微波消解—原子吸收測定檸檬中的Cu、Zn、Fe的含量

李興華

(四川旅游學院，四川 成都 610100)

檸檬(Citrus Limon)生物學分類屬于木蘭綱蕓香科柑橘屬常綠喬木，原產東南亞，地中海沿岸、東南亞和美洲等地都有分布，中國臺灣、福建、廣東、廣西等地也有栽培。中國檸檬產地主要有四川安岳、云南、海南等地［1］，而四川安岳的檸檬以尤力克為主并且果實品質突出，國內市場占有率均達 80%以上［2］。

重金屬一般所指比重大于4的60種元素或比重大于5的45種元素金屬，如銅、汞、鉛、鎘、金、銀、鉻等［3］。人體內重金屬累積超出一定的限度，會引起急性或者慢性中毒［4］。微波消解法具有省時間、藥品消耗較少、污染低，并且樣品分解完全，金屬元素不易損失。張萍中等［5］利用微波消解進行預處理、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定花崗石中的的砷、鎘、鉛、鉻等金屬元素，結果表明，檢測準確快速簡便，所得到的測定結果良好。張金生等［6］采用微波消解方法對合金鋼進行預處理測定其鉬、錳、銅的含量，并進行了消解條件優(yōu)化，實驗精密度良好。陳宏靖等［7］利用微波消解法對各類常見食品進行預處理，并和傳統(tǒng)方法比較，結果顯示銅含量無顯著差異，而微波消解法耗時短，試劑消耗少，污染小并且耗能低。

1 材料和儀器

1.1 實驗材料

所需材料為尤力克檸檬鮮果。

1.2 主要儀器與試劑

干燥箱(Thermostatic drier)DHG-9070A，Cu、Zn、Fe空心陰極燈，MILLI-Q 超純水儀，高速粉碎機，組織搗碎機，移液槍，電爐等。

Zn標準儲備液(1 000μg/mL)、Fe標準儲備液(1 000μg/mL)、Cu 標準儲備液(1 000μg/mL)、過氧化氫(30%)、鹽酸、硝酸，實驗常用試劑為分析純，鹽酸、硝酸為優(yōu)級純。

2 實驗方法

2.1 樣品前處理

將市場購得的尤力克檸檬去皮去籽，果肉榨汁，檸檬籽、果皮用超純水洗滌，置于烘箱中保持70℃ ～80℃烘干，粉碎后過100目篩并4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

2.2 樣品溶液的制備

2.2.1 檸檬果汁樣品溶液的預處理

準確稱取2g檸檬果汁置于消解罐內，加入6mL硝酸，放置0.5h后補加2mL硝酸和1mL過氧化氫，蓋上聚四氟乙烯內蓋，套上消解外罐，按設置好的消解條件采用梯度升壓方式進行微波消解。消解完全后將罐內溶液移入25mL三角瓶中，用少量超純水多次地沖洗罐壁，將洗液也一并轉入三角瓶內，在電爐上水浴趕酸，至溶液澄清后，冷卻轉入25mL容量瓶中，用超純水定容、4℃保存待測。做空白試驗。

2.2.2 檸檬果皮和檸檬籽樣品的預處理

準確稱取0.5g皮粉、籽粉置于聚四氟乙烯消解內罐內，加入6mL濃HNO3，加蓋后放置40min后，補加2mL濃 HNO3和2mLH2O2，套上消解外罐，按設置好的消解條件消解樣品，完全消解樣品需要15min。待消解完全后冷卻后開罐，將消解液轉入三角瓶內，用超純水沖洗內罐，將洗液也一并轉入三角瓶內，在電爐上水浴趕酸，至溶液澄清后，冷卻后轉入25mL容量瓶中，用超純水定容、4℃保存待測。做空白試驗。

2.3 儀器條件

實驗使用原子吸收光譜儀(Shimadzu AA6800 atomic absorption spectrophotometer)，對金屬元素Cu、Zn、Fe的測定，本節(jié)采用空氣—乙炔火焰法。儀器工作條件見表1。

表1 儀器最佳工作條件

2.4 標準系列溶液的配置

Cu標準使用液的配制:用移液槍準確吸取Cu標準品(1 000μg/mL)1mL于100mL容量瓶中，加0.5%的硝酸并定容到刻度制成Cu標準使用液(10μg/mL)，吸取 0.025、0.05、0.2、0.4、0.8mL的Cu標準使用液(10μg/mL)，分別置于25mL的容量瓶中，用0.5%的硝酸定容至刻度，混勻，即得 Cu 標準系列濃度 0.01μg/mL、0.02μg/mL、0.08μg/mL、0.16μg/mL、0.32μg/mL。

Zn標準使用液的配制:準確吸取Zn標準品(1 000μg/mL)1mL于100mL容量瓶中，加1moL/L的鹽酸并定容到刻度制成Zn標準使用液(10μg/mL)，吸取 0.125、0.25、0.5、1.0、1.5mL 的Zn標準使用液(10μg/mL)，分別置于25mL的容量瓶中，用1moL/L的鹽酸定容至刻度，混勻，即得Zn標準系列濃度 0.05μg/mL、0.1μg/mL、0.2μg/mL、0.4μg/mL、0.6μg/mL。

Fe標準使用液的配制:準確吸取Fe標準品(1 000μg/mL)1mL于100mL容量瓶中，加0.5moL/L的硝酸并定容到刻度制成Fe標準使用液(10μg/mL)，吸取 0.025、0.1、0.3、0.9、2.7mL 的 Fe標準使用液(10μg/mL)，分別置于25mL的容量瓶中，用0.5moL/L的硝酸定容至刻度，混勻，即得Fe標準系列濃度0.01μg/mL、0.04μg/mL、0.12μg/mL、0.36μg/mL、1.08μg/mL。

2.5 樣品測定

按2.3設定的儀器條件做Cu、Zn、Fe的標準曲線，并在相同條件下測定處理好的樣品溶液，由工作曲線直接計算得出樣品中各元素的濃度，再根據(jù)公式計算樣品中的各重金屬含量。重金屬含量計算公式如下:

其中X—試樣中待測金屬(Cu、Zn、Fe)的含量，單位是 mg/kg;C1—試樣中重金屬(Cu、Zn、Fe)的濃度，單位是μg/mL;C2—試樣空白中重金屬(Cu、Zn、Fe)的濃度，單位是 μg/mL;m—試樣質量，單位是g。

3 結果與討論

3.1 各元素標準曲線及線性回歸方程

采用標準曲線法對檸檬果汁、皮粉、籽粉中的Cu、Zn、Fe含量進行定量分析，按照最佳儀器條件對各待測元素的系列標準使用液進行測定。以吸光度(A)為 y、標準使用液濃度(μg/mL)為 x，繪制對應元素的標準曲線，見圖1、2、3。三種元素的線性回歸方程及相關系數(shù)見表2。

圖1 Cu的標準曲線

圖2 Zn的標準曲線

圖3 Fe的標準曲線

表2 各元素的線性回歸方程

3.2 精密度及回收率

3.2.1 精密度

本實驗精密度考察依靠對待測樣品進行多次測定，確定相對標準偏差(RSD%)的方法。實驗采用5次全過程平行測定，結果見表3。所測定元素的RSD%在0.44%～1.19%之間。

表3 精密度實驗結果(n=5)

3.2.2 加標回收率

以檸檬果汁為例，在其線性范圍內分別精密加入80%、100%、120%3個濃度水平的各標準溶液，每個水平取3份，按預處理方法處理后，按設定好的條件進行測定，計算各加標濃度下樣品的回收率，結果見表4?；厥章试?8.6% ～108.3%之間，試驗結果良好。檸檬皮粉和檸檬籽粉回收率實驗結果見表5和表6。

表4 檸檬果汁回收率實驗結果(n=3)

表5 檸檬皮粉回收率實驗結果(n=3)

表6 檸檬籽粉回收率實驗結果(n=3)

3.3 樣品測定結果

按照儀器最佳工作條件，將已經(jīng)制備好的檸檬果汁、果皮粉、檸檬籽粉樣品溶液，用AAS測定金屬元素Cu、Zn、Fe的吸光度，根據(jù)標準曲線中y與x的對應關系，直接得出樣品中重金屬的含量，然后根據(jù)2.5所示公式計算樣品中的各金屬元素的含量。檸檬鮮果不同部位中各待測金屬元素的含量見表7、表8和表9。

表7 檸檬不同部位中Cu的含量(n=3)

表7列出了尤力克檸檬不同部位Cu元素的含量?？梢钥闯?，檸檬不同部位中Cu的含量以檸檬籽的含量最高，為1.065mg/kg，其次檸檬果皮和檸檬果汁，其中，檸檬果汁和檸檬果皮中Cu的含量基本相當。實驗所得被測元素的含量結果顯示:與國家標準相比，檸檬果實的不同部分的Cu的含量都遠遠低于國家限量標準。Cu元素按高低順序依次為:檸檬籽(1.065mg/kg)、檸檬果皮(0.230mg/kg)、檸檬果汁(0.217mg/kg)，遠遠低于Zn的限量標準5mg/kg，它們的相對標準偏差依次為:1.31%、7.58%、2.49%。

表8列出了尤力克檸檬不同部位Zn元素的含量。從表可以看出，檸檬不同部位中Zn的含量以檸檬籽的含量最高，為4.335mg/kg，緊接著是檸檬果皮、檸檬果汁，其中檸檬果皮比檸檬果汁中Fe的含量略高。與國家標準相比，檸檬果實的不同部分的Zn的含量，除檸檬籽中含量略低于國家標準外，檸檬果汁和皮粉中Zn含量都低于國家標準。Zn含量按高低順序依次為:檸檬籽(4.335mg/kg)、檸檬果皮(1.151mg/kg)、檸檬果汁(0.98mg/kg)，遠遠低于 Zn的限量標準5mg/kg，它們的相對標準偏差依次為:0.36%、1.12%、1.95%。

表9 檸檬不同部位中Fe的含量(n=3)

表9列出了尤力克檸檬不同部位Fe元素的含量?？梢钥闯?，檸檬不同部位中Fe的含量以檸檬籽的含量最高，為4.316mg/kg，緊接著是檸檬果皮、檸檬果汁，其中檸檬果汁和檸檬果皮中Fe的含量基本相當。與國家標準相比，檸檬果實不同部分的Fe的含量都遠遠低于國家標準，F(xiàn)e元素含量按高低順序依次為:檸檬籽(4.316mg/kg)、檸檬果皮(2.477mg/kg)、檸檬果汁(2.208mg/kg)，遠遠低于Fe的限量標準15mg/kg，它們的相對標準偏差依次為:0.93%、3.06%、0.39%。

4 結論

本實驗對檸檬中銅、鋅、鐵三種元素進行了測定。實驗對檸檬不同部位的消解方法進行了優(yōu)化，確定了最佳消解條件。按照特定的消解程序對樣品進行消解，采用火焰原子吸收光譜法在最佳測定條件下對銅、鋅、鐵三種元素進行含量測定。檸檬果實中，檸檬果汁中銅、鋅、鐵的含量依次為:0.709μg/kg，1.244μg/kg，14.312μg/kg;檸檬皮中銅、鋅、鐵的含量依次為:0.787μg/kg，2.430μg/kg，12.971μg/kg;檸檬籽中銅、鋅、鐵的含量依次為:3.384μg/kg，5.948μg/kg，29.773μg/kg。測定銅、鋅、鐵的方法精密度良好，重復性相對標準偏差(RSD%)在0.44% ～1.19%之間，加標回收率在98.6% ～108.3%之間，樣品的重復性實驗相對標準偏差銅、鋅、鐵分別在 1.31% ～7.58%，試驗結果良好。本實驗所建立的檸檬重金屬含量測定方法可為四川省優(yōu)勢資源果蔬檸檬的質量安全奠定基礎。

［1］劉義武，等.檸檬營養(yǎng)成分與綜合利用研究進展［J］.內江師范學報，2012(8):46-49.

［2］四川省社會科學院課題組.以產銷體系建設為突破口提高檸檬產業(yè)發(fā)展水平——基于四川省安岳縣檸檬產銷情況調查與分析［J］.農村經(jīng)濟，2011(4):62-64.

［3］姜晶.越橘等3種小漿果的品質評價及重金屬元素分析［D］.長春:吉林農業(yè)大學，2008:75-79.

［4］國家藥典委員會.中華人民共和國藥典［M］.北京:中國醫(yī)藥科技出版社，2010.

［5］張萍.微波消解ICP—AES法同時測定花崗石中銅、鎘鉻和砷［J］.光譜實室，2002，19(3):338-340.

［6］張金生，李麗華，金欽漢.微波消解—微波等離子體炬原子發(fā)射光譜法測定合金鋼中的銅、錳、鉬［J］.分析實驗室，2004，23(7):31-33.

［7］陳宏靖.微波消解技術測定食品中微量元素［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2002，12(5):577-578.