電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法測定泡菜在腌漬過程中礦物質(zhì)元素的含量變化

葉 峻

(成都師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，成都 611130)

電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法測定泡菜在腌漬過程中礦物質(zhì)元素的含量變化

葉 峻

(成都師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，成都 611130)

按四川傳統(tǒng)方式制作泡菜，用硝酸-過氧化氫作消解劑，微波消解預(yù)處理樣品，電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法測定泡菜制作過程中樣品的鉀、鈉、鈣、鎂、鋅、鐵、銅、硒、鎘、鉛、鉻等12種礦物質(zhì)元素的含量變化。結(jié)果表明，在乳酸自然發(fā)酵環(huán)境下，蔬菜腌漬的前5 d，除鈉外，所測6種樣品中鈣、鎂、鋅、鐵、銅等11種礦物質(zhì)元素含量均大幅度降低，致使泡菜軟化；且組織結(jié)構(gòu)相近的不同種蔬菜經(jīng)過較長時(shí)間腌制后，各礦物質(zhì)元素含量基本一致。

泡菜；腌漬；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；礦物質(zhì)元素

前言

具有“國家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志”的四川泡菜，作為國內(nèi)名優(yōu)發(fā)酵食品，不僅咸酸適度，脆嫩芳香、清爽、開胃，且富含人體必需的多種維生素、氨基酸、粗纖維素等營養(yǎng)素，并易于儲(chǔ)存，取食方便。其特有的活性乳酸菌，能調(diào)節(jié)人體腸道微生態(tài)平衡，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，具有增進(jìn)食欲、降低血脂和預(yù)防高血壓、糖尿病等保健功效[1]，是深受人們喜愛的佐餐必備與營養(yǎng)休閑食品，已出口到英、美、澳等20多個(gè)國家。

目前，國內(nèi)外關(guān)于泡菜的研究主要集中在發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量、乳酸菌種群變化和制作工藝、保健功能及有關(guān)酶等方面[2-5]。針對在較強(qiáng)乳酸(pH=3.0左右)發(fā)酵環(huán)境下，泡菜中微量元素含量、形態(tài)變化及其對營養(yǎng)評(píng)價(jià)影響方面的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。為保障泡菜食品的安全、營養(yǎng)與科學(xué)食用，亦需對泡菜腌漬的各種變化進(jìn)行深入研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Icap-6300型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國Thermo Fisher公司)；MD6C(N)型微波消解系統(tǒng)(上海奧譜勒儀器有限公司)。

鹽酸、氫氧化鈉為優(yōu)級(jí)純，硝酸、過氧化氫為分析純，均為成都市科龍化工試劑廠產(chǎn)品；水為超純水。

1.2 儀器工作參數(shù)

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作功率：1 100 W；進(jìn)樣系統(tǒng)：石英旋流霧化器，3通道蠕動(dòng)泵；霧化器流量：0.55 L/min；輔助氣流量：0.50 L/min；沖洗泵轉(zhuǎn)速：50 r/min；分析泵轉(zhuǎn)速：50 r/min；泵穩(wěn)定時(shí)間：5 s；等離子觀測方式：雙向觀測；校準(zhǔn)模式：外標(biāo)法。

1.3 樣品制備

按四川傳統(tǒng)泡菜制作方法，制作腌漬鹽水(5 kg水+400 g食鹽+10 g白酒+20 g花椒+30 g生姜+30 g海椒+適量老鹽水)。蔬菜市場購置：芹菜(本地小芹菜，去葉)、萵筍(去皮)、紅皮蘿卜、豇豆、紅辣椒、生姜等制作泡菜常用生鮮蔬菜，清洗、瀝水后切成小條狀放入陶壇中，于室溫下自然發(fā)酵腌漬。每間隔一定時(shí)間分別采取各蔬菜泡菜樣品，密封、冷藏保存；并集中在95 ℃下，干燥6 h制成樣品，待用。

1.4 樣品前處理

取烘干后的泡菜樣品0.1 g(精確至0.000 1 g)于微波消解罐中，加入5.0 mL濃硝酸、1.0 mL過氧化氫(30%)，置于微波消解系統(tǒng)中進(jìn)行消解(功率：1 000 W)：120 ℃消解10 min后，再160 ℃消解7 min。消解完全后用超純水定容至25.0 mL，并做相應(yīng)的空白實(shí)驗(yàn)。

1.5 樣品測定

取各標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心)用硝酸(2%)稀釋成不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，以硝酸(2%)作為空白，運(yùn)用ICP-OES法測定K、Na、Ca、Mg、Zn、Se、Fe、Cu、Cd、Cr、Pb等12種元素，測定的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和經(jīng)預(yù)處理后的樣品液中各礦物質(zhì)元素含量[6-7]，每個(gè)樣品分析3個(gè)平行樣，取平均值(表1)。實(shí)驗(yàn)器皿均用硝酸(20%)溶液浸泡24 h后使用。

表1 方法的回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2 結(jié)果分析與討論

2.1 鈉含量的變化

隨腌漬時(shí)間的延長，樣品(以干重計(jì))中鈉含量逐漸增大(吸附腌漬水中的食鹽)，基本在腌漬5 d后即達(dá)到平衡。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)相對疏松、含水量較多的芹菜、萵芛、紅皮蘿卜吸附鈉較多；而組織結(jié)構(gòu)相對緊實(shí)、含水量較少的紅椒、生姜吸附鈉相對較少。表明制作泡菜時(shí)，應(yīng)根據(jù)蔬菜原料組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行分壇腌漬，更利于制作鹽量適當(dāng)、可口的泡菜(見圖1)。

圖1 鈉含量的變化Figure 1 The variation of sodium content.

2.2 鈣含量的變化

在腌漬的前10 d，鈣含量(以干重計(jì))較高的豇豆、紅皮蘿卜中鈣含量逐漸降低；而鈣含量較低的紅椒、生姜鈣含量有所增加，且生姜中鈣含量相對增加較多；但各樣品均在腌漬10 d后鈣含量趨近平衡，除紅椒樣品鈣含量稍偏低外，其余各樣品鈣含量基本一致(見圖2)。

圖2 鈣含量的變化Figure 2 The variation of calcium content.

2.3 鉀、鎂的含量變化

在腌漬過程中，樣品(以干重計(jì))中鉀、鎂具有相同的變化趨勢，其含量均在第5 d左右降至最低，個(gè)別樣品在第10 d時(shí)稍有增大，且各樣品鉀、鎂含量均在10 d左右趨近平衡，且含量基本一致。表明蔬菜在腌漬的前5 d，鉀(圖3)、鎂(圖4)會(huì)較多溶出。

圖3 鉀含量的變化Figure 3 The variation of potassium content.

圖4 鎂含量的變化Figure 4 The variation of magnesium content.

2.4 鋅、鐵、銅的含量變化

樣品(以干重計(jì))中鋅、鐵、銅在腌漬過程中均具有相同的變化，其含量均在5 d左右降至最低，個(gè)別樣品的鋅、鐵在第10 d時(shí)稍有回升并趨近平衡。最終除生姜中鋅含量隨腌漬時(shí)間延長又有所增高外，其余樣品中鋅、鐵、銅含量漸趨一致。表明在腌漬過程中，蔬菜中的鋅(圖5)、鐵(圖6)、銅(圖7)亦會(huì)有較多溶出，生姜可能有吸附鋅的作用。

圖5 鋅含量的變化Figure 5 The variation of zinc content.

圖6 鐵含量的變化Figure 6 The variation of iron content.

圖7 銅含量的變化Figure 7 The variation of copper content.

2.5 硒含量的變化

在腌漬的前5 d，樣品(以干重計(jì))Se含量相對較高的生姜、豇豆中硒有所降低，Se含量相對較低的芹菜、萵芛等在腌漬過程中，會(huì)從泡菜汁液中吸附一定量的Se。但在腌漬5 d后，各樣品中硒含量在0.4 μg/g左右波動(dòng)，原因不明(見圖8)。

圖8 硒含量的變化Figure 8 The variation of selenium content.

2.6 鎘、鉻的含量變化

在腌漬過程中，樣品鎘、鉻含量的變化與鐵、銅含量變化基本一致，在腌漬5 d時(shí)各樣品鎘、鉻含量均降至最低，并趨穩(wěn)定，含量一致，見圖9。所測6種樣品中，只有生姜(以干重計(jì))樣品中鉻含量超過我國食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，其余各樣品中鉻含量均很低，經(jīng)過60 d的腌漬，生姜(以干重計(jì))中鉻含量由90.85 mg/kg逐漸降至6.80 mg/kg。

圖9 鎘含量的變化Figure 9 The variation of cadmium content.

2.7 鉛、砷的含量變化

在所測6種樣品中只有生姜、芹菜、萵芛中含有一定量的鉛，且隨腌漬時(shí)間延長而逐漸降低，在腌漬5 d時(shí)鉛含量最低并趨穩(wěn)定；而紅皮蘿卜、豇豆、紅椒三種樣品中均未檢測到鉛，且在腌漬過程中，亦未對鉛產(chǎn)生吸附作用，見圖10。

圖10 鉛含量的變化Figure 10 The variation of lead content.

3 結(jié)論

選用制作泡菜常用的芹菜、萵芛、紅皮蘿卜、豇豆、紅辣椒、生姜等6種原料，在同一陶壇中按四川傳統(tǒng)方式制作樣品，運(yùn)用微波消解預(yù)處理和ICP-OES法測定。結(jié)果表明：在乳酸(pH=3.0左右)自然發(fā)酵環(huán)境下，泡菜腌漬的前5 d，除鈉含量增加較多外，其余所測11種礦物質(zhì)元素含量均大幅度降低，并在腌漬后5 d或10 d左右趨于穩(wěn)定，且各樣品中同一礦物質(zhì)元素含量基本一致。

蔬菜在腌漬過程中，由于果膠分解酶、聚半乳糖醛酸酶等生物軟化酶對泡菜原料的分解作用[8-9]，使鉀、鈣、鎂、鋅、硒、鐵、銅等多種礦物質(zhì)元素釋放而丟失較多，致使泡菜逐漸軟化不脆。因此，為科學(xué)食用泡菜，腌漬時(shí)間不宜過長，最好是即腌即食，不僅微量元素?fù)p失少，脆度好，且亞硝酸鹽含量低[10-11]，四川的滾水泡菜(又稱“洗澡泡菜”，即將蔬菜在泡菜水中腌漬一、兩天即可)很值得推薦。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)蔬菜原料組織結(jié)構(gòu)的不同進(jìn)行分壇腌制，以滿足人們對醬腌菜的低鹽、標(biāo)準(zhǔn)化要求。

[1] 陳功,夏有書,張其圣,等.從中國泡菜看四川泡菜及泡菜壇[J].中國釀造(ChinaBrewing),2010(8):5-8.

[2] 徐同成,祝清俊,王文亮,等. 泡菜加工質(zhì)量的影響因素及其發(fā)展趨勢[J].中國食物與營養(yǎng)(FoodandNutritioninChina),2010(2):33-35.

[3] 趙麗珺,齊鳳蘭,陳有容.泡菜研究現(xiàn)狀及展望[J].食品研究與開發(fā)(FoodResearchandDevelopment),2006,25(3):21-23.

[4] 鄭烔,黃明發(fā). 泡菜發(fā)酵生產(chǎn)的研究進(jìn)展[J].中國調(diào)味品(ChinaCondiment),2007(5):22-25.

[5] 陳蕓蕓,李巧云.傳統(tǒng)泡菜發(fā)酵過程中主要成分的動(dòng)態(tài)分析[J].漳州師范學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版(JournalofZhangzhouNormalUniversity:Nat.Sci.),2009,33(2):112-117.

[6] 葉峻.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定根莖類蔬菜中12種礦物質(zhì)元素及食用科學(xué)性研究[J].中國無機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2012,2(2):57-60.

[7] 葉峻.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測定不同品種山藥中礦物質(zhì)元素與對比研究[J].中國無機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2014,4(4):60-61.

[8] 鄒華軍,李鳴,楊雪峰,等．傳統(tǒng)泡菜與乳酸菌發(fā)酵泡菜亞硝酸鹽和硝酸鹽含量動(dòng)態(tài)變化分析[J]．現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)(ModernPreventiveMedicine),2013,40(20):3732-3734.

[9] 余華. 四川泡菜腌制的影響因子及質(zhì)量問題[J].成都大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版(AcatScientiarumNaturaliumUniversitatisChengduensis),1996,15(2):5-8.

[10] 李志超,席貽龍,周俊.“制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量”實(shí)驗(yàn)研究[J].生物學(xué)教學(xué)(BiologyTeaching),2014,39(8):48-50.

[11] 段翰英,李遠(yuǎn)志,蔣善有,等. 泡菜的亞硝酸鹽積累問題研究[J].食品研究與開發(fā)(FoodResearchandDevelopment),2001,22(6):15-17.

Study on Content Variations of Mineral Elements for Pickled Vegetables in Its Production Process by ICP-OES

YE Jun

(AcademyofChemistryandLifeScience,ChengduNormalUniversity,Chengdu,Sichuan611130,China)

According to the traditional way of making pickled vegetables in Sichuan province, the pickled vegetable samples were pretreated by microwave digestion using nitric acid and hydrogen peroxide.The content variations of 12 mineral elements, including potassium, sodium, calcium, calcium, magnesium, zinc, iron, copper, selenium, cadmium, lead and chromium, were determined by inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy(ICP-OES) . The results show that in the first 5 days during the manufacturing process of pickle vegetable under the environment for natural fermentation of lactic acid, the contents of mineral elements such as Ca, Mg, Zn, Fe, etc. were all decreased dramatically except Na, which led to softening pickled vegetables. In addition, for a several kinds of vegetables which have similar organizational structures, after being salted for relative long time, the contents of each mineral element in them were close.

pickle; salting; ICP-OES; mineral elements

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.04.016

2016-03-16

2016-05-27

四川省教育廳科研項(xiàng)目(13ZA0293)；成都師范學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目(CJYKT11-12)資助

葉峻，男，教授，主要從事光譜分析與食品安全的研究與教學(xué)。E-mail：2609490934@qq.com

O657.31；TH744.11

A

2095-1035(2016)04-0059-05