同產(chǎn)地的黑米與白精米中微量元素含量的測定

梁振芬，王文佳，王小雨，房 陽

（黑龍江質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，黑龍江哈爾濱150050）

微量元素與人體健康密切相關(guān)，現(xiàn)已證明許多元素在人體發(fā)育和生命活動以及衰老、防病治病方面起著重要作用。黑米自古以來就是人們比較喜愛的食品，兼具藥食雙補(bǔ)的效果，俗稱“藥米”、“長壽米”[1]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)證實(shí)，黑米具有滋陰補(bǔ)腎，健脾暖肝、補(bǔ)益脾胃、益氣活血等療效。常食用黑米，有利于防治頭昏、貧血、白發(fā)、眼疾等癥。經(jīng)研究證實(shí)黑米的營養(yǎng)價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于精白米。

黑色作物中微量元素含量的測定報(bào)道不多見，多選用AAS 法和ICP-AES[2，3]法，但是相較于前兩者電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法以其動態(tài)線性范圍寬、檢出限低、干擾少、精度高等優(yōu)點(diǎn)更顯優(yōu)越性[4，5]。因此，為進(jìn)一步探討黑米和白精米中的營養(yǎng)價(jià)值差異，本文采用ICP-MS 法對黑龍江4 個(gè)地區(qū)的黑米及白精米中的13 種微量元素進(jìn)行了測定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器設(shè)備

電感耦合等離子體質(zhì)譜分析儀（美國Agilent，7700e），使用前用含1ng·mL-1Li、Y、Ce 和Tl 的調(diào)諧溶液優(yōu)化儀器參數(shù)，見表1。

表1 ICP-MS 的工作參數(shù)Tab.1 Instrumental conditions and data ac quisition parameters of ICP-MS

1.2 材料與試劑

Na、Mg、K、Ca、Al、V、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Se、Mo微量元素混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液（Agilent 公司，1000μg·mL-1）；HNO3（高純，科密歐公司）；實(shí)驗(yàn)用水為超純水（美國Millipore，Milli-Q）；實(shí)驗(yàn)用樣品來自黑龍江省哈爾濱市松北區(qū)（A）、五常市（B）、木蘭縣（C）、延壽縣（D）4 地。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

首先將4 個(gè)地區(qū)（A、B、C、D）的黑米及白精米樣品脫殼、粉碎、制成粉沫。準(zhǔn)確稱取試樣各0.50g于50mL 高硼硅消解管中，加入8mL 硝酸置于電熱消解儀上預(yù)處理一晚，然后升溫至120℃，消解120min，其后將樣品在150℃消解至澄清透明，趕酸后轉(zhuǎn)入50mL 容量瓶中，定容搖勻。每個(gè)樣品做3 個(gè)平行樣，同時(shí)做樣品試劑空白。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

標(biāo)準(zhǔn)溶液系列導(dǎo)入ICP-MS 進(jìn)行測定，分別得到13 種元素的線性方程及元素檢出限見表2。

表2 線性方程和檢出限Tab.2 Linear equations and detection limits of elements

2.2 樣品中微量元素的測定

根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)曲線序列分別加入5 和50ng·mL-1于D 地區(qū)黑米樣品中做加標(biāo)回收，測定結(jié)果顯示各元素的加標(biāo)回收率均處于87%～108%，見表3。

表3 大米樣品中的微量元素含量（mg·kg-1）Tab.3 Measurement results of trace elemental concentration in rice samples

這證實(shí)了采用ICP-MS 法定量測定這些元素含量是可靠的，每個(gè)樣品的13 種微量元素含量亦列入表3。

根據(jù)這些數(shù)據(jù)，我們大體可以將同一產(chǎn)地的黑米和白精米中各微量元素含量的比較分為如下兩種情況進(jìn)行歸類分析。第一類，黑米中Na、Mg、K、Ca、Al、V、Mn、Fe 等8 種元素含量比白精米高，見圖1～8，其中1、2、3、4 分別代表A、B、C、D 4 個(gè)產(chǎn)地，這說明在生長環(huán)境基本相同的情況下，黑米比較容易吸收富集這8 種元素。這些元素中含量最高的是K，最低的是V，其含量從大到小為：Al＞Mg＞Na＞Ca＞Al＞Mn＞Fe＞V。其中同產(chǎn)地黑米Na、Mg、K、Ca、Mn 等5 種元素含量小于該地白精米含量的兩倍，且其含量趨勢與白精米基本一致，該數(shù)據(jù)顯示這5 種元素在4 個(gè)產(chǎn)地環(huán)境中分布較均勻。但是其鋁、鐵、釩等3 種元素含量與白精米中相比相差明顯，能達(dá)到白精米的3～4 倍，這說明當(dāng)環(huán)境情況允許時(shí)黑米對某些特定微量元素的富集能力遠(yuǎn)強(qiáng)于白精米。

圖1 黑米與白精米中的Al 含量Fig.1 Content of Al in rice sample

圖2 黑米與白精米中的Fe 含量Fig.2 Content of Fe in rice sample

圖3 黑米與白精米中的V 含量Fig.3 Content of V in rice sample

圖4 黑米與白精米中的Na 含量Fig.4 Content of Na in rice sample

圖5 黑米與白精米中的Mg 含量Fig.5 Content of Mg in rice sample

圖6 黑米與白精米中的K 含量Fig.6 Content of K in rice sample

圖7 黑米與白精米中的Ca 含量Fig.7 Content of Ca in rice sample

圖8 黑米與白精米中的Mn 含量Fig.8 Content of Mn in rice sample

第二類，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示黑米中Cu、Zn、Se、Mo、Co 等5 種微量元素含量普遍沒有白精米高，如圖9～13 所示，其中1、2、3、4 分別代表A、B、C、D 4 個(gè)產(chǎn)地，這說明在生長環(huán)境基本相同的情況下，黑米中微量元素含量并不全比白精米多。當(dāng)然，有些情況可能與產(chǎn)地土壤環(huán)境中個(gè)別地塊這些元素的含量存在直接關(guān)系，如D 產(chǎn)地的鈷含量明顯與其他三地中含量趨勢不同。由此可見，對于Se、Mo 和Co 這些稻米中含量較低的元素，其生長環(huán)境中元素的些微差別也會對產(chǎn)品產(chǎn)生較明顯影響，因此，如需獲取微量元素含量均明顯高于白精米的黑米，那么其產(chǎn)地土壤、水源等因素應(yīng)充分考慮。

圖9 黑米與白精米中的Cu 含量Fig.9 Content of Cu in rice sample

圖10 黑米與白精米中的Zn 含量Fig.10 Content of Zn in rice sample

圖11 黑米與白精米中的Se 含量Fig.11 Content of Se in rice sample

圖12 黑米與白精米中的Mo 含量Fig.12 Content of Mo in rice sample

圖13 黑米與白精米中的Co 含量Fig.13 Content of Co in rice sample

3 結(jié)論

綜上所述，我們利用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法準(zhǔn)確測定了4 組同產(chǎn)地的黑米與白精米樣品中的Na、Mg、K、Ca、Al、V、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Se、Mo 13 種微量元素的含量。研究中我們發(fā)現(xiàn)這些黑米中Na、Mg、K、Ca、Al、V、Mn 和Fe 等8 種微量元素含量比白精米高，這說明在生長環(huán)境基本相同的情況下，黑米確實(shí)比較容易富集這些微量元素，從有益微量元素含量角度來說黑米的營養(yǎng)價(jià)值更高。同時(shí)Al、V、Fe 等個(gè)別元素的比較也顯示了黑米對某些特定微量元素的富集能力強(qiáng)于其它。但是對于Se、Mo 和Co 等稻米中含量較低的元素來說，其生長環(huán)境中微量元素的些微差別也會對產(chǎn)品產(chǎn)生明顯影響。因此，我們不能一概而論的說黑米中微量元素含量均遠(yuǎn)高于白精米，即使同產(chǎn)地的樣品也應(yīng)充分考慮土壤、水源等因素。

［1］馮彥博.黑色食品的營養(yǎng)價(jià)值及開發(fā)利用［J］.西部糧油科技,2003,（2）:36-38.

［2］邱洪久,景立新,楊立軍，等.火焰原子吸收光譜法測定啤酒新原料黑米中鐵錳鋅［J］.分析試室,1994,13（1）:92-93.

［3］王平,孫慧,張?zhí)m杰，等.黑米,黑豆,黑芝麻中幾種微量元素含量的測定［J］.鞍山師范學(xué)院學(xué)報(bào),2000,2（1）:95-98.

［4］Dri K.E.Jarvis,A.L.Gray,R.S.Houk,感耦合等離子體質(zhì)譜手冊［M］.北京:原子能出版社,1997,10.

［5］謝永臻,陳賓,莊峙廈,王小如，等.電感耦等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）同時(shí)測定人發(fā)中的微量元素［J］.廈門大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,1998,37（4）:557-562.