火焰原子吸收光譜法測量不同產(chǎn)地紅棗中鈣、鐵、鋅*

吳忠文，虞安楠，吳小說

(池州學(xué)院 材料與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 池州 247000)

紅棗是我們生活中常見的一種養(yǎng)生食品，其營養(yǎng)豐富，富含各種維生素和多種人體必需的微量金屬元素，如鈣、鐵、鋅等，這些金屬元素對人體的健康起著巨大的作用[1]。鈣元素在人體內(nèi)起著代謝平衡調(diào)節(jié)作用，維持人體各個器官正常運行[2]。鐵元素是構(gòu)成血紅蛋白和肌紅蛋白的主要成分，廣泛參與人體的各項代謝活動[3]。鋅元素在人體內(nèi)參與著一些酶的合成，維持著機體平衡，缺少鋅會使平衡失調(diào)，影響身體健康[4]。這些微量金屬元素都是需要在日常飲食中獲取，研究不同食品中各種金屬元素的含量對我們?nèi)粘ｏ嬍车陌才庞兄e極的指導(dǎo)作用。

棗類消解常用前處理方法有濕法消解、微波消解、壓力罐消解以及干法灰化法等[5-8]。本實驗采用壓力罐消解法對紅棗進行消解處理，該方法操作簡單、耗時少、消解效果好。測量微量金屬含量的分析方法主要包括原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法以及比色法等[9-12]。在本文中，我們采用了火焰原子吸收光譜法，該方法操作簡單，精密度好，準(zhǔn)確度高，常用于食品中微量金屬元素含量的測定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和設(shè)備

TAS-986原子吸收分光光度計，北京普析通用公司；DHG-9140A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；電子天平，F(xiàn)A2204N，上海菁海儀器有限公司。

1.2 主要試劑及材料

不同產(chǎn)地的紅棗，超市采購；濃硝酸，國藥集團藥業(yè)股份有限公司；1000 mg/L 鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液，1000 mg/L 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，1000 mg/L 鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液，國家鋼鐵研究總院。

1.3 樣品前處理

1.3.1 樣品的干燥

將超市隨機采購的安徽、新疆、山東、河南4個產(chǎn)地的紅棗分別編號為樣品1、樣品2、樣品3、樣品4，用剪刀將不同品種的棗子剪成細(xì)薄的小塊，去掉棗子中間的核，方便后期的研磨。取4個干凈干燥的小燒杯，將剪碎的棗子分別裝如對應(yīng)的燒杯中，將4個燒杯放入 120 ℃ 的烘箱中進行干燥，大約 3 h 后將燒杯取出，棗子的水分已經(jīng)完全烘干，分別倒入研缽中進行研磨，研磨至粉末狀態(tài)，待用。

1.3.2 樣品的消解

分別稱取研磨后的不同產(chǎn)地的棗子3份，每份 1 g 左右，精稱至 0.0001 g，將其裝入玻璃內(nèi)襯中，再向玻璃內(nèi)襯中加入 5 mL 的濃硝酸，將玻璃內(nèi)襯裝入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，最后放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后放入 140 ℃ 的烘箱中消解大約 5 h，自然冷卻后取出玻璃內(nèi)襯，得到清亮消解液。

將消解后的液體轉(zhuǎn)移至燒杯中，燒杯放置于電爐上小火加熱揮發(fā)去除剩余的硝酸，臨近蒸干時加入去離子水，繼續(xù)蒸發(fā)至近干時，關(guān)閉電爐，將燒杯內(nèi)的液體轉(zhuǎn)移 25 mL 比色管中，定容至刻度，待測。

1.4 鈣、鐵、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

1.4.1 鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

將質(zhì)量濃度為 1000 mg/L 鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液初步稀釋至質(zhì)量濃度為 10 mg/L，分別取 10 mg/L 的鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液5.00、10.00、15.00、20.00、25.00 mL 于 25 mL 比色管中，用去離子水稀釋至刻度線，搖勻，待用。

1.4.2 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

將 1000 mg/L 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至質(zhì)量濃度為 10 mg /L ，分別取 10 mg/L 的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL 于 25 mL 比色管中，用去離子水稀釋至刻度線，搖勻，待用。

1.4.3 鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

將 1000 mg/L 鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至質(zhì)量濃度為 5 mg/L，分別取 5 mg/L 的鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL 于 25 mL 比色管中，用去離子水稀釋至刻度線，搖勻，待用。

1.5 樣品的測量

打開并預(yù)熱火焰原子化器，分別調(diào)節(jié)鈣、鐵、鋅元素?zé)簦瑑?yōu)化測量條件，主要測量條件列于表1中，通過測量標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，繪制鈣、鐵、鋅元素標(biāo)準(zhǔn)曲線，并同時測量前處理過的樣品，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算得出每種樣品中鈣、鐵、鋅元素含量。

表1 火焰原子吸收分光光度計的工作條件

1.6 回收實驗

稱取一定質(zhì)量的紅棗樣品，消解、趕酸后轉(zhuǎn)移至 25 mL 比色管中，定容至刻度，用移液管取 12.50 mL 該溶液置于另一只 25 mL 比色管中，兩只比色管其中一只用去離子水稀釋至刻度，待測。另一只中加入一定體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液(鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液 5.00 mL、鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液 1.00 mL、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液 0.50 mL)后稀釋至刻度，待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以金屬元素質(zhì)量濃度ρ為橫坐標(biāo)，吸光度值A(chǔ)為縱坐標(biāo)繪制出了鈣、鐵、鋅的標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1、圖2和圖3所示。從圖中可以看出，鈣、鐵、鋅元素質(zhì)量濃度和吸光度之間線性關(guān)系良好，其中，鈣元素的線性方程為y=0.0389x-0.006，R2=0.9986；鐵元素的線性方程為y=0.0728x+0.0027，R2=0.9997；鋅元素的線性方程為y=0.2897x+0.0039，R2=0.9981。

圖1 鈣標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2 鐵標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3 鋅標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 不同產(chǎn)地紅棗中的鈣含量

不同產(chǎn)地紅棗中鈣含量測量結(jié)果如表2所示，平均鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為182.6～393.5 mg/kg，其中樣品2即新疆紅棗中的鈣含量最高，其次是河南紅棗，安徽和山東紅棗鈣含量相當(dāng)。

表2 不同產(chǎn)地紅棗中的鈣含量

2.3 不同產(chǎn)地紅棗中的鐵含量

各地紅棗中鐵含量測量結(jié)果如表3所示，平均鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為57.3～157.0 mg/kg，其中，山東、安徽和新疆的紅棗中鐵含量相差都不大，但河南棗中鐵含量較高，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到了 157.0 mg/kg。

表3 不同產(chǎn)地紅棗中的鐵含量

2.4 不同產(chǎn)地紅棗中的鋅含量

各地紅棗中鋅含量測量結(jié)果如表4所示，平均鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3～22.3 mg/kg，其中，河南紅棗中鋅的平均含量最高，山東棗中鋅的平均含量最低，安徽和新疆棗鋅含量相當(dāng)。

表4 不同產(chǎn)地紅棗中的鋅含量

2.5 不同產(chǎn)地紅棗鐵、鈣、鋅含量的比較

紅棗中微量金屬元素含量豐富，不同產(chǎn)地的紅棗功效大體上相同，能夠補充人體對鈣、鐵、鋅等微量元素的吸收。如圖4所示，本實驗選用的4種產(chǎn)地紅棗中鈣含量最為豐富，鐵含量次之，鋅元素的含量最低，這是由于不同植物對營養(yǎng)元素的需求以及消化吸收利用能力的差異引起的，和植物種類的營養(yǎng)遺傳特性息息相關(guān)。不同產(chǎn)地的鈣、鐵、鋅含量也有差異，本實驗選用的新疆和河南紅棗中鈣含量比安徽和山東紅棗的鈣含量更高，河南紅棗中鐵和鋅的含量比其他產(chǎn)地紅棗中的鐵和鋅的含量高，這些差別很可能是由當(dāng)?shù)氐耐寥赖氐V不同引起的。

圖4 不同產(chǎn)地紅棗中的鈣、鐵、鋅含量

2.6 回收實驗

鈣、鐵、鋅元素的加標(biāo)回收實驗結(jié)果如表5所示，鈣元素的回收率為97.7%～102.8%，鐵元素的回收率為96.2%～103.0%，鋅元素的回收率為97.0%～100.0%，3種元素的回收率均滿足測量要求。

表5 加標(biāo)回收實驗測量結(jié)果

3 結(jié)論

本文隨機選擇了市售安徽、新疆、河南、山東產(chǎn)地的紅棗為研究對象，在濃硝酸的作用下，利用不銹鋼反應(yīng)釜壓力罐在 140 ℃ 條件下對樣品進行前處理，采用火焰原子吸收光譜法測定了4種產(chǎn)地紅棗中的鈣、鐵、鋅元素的含量，測量方法線性關(guān)系良好，回收率符合要求。測量結(jié)果表明不同產(chǎn)地的紅棗中鈣含量最高(182.6～393.5 mg/kg)，鐵元素含量次之(57.3～157.0 mg/kg)，鋅元素含量最低(7.3～22.3 mg/kg)，不同產(chǎn)地的鐵、鈣、鋅含量有小的差別，這與各個產(chǎn)地的土壤和地質(zhì)情況相關(guān)。