對疾病的預(yù)防也起到重要的作用.

對于不同類型的試驗(yàn)樣品、不同型號的原子吸收儀，同一元素的測定條件是不一樣的[7-10，15-20].試驗(yàn)材料相同，不同型號的原子吸收儀測定同一元素的測定條件不同，如SP-3520AAPC、TAS-990、AA320N型原子吸收儀在測定蘋果中的Zn時(shí)燈電流分別為3、3、8 mA，乙炔流量為1、1.5、0.7 L·min-1；測定Cu時(shí)燈電流分別為3、4、10 mA，乙炔流量為1.2、1.5、0.6 L·min-1；不同的組合代表了不同型號儀器的最佳工作條件[7，9-10].同一型號的原子吸收儀在測定同一類型的樣品時(shí)，測試條件有可能會(huì)不同[15-16].另外，同一型號的原子吸收儀在測定不同種類的樣品時(shí)，測試條件不同[10，18-19].因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際樣品，優(yōu)化原子吸收儀的工作條件.

本研究未采用流行的濕法消解和微波消解[15-16]，而是采用了干法消解樣品.干法消解操作簡單、安全系數(shù)高、污染少，加標(biāo)回收率在95.4%～101.5%之間，RSD<2%，較好地達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?不同的樣品消解方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法，同時(shí)達(dá)到試驗(yàn)要求.

4 結(jié)論

紅富士較山丁子、新紅星含有相對較高的Fe、Mn、Zn、Cr(片紅)，山丁子較紅富士、新紅星含有相對較高的Ca、Mg、Cu、Co.