電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定酒曲中17種礦物元素

侯冬巖，李鐵純，刁全平，吳 寒

(1.鞍山師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,遼寧 鞍山 114007;2.國家農(nóng)業(yè)深加工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心,吉林 長春 130002)

中國白酒有著悠久的歷史，白酒的香型和風(fēng)格因釀酒原料、酒曲、發(fā)酵容器、生產(chǎn)工藝、貯存、勾兌技術(shù)等多方面因素而不同[1-2].酒曲在白酒生產(chǎn)中發(fā)揮著極其重要的作用，直接影響白酒的質(zhì)量.酒曲中存在大量的微生物和微生物分泌的淀粉酶、蛋白酶和糖化酶等，酶具有生物催化作用，可以加速谷物中的淀粉、蛋白質(zhì)等轉(zhuǎn)變成糖和氨基酸，而糖在酵母菌和酶的作用下，分解成乙醇即酒精.酒曲是釀造白酒的關(guān)鍵因素之一，近年來，對于白酒酒曲中微生物和理化指標(biāo)的研究比較多[3-9]，而關(guān)于白酒酒曲中礦物元素的分析研究少見報道.本研究針對鞍山騰鰲老窖酒廠酒曲中17種礦物元素，運用電感耦合等離子體質(zhì)譜分析方法[10-11]，開啟了從窖到曲、由點到面的白酒生態(tài)系統(tǒng)研究，為騰鰲老窖酒廠固態(tài)發(fā)酵法酒曲研發(fā)及其白酒質(zhì)量安全追溯體系建設(shè)提供科學(xué)依據(jù).

1 實驗儀器與材料

1.1 儀器

7700X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國Agilent公司)；MARS6高通量密閉微波消解系統(tǒng)(美國Peian科技公司)；BSA224S電子分析天平(賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司)；Mili-Q Advantage A10超純水系統(tǒng)(美國Millicent公司).

1.2 試劑與材料

混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：將單一元素儲備溶液(國家標(biāo)準(zhǔn)溶液，中國計量科學(xué)研究院配制)用體積分?jǐn)?shù)3%的HNO3配制成混合元素標(biāo)準(zhǔn)溶液如下：

Na、Mg、K、Ca:0，1.0，2.0，5.0，10.0 mg/L;

Fe、Al、Zn、Mn、Cu:0，0.1，0.2，0.5，1.0 mg/L；

Cd、Hg:0，0.000 2，0.000 4，0.001，0.002 mg/L;

Se、Mo、Cr、Ni、As、Pb:0，0.01，0.02，0.05，0.1 mg/L.

混合內(nèi)標(biāo)溶液：Sc、Y、In、Bi 各為200 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液.

質(zhì)譜調(diào)諧液：Li、Y、Ce、TI、Co各為10 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液.

濃HNO3、H2O2為光譜純(德國Merck公司)；實驗用水為超純水.

酒曲樣品：由遼寧鞍山騰鰲老窖酒廠提供.

2 實驗方法

2.1 樣品處理

將樣品清洗潔凈后放入烘箱中，60 ℃干燥4 h，粉碎后過0.425 mm篩，密閉保存?zhèn)溆?

稱取0.500 0 g樣品于微波消解罐中，加入7.0 mL的HNO3、0.5 mL的H2O2，加蓋靜置3 h后旋緊罐蓋，按微波消解程序進(jìn)行樣品消解[11]，冷卻并排氣后用少量水沖洗內(nèi)蓋，將消解罐放在150 ℃電熱板上加熱60 min，以超純水定容至50 mL待測，同時制備樣品空白.

2.2 儀器工作條件

按照儀器操作步驟對儀器進(jìn)行初始化、質(zhì)量校準(zhǔn)、流量最佳化等操作條件的調(diào)諧，使各項指標(biāo)達(dá)到以下儀器測定參數(shù)要求：發(fā)射功率1 300 W，分析室真空度2.67×10-2Pa，霧化室溫度2 ℃，蠕動泵轉(zhuǎn)速0.1 r/s，載氣用氬氣(流量1.19 L/min)，冷卻氣用氬氣(流量12 L/min)，采樣深度7.5 mm，采樣模式全定量，質(zhì)量分辨率0.65～0.8 u，氧化物小于0.5%，雙電荷小于2%.

2.3 樣品測定

在儀器工作條件下，在線引入內(nèi)標(biāo)元素并檢測內(nèi)標(biāo)校正元素靈敏度，依次引入試劑空白、標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品空白、樣品溶液.選擇合適的內(nèi)標(biāo)校正元素，并根據(jù)校準(zhǔn)方程計算樣品中各元素濃度.

3 結(jié)果與討論

3.1 干擾的消除

實驗通過選擇合適的測定元素的同位素和內(nèi)標(biāo)校正元素，采用干擾校正方程和優(yōu)化儀器條件降低干擾，所選內(nèi)標(biāo)校正元素見表1.

3.2 校準(zhǔn)方程

酒曲樣品中17種礦物元素的內(nèi)標(biāo)校正元素、校準(zhǔn)方程及相關(guān)系數(shù)見表1.

表1 酒曲樣品中17種礦物元素的內(nèi)標(biāo)校正元素、校準(zhǔn)方程及相關(guān)系數(shù)

3.3 方法檢出限

對空白溶液測定9次，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差并以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差作為方法的檢出限，結(jié)果見表2.

表2 方法檢出限

3.4 方法精密度

配制系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定方法的精密度見表3.

表3 方法精密度

3.5 準(zhǔn)確度實驗

對酒曲樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率實驗，測定方法的準(zhǔn)確度，實驗結(jié)果見表4.

表4 回收率實驗

3.6 酒曲樣品分析

在儀器工作條件下對酒曲樣品進(jìn)行測定，根據(jù)校準(zhǔn)方程計算樣品中各元素含量，見圖1.

圖1 酒曲樣品中礦物元素含量圖

3.7 討論

采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對酒曲中17種礦物元素進(jìn)行測定，結(jié)果表明：酒曲中K、Mg、Ca、Na、Fe、Zn、Mn、Al含量較高.K、Mg、Ca是構(gòu)成酒曲微生物菌體的成分，也是酒曲酶活性基團的組成部分.Fe是人體內(nèi)含量最大的微量元素，主要以鐵卟啉絡(luò)合物形式存在，由于高價鐵和低價鐵容易相互轉(zhuǎn)變，氧化還原反應(yīng)迅速，作為血紅蛋白的主要成分，F(xiàn)e成為輸氧能力最優(yōu)的材料.在酒曲中檢測到元素硒，Se可以增強人體的抗氧化性，減少機體受到氧化損害，并對人體心肌代謝及人體心血管活動具有積極作用；Se能夠保護(hù)細(xì)胞膜，調(diào)節(jié)人體對維生素的吸收;Se還可以幫助人體提高免疫系統(tǒng)，激活淋巴細(xì)胞，刺激淋巴細(xì)胞產(chǎn)生免疫球蛋白以及抗體;還能夠提高巨噬細(xì)胞的吞噬能力，從而增強人體的細(xì)胞免疫力.