火焰原子吸收光譜法測定黃山獼猴桃中金屬元素的含量

蘭艷素，張文峰，張猛，黃波 (黃山學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，安徽 黃山 245041)

火焰原子吸收光譜法測定黃山獼猴桃中金屬元素的含量

蘭艷素，張文峰，張猛，黃波
(黃山學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，安徽 黃山 245041)

采用火焰原子吸收光譜法對黃山獼猴桃(ActinidiachinensisPlanch)中Na、K、Cd、Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Pb、Zn的含量進(jìn)行了測定。結(jié)果顯示，含量較高的有K、Mg，其次是Na、Ca、Fe，含量較低的是重金屬Cd、Pb，各元素回收率均介于97.50%～103.18%之間。該法高效、簡單、準(zhǔn)確。

火焰原子吸收光譜法；獼猴桃(ActinidiachinensisPlanch)；金屬元素；含量

獼猴桃(ActinidiachinensisPlanch)又叫獼猴梨，黃山地區(qū)又稱之為楊桃，是獼猴桃屬(Actinidia)植物的果實(shí)[1]。獼猴桃不僅營養(yǎng)價(jià)值較高，而且酸甜可口，被譽(yù)為“水果之王”[2]。研究發(fā)現(xiàn)，獼猴桃的化學(xué)成分中多糖[3]、維生素C的含量較高，還含有生物堿、黃酮類、三萜類、揮發(fā)油、氨基酸等成分[4～6]。獼猴桃不僅具有一定的降血脂、抗腫瘤、抗畸形、抗氧化等功效，而且能清熱解毒、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力[7,8]，若經(jīng)常食用，可以有效治療食欲不振、便秘、消化不良等癥。

檢測微量元素的方法較多，現(xiàn)階段常用的有原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、X射線熒光光譜分析法等[9]。其中火焰原子吸收光譜法的檢出極限非常低，而且方法成熟，儀器操作比較簡單，準(zhǔn)確度高，成為廣泛應(yīng)用于中草藥及食品中微量元素含量測定方法之一。

到目前為止，對獼猴桃中的有效成分以及藥理活性均已有研究，但對于黃山獼猴桃中微量元素的研究尚未見報(bào)道。本研究采用濕法消解-火焰原子吸收光譜法測定黃山獼猴桃中10種金屬元素的含量，以期為黃山地區(qū)野生獼猴桃資源的進(jìn)一步開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

樣品：新鮮獼猴桃于2015年10月采自安徽省黃山風(fēng)景區(qū)。

試劑：所用鈉、鉀、鎂、銅、鉛、錳、鎘、鋅、鈣、鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度均為1000μg/mL，HNO3、H2O2為優(yōu)級純，其他試劑為國產(chǎn)分析純。

主要儀器：WFX-210型火焰原子吸收分光光度儀(北京瑞利分析儀器公司產(chǎn)品)；空心陰極燈(北京有色金屬研究總院產(chǎn)品)；FST-YZ-40超純水機(jī)(上海富詩特儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品)；ECH-II微機(jī)控溫電熱板(上海新儀微波化學(xué)科技有限公司產(chǎn)品)；電子分析天平(上海梅特勒-托利多儀器有限公司產(chǎn)品)；GZX-9030MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠產(chǎn)品)；FW100型高速萬能粉碎機(jī)(天津市泰斯特儀器有限公司產(chǎn)品)。

1.2 方法1.2.1 火焰原子吸收光譜儀測定條件

實(shí)驗(yàn)采用乙炔-空氣火焰原子吸收光譜法測定各種金屬元素的含量，通過預(yù)實(shí)驗(yàn)，對電流、燃燒高度等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到儀器工作的最佳參數(shù)，詳見表1。

表1 火焰原子吸收光譜儀工作參數(shù)

1.2.2 材料前處理

將新采摘的黃山獼猴桃用重蒸水清洗干凈，然后用小刀切成薄片，放到電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，設(shè)置溫度為50℃，干燥24h至恒重，用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，過100目篩，陰涼處保存?zhèn)溆?。所用玻璃儀器均采用6% HNO3浸泡24h，再用重蒸水沖洗2～3次，烘干后備用。

1.2.3 空白溶液、待測溶液的制備

取2個(gè)(編號為0號、1號)250mL三角瓶，精密稱取1份黃山獼猴桃粉末0.5000g，放入1號瓶中，在通風(fēng)櫥中分別向2個(gè)三角瓶中加入 9mL濃硝酸，蓋上表面皿，室溫下浸泡24h后再往三角瓶中加入雙氧水3mL后，一起置于電熱板上進(jìn)行加熱，加熱溫度先設(shè)置為60℃，保持5min，逐步升高至160℃，溶液慢慢沸騰，保持微微沸騰狀態(tài)10min，冒出棕色煙霧，繼續(xù)加熱，溶液不再冒白煙，約剩1mL無色透明溶液，小心取下三角燒瓶，在室溫條件下放置冷卻，最后將得到的樣液吸出，并用1% HNO3多次洗滌三角瓶和表面皿，與樣液合并后，定容于50mL容量瓶中，即得到空白溶液和樣品待測溶液。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

表2 各金屬元素標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度

從冰箱中取出10種元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度1000μg/mL)，先將各溶液稀釋10倍，再移取一系列不同體積稀釋后的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用1% HNO3定容于50mL容量瓶中，得到用于制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的溶液，各元素質(zhì)量濃度系列見表2。開機(jī)預(yù)熱，在已確定的儀器工作條件下，先用空白溶液調(diào)零，并從低到高質(zhì)量濃度依次進(jìn)樣，測定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的光密度，分別以金屬元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、光密度為縱坐標(biāo)繪制10種金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.5 樣品測定

打開儀器，預(yù)熱0.5h后，移取適量空白溶液、待測樣品溶液，用1%硝酸將溶液進(jìn)行稀釋，再用稀釋后的空白溶液進(jìn)行調(diào)零，測定樣品溶液的光密度。依次調(diào)換陰極燈，待光源穩(wěn)定后，依次測定不同金屬元素的含量。

1.2.6 精密度試驗(yàn)

移取2mL消解處理好的樣品、空白溶液，用1%HNO3稀釋，用空白溶液調(diào)零，光源穩(wěn)定5min后，連續(xù)5次進(jìn)樣，計(jì)算RSD值。

1.2.7 重復(fù)性試驗(yàn)

稱取5份等質(zhì)量的黃山獼猴桃粗粉，以HNO3和H2O2作為消解液，經(jīng)浸泡、消解制備待測、空白溶液，依次測定5份溶液中10種金屬元素的含量。

1.2.8 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

稱取31份獼猴桃粗粉，每份0.5000g，每種金屬元素的加標(biāo)樣量約等于樣品中含有的量，然后加入等體積消解液，放在電熱板上加熱，消解至無白煙冒出，樣品溶液轉(zhuǎn)移、定容到容量瓶中，每種金屬元素做3個(gè)平行試驗(yàn)，剩余的一份樣品不加標(biāo)準(zhǔn)溶液，浸泡后同法消解，得到待測液以及10種元素的加標(biāo)消解樣液，稀釋不同倍數(shù)，依次進(jìn)樣測定各溶液的光密度值。

2 結(jié)果與分析

2.1 消解試劑的確定

濕法消解常采用的消解液體系有濃HNO3、HNO3-HClO4、HNO3-H2O2、HF等，強(qiáng)酸性條件下，樣品能被完全消解，但在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行測定，會對原子吸收光譜儀有較大損傷，而且實(shí)驗(yàn)操作過程中存在不安全因素，因而選取HNO3-H2O2進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：HNO3-H2O2(3︰1)體系對黃山獼猴桃樣品的消解效果最好，硝化后所得溶液澄清，消解比較徹底，并具有省時(shí)、安全、操作簡單、損失少、污染小等優(yōu)點(diǎn)。所以，選用體積比為3︰1的HNO3-H2O2溶液作為消解液進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.2 各金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線

表3 各元素回歸方程及相關(guān)系數(shù)

測定所得數(shù)據(jù)采用origin軟件分別作圖，得到各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程以及相關(guān)系數(shù)見表3。由表3可知，在設(shè)定的濃度范圍內(nèi)，各元素曲線的線性關(guān)系良好(0.9988～0.9999)，滿足實(shí)驗(yàn)需要。

2.3 樣品含量測定結(jié)果

為了使測定的樣品溶液中所含金屬元素的質(zhì)量濃度均位于標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍之內(nèi)，在對含量較高K、Mg、Na元素的光密度進(jìn)行測定時(shí)，先將原待測液分別稀釋20、10、10倍后，再進(jìn)樣，將所得數(shù)據(jù)代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，計(jì)算得到樣液中各金屬元素的含量，重復(fù)操作3次，結(jié)果見表4。

由表4可見，黃山獼猴桃中均含有Na、K、Cd、Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Pb、Zn等金屬元素，其中K的含量最高，大于1000μg/g，其次為Mg，含量相對較高的還有Na、Ca，重金屬Cd、Pb的含量很少。各金屬含量由低到高的順序?yàn)椋篜b

表4 黃山獼猴桃中各元素含量(n=3)

表5 回收率試驗(yàn)結(jié)果

2.4 方法學(xué)考察

按照1.2.6的方法進(jìn)行精密度試驗(yàn)，每種金屬元素均得到5個(gè)光密度值，結(jié)果表明10種元素的RSD較小(0.91%～1.76%)，說明儀器的精密度較好，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠。

按1.2.7的方法進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)，待光源穩(wěn)定5min后，依次測定樣品溶液中各金屬元素的光密度值，結(jié)果RSD均小于2.36%(n=5)，可見試驗(yàn)的重現(xiàn)性較好。

按照1.2.8的方法進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，得到10種元素的回收率結(jié)果見表5。

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，所測10種元素的回收率均介于97.50%～103.18%之間，加標(biāo)回收率良好，說明試驗(yàn)所采用的方法具有較高的準(zhǔn)確度，滿足試驗(yàn)要求。

3 結(jié)論

本研究采用火焰原子吸收光譜法對黃山獼猴桃中的 Na、K、Cd、Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Pb、Zn元素含量進(jìn)行測定。結(jié)果表明，黃山獼猴桃中含有豐富的對人體有益的微量元素，其中K的含量最為豐富，其次是Mg、Na、Ca，含量均≥350μg/g，其中Ca、Mg元素具有很好的解毒效果[10]，這與獼猴桃具有的清熱解毒功效相呼應(yīng)。Fe、Zn的含量也不低，可以不同程度增強(qiáng)人體的免疫力[11]。重金屬Pb、Cd的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)，Cu的含量稍高，但也沒有超出國家標(biāo)準(zhǔn)(小于20μg/g)，可以放心食用。與黔東南州[12]、江西宜春[13]、浙江產(chǎn)獼猴桃[14]相比較，黃山獼猴桃中所含的金屬元素含量偏高，可能是黃山特有氣候以及植物所生長的土壤成分不同引起?？梢?，黃山獼猴桃不僅含有補(bǔ)充人體所需的各種微量元素，還具有一定的藥用價(jià)值，值得進(jìn)一步開發(fā)與利用。

[1]中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會.中國植物志[M].北京：科學(xué)出版社,1984:261～263.

[2]陳海峰,劉 晴,曾書琴.獼猴桃蒸汽熱燙去皮工藝研究[J].食品科技,2016,41(6):117～120.

[3]單云崗,陳錫林,傅躍青.野生獼猴桃多糖提取工藝研究[J].浙江中醫(yī)雜志,2015,50(2):146～147.

[4]杜彥影,劉長江,劉旸旸.響應(yīng)面設(shè)計(jì)法優(yōu)化軟棗獼猴桃莖中總生物堿的提取工藝[J].食品工業(yè)科技,2015,36(13):220～224.

[5]李然紅,金志民,陳鑫,等.狗棗獼猴桃研究進(jìn)展[J].中國林副特產(chǎn),2015,135(2):84～85.

[6]Takano F,Tanaka T,Tsukamoto W,etal.Isolation of (+)-catenin and (-)-epicatenin fromActinidiaargutaas bone marrow cell proliferation promoting compounds [J].Planta Med,2003,69:321～326.

[7]Guan D,Zhang Z,Yang Y,etal.Antioxidant and antitumor activities of water extracts from the root ofActinidiakolomikta[J].Exp Ther Med,2011,2:33～39.

[8]馬鳳愛.中華獼猴桃果實(shí)化學(xué)成分及生物活性研究[D].合肥:安徽中醫(yī)藥大學(xué),2015.

[9]楊柳，曹雪瑩，孟東陽.煤中微量元素含量常用測定方法[J].中國礦業(yè)，2014，23(2):293～300.

[10]烏蘭其其格，寶力道，路洪波，等.蒙藥阿嘎日中鐵等10種微量元素初級形態(tài)研究[J].遼寧中醫(yī)雜志,2016,43(7):1447～1449.

[11]付金娥，滕紅麗，郭力城.微波消解-ICP-OES分析白骨壤果實(shí)中微量元素[J].藥物分析雜志,2015,35(1):41～45.

[12]蔣天智,柴東方.野生獼猴桃的微量元素研究[J].凱里學(xué)院學(xué)報(bào),2014,32(6):53～55.

[13]王艷燕,劉 臨.原子吸收分光光度法測定獼猴桃中微量元素[J].微量元素與健康研究,2008,25(6):42～43.

[14]劉建軍,陳衛(wèi)紅.中華獼猴桃微量元素測定分析[J].廣東微量元素科學(xué),2001,8(4):63～65.

[編輯] 余文斌

2016-10-28

安徽省高校省級優(yōu)秀青年人才基金重點(diǎn)項(xiàng)目(2013SQRL088ZD)；安徽省黃山市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015Z-02)； 安徽省自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2015A259)。

蘭艷素(1985-)，女，碩士，助教，主要從事天然產(chǎn)物提取分離與活性研究，ls7536858@163.com。

O657.31;TS201.2

A

1673-1409(2017)06-0063-04

[引著格式]蘭艷素，張文峰，張猛，等.火焰原子吸收光譜法測定黃山獼猴桃中金屬元素的含量[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2017，14(6)：63～66,84.