火焰原子吸收光譜法在灞橋櫻桃金屬元素分析中的應(yīng)用

王 遷

(渭南師范學(xué)院 化學(xué)與材料學(xué)院，陜西 渭南 714099)

0 引言

【研究意義】櫻桃又名朱櫻、朱果、鶯桃、英桃等，是薔薇科櫻屬落葉小喬木，果實(shí)色澤艷麗，味道甘美，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1-2]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】櫻桃中富含人體所需的蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、碳水化合物、維生素C和胡蘿卜素等，同時(shí)，櫻桃中還含有豐富的鈣、鐵和鎂等微量金屬元素，櫻桃的含鐵量居各水果之首[3-6]。中醫(yī)記載，櫻桃具有補(bǔ)血益腎，健腦益智，祛風(fēng)勝濕、養(yǎng)顏駐容、防治蕁麻、收澀止痛、調(diào)理腸胃等功效[7-8]?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】陜西灞橋區(qū)地處陜西關(guān)中盆地中部，屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，年均溫11.3～13.7℃，年均日照時(shí)數(shù)2 026～2 719 h，水量資源充足，且雨熱同期，是櫻桃生長(zhǎng)的最佳區(qū)域之一[9-10]。當(dāng)?shù)氐臋烟翌w粒飽滿、香氣濃郁、果肉細(xì)嫩多汁、酸中帶甜，香氣濃郁，適口性強(qiáng)，由于適宜的生態(tài)條件，成熟的栽培技術(shù)，優(yōu)良的果實(shí)品質(zhì)，2012年6月“灞橋櫻桃”成功獲批地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品[11]。據(jù)文獻(xiàn)[12-15]報(bào)道，與其他果品相比，櫻桃的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究越來越受人們關(guān)注，但是關(guān)于櫻桃不同品種間的金屬元素分布研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以陜西灞橋當(dāng)?shù)刂髟缘脑绱蠊?、美早、紅燈和艷陽4個(gè)櫻桃品種為試驗(yàn)材料，采用HNO3-HCIO4消解法與火焰原子吸收光譜法相結(jié)合，測(cè)定不同櫻桃品種果實(shí)中Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn等6種金屬元素的含量，旨在為促進(jìn)陜西灞橋櫻桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，完善櫻桃營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)體系、加工與利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物 供試櫻桃采于陜西省西安市灞橋區(qū)，包含早大果、美早、紅燈和艷陽4個(gè)主要品種。

1.1.2 試劑 濃HNO3和HClO4，均為優(yōu)級(jí)純；MgSO4·7H2O、Fe(NO3)3·9H2O、CaCl2、CuSO4·5H2O、ZnO和MnSO4·H2O，均為分析純；試驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

1.1.3 儀器設(shè)備 WFX-200型原子吸收分光光度計(jì)，北京瑞利分析儀器公司；1810B型自動(dòng)雙重純水蒸餾器，上海申立玻璃儀器有限公司；BS-224S型電子天平，上海申立玻璃儀器有限公司；Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn空心陰極燈，北京曙光明電子光源儀器有限公司，最佳測(cè)試條件詳見表1。

表1 空心陰極燈的工作條件Table 1 The working conditions of hollow cathode lamp

1.2 方法

1.2.1 材料預(yù)處理

1) 溶液的配制。準(zhǔn)確稱取各種金屬元素的分析純?cè)噭?，配制成濃度?.000 0 g/L的元素儲(chǔ)備液，然后用逐步稀釋法配制成不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液(表2)。

表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度Table 2 Concentration of standard solution

2) 櫻桃樣品處理。分別取不同品種櫻桃依次用自來水和二次蒸餾水清洗干凈、晾干、去核后用攪拌機(jī)將果肉快速打成勻漿備用。準(zhǔn)確稱取5.000 0 g勻漿樣品置于燒杯中，加入10 mL濃HNO3，蓋上表面皿，放置在通風(fēng)櫥中浸泡過夜。次日，再加入濃HNO310 mL和HClO45 mL，將樣品置于電熱板上加熱消解，至大量白煙冒出，消化液變?yōu)闊o色透亮，繼續(xù)加熱至近干，待冷卻至室溫后，轉(zhuǎn)移至25.00 mL容量瓶中，用二次蒸餾水定容至刻度，搖勻，作為待測(cè)液備用。相同的條件下做空白對(duì)照試驗(yàn)。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定

1) 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。按照儀器的最佳工作條件，用原子吸收分光光度計(jì)分別測(cè)定各金屬元素不同濃度標(biāo)準(zhǔn)液的吸光度(y)，然后擬合各金屬元素濃度(x)與吸光度的標(biāo)準(zhǔn)回歸方程。

2) 不同品種櫻桃中金屬元素的含量。按儀器最佳工作條件，用原子吸收分光光度計(jì)分別測(cè)定不同品種櫻桃樣品中Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn的吸光度，根據(jù)擬合的回歸曲線方程計(jì)算樣品中各金屬元素含量。

3) 精密度試驗(yàn)。精密度是考察測(cè)量結(jié)果重現(xiàn)性的重要指標(biāo)，是保證準(zhǔn)確度的先決條件。對(duì)處理好的紅燈樣品溶液進(jìn)行平行測(cè)定7次，計(jì)算各金屬元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

4) 加標(biāo)回收率試驗(yàn)。加標(biāo)回收率是判定待測(cè)元素檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度的量化指標(biāo)。依據(jù)GB/T 27404—2008《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測(cè)》的要求，試驗(yàn)選擇標(biāo)準(zhǔn)線性曲線范圍的低、中及高3點(diǎn)作為考察樣品加標(biāo)回收率的情況[16]。取同一批已知含量的紅燈樣品，分別精密加入一定量各種元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在儀器最佳工作條件下測(cè)定吸光度，計(jì)算各金屬元素的加標(biāo)回收率。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

從表3可知，經(jīng)擬合得到各金屬元素的濃度(x)與吸光度(y)的標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程和相關(guān)系數(shù)分別為yMg=0.253 1x+0.005 1(r=0.997 5)、yFe=0.080 2x-0.004 6(r=0.994 8)、yCa=0.059 4x-0.008 3(r=0.999 2)、yCu=0.476 0x+0.067 0(r=0.998 3)、yZn=0.138 5x+0.017 2(r=0.995 1)和yMn=0.039 6x-0.003 1(r=0.996 6)，相關(guān)系數(shù)為0.994 8～0.999 2。表明，在工作濃度范圍內(nèi)，各金屬元素的濃度(x)與吸光度(y)存在良好的線性關(guān)系。

表3 線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)Table 3 Linear regression equation and correlation coefficient

2.2 不同品種櫻桃金屬元素的含量

從表4看出，陜西灞橋不同品種櫻桃中金屬元素含量均為紅燈>早大果>美早>艷陽。其中，Mg含量為172.84～265.06 mg/kg，F(xiàn)e含量為6.93～14.67 mg/kg，Ca含量為146.82～230.19 mg/kg，Cu含量為1.79～3.83 mg/kg，Zn含量為4.63～6.95 mg/kg，Mn含量為1.58～2.17 mg/kg。6種金屬元素中，Mg和Ca含量均明顯高于Fe、Zn和Cu含量，而Mn含量最低，且不同品種櫻桃中各金屬元素含量存在相同的規(guī)律性，即6種金屬元素含量均為Mg>Ca>Fe>Zn>Cu>Mn。同時(shí)，不同品種櫻桃中各金屬元素含量也存在一定差異，其中紅燈的Mg、Ca、Fe、Zn、Cu和Mn含量最高。

表4 不同櫻桃品種中金屬元素含量Table 4 Metal elements content in different cherry cultivars mg/kg

2.3 金屬元素測(cè)量精密度試驗(yàn)

從表5看出，紅燈中Mg含量為265.06～272.13 mg/kg，平均268.24 mg/kg；Fe含量為14.03～15.84 mg/kg，平均14.96 mg/kg；Ca含量為223.75～233.49 mg/kg，平均228.77 mg/kg；Cu含量為3.62～4.10 mg/kg，平均3.85 mg/kg；Zn含量為 6.69～7.25 mg/kg，平均6.92 mg/kg；Mn含量為2.09～2.41 mg/kg，平均2.24 mg/kg。各金屬元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差依次為0.86%、4.08%、1.56%、4.77%、3.39%和4.94%。說明，該測(cè)定方法的重現(xiàn)性好，方法精密度高，完全能滿足樣品分析的要求。

表5 紅燈櫻桃各金屬元素的含量及測(cè)量精密度(n=7)Table 5 Content and precision of metal elements in Hongdeng cherry(n=7)

2.4 加標(biāo)回收率

從表6看出，各金屬元素的加標(biāo)回收率為Mg 93.25%～102.43%，F(xiàn)e 96.51%～103.72%，Ca 92.57%～100.64%，Cu 98.21%～105.79%，Zn 95.08%～101.47%，Mn 94.32%～103.96%，表明，該分析方法準(zhǔn)確可靠。

表6 樣品加標(biāo)回收率的測(cè)定結(jié)果Table 6 Determination result of the recovery rate of the sample

3 結(jié)論

采用V高氯酸∶V硝酸=1∶4混酸體系對(duì)樣品進(jìn)行消解，利用火焰原子吸收光譜法測(cè)定陜西灞橋不同品種櫻桃果實(shí)中Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn等6種金屬元素含量。研究結(jié)果表明，不同品種櫻桃果實(shí)含有豐富的人體必需的金屬元素，其含量為Mg>Ca>Fe>Zn>Cu>Mn，紅燈櫻桃的金屬元素含量高于其余3個(gè)品種。經(jīng)過精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)，加標(biāo)回收率為92.57%～105.79%，RSD<5%，該測(cè)定方簡(jiǎn)便易操作、精密度好、準(zhǔn)確度高，適用于櫻桃等果蔬中多種金屬元素含量的測(cè)定。該研究結(jié)果為櫻桃的藥理活性研究、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健價(jià)值探索奠定了基礎(chǔ)。