ICP-AES法測定砂糖橘中的礦質(zhì)元素含量

李云仙,劉祥義,徐娟,2,3,雷然,2,3

(1.西南林業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，云南　昆明650224;2.云南省高校生物質(zhì)化學(xué)煉制與合成重點實驗室，

云南　昆明650224；3.西南林業(yè)大學(xué) 材料工程學(xué)院，云南　昆明650224)

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ICP-AES法測定砂糖橘中的礦質(zhì)元素含量

李云仙1，2，3,劉祥義1,徐娟1,2,3,雷然1,2,3

(1.西南林業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，云南昆明650224;2.云南省高校生物質(zhì)化學(xué)煉制與合成重點實驗室，

云南昆明650224；3.西南林業(yè)大學(xué) 材料工程學(xué)院，云南昆明650224)

摘要：以市售廣西砂糖橘為材料，采用微波消解法處理樣品，以電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)檢測砂糖橘中Cu、Fe、Zn、Mn、Na、K、Ca、Mg、P等14種礦質(zhì)元素的含量，結(jié)果表明，砂糖橘果皮和果肉中K、Ca、Mg、P等元素的含量較高；果肉中K含量尤其高，達到9 082.23ug/g，而Na含量則很低，果肉中僅含80.45ug/g，元素Cr在果皮和果肉中均未檢出；Sr在果肉中未檢出，在果皮中含量為10.24ug/g；在砂糖橘果皮中B、Ca、Mg、Fe、Mn、Si、Zn 7種元素含量均高于果肉。加標回收率實驗表明，各元素的相對標準偏差(RSD)為0.18%～4.77%，各元素的回收率在95.15%～106.1%之間，說明該方法測定廣西砂糖橘中礦質(zhì)元素具有較好的精密度和準確度。

關(guān)鍵詞：ICP-AES；微波消解；砂糖橘；礦質(zhì)元素

砂糖橘(CitrusreticulataBlanco cv.‘shiyueju’)又稱十月橘，蕓香科(Rutaceae)，柑橘屬(CitrusL.)，柑橘亞屬植物，果期農(nóng)歷10月[1]，原產(chǎn)廣西懷集、廣寧、四會一帶，是當?shù)馗涕僦髟云贩N之一，因其味甜如砂糖而得名。其果肉中含有豐富的Vc、鈣、纖維質(zhì)以及豐富的糖、蘋果酸等人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)，具有理氣化痰、潤肺清腸、補血健脾等功效。目前，對砂糖橘的研究很多，但大都集中在營養(yǎng)成分的分析[2～4]，對微量元素的測定多用原子吸收光譜法，用ICP-AES法測定砂糖橘果實及果皮中礦質(zhì)元素的研究未有報道。很多研究表明，礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)起著相當重要的作用，測定方法也很多[5～7]，原子吸收光譜法和ICP-AES法是目前測定礦質(zhì)元素使用較多的方法，與原子吸收光譜法相比，ICP-AES法具有同時能測定多種元素，檢出限更低，線性范圍更寬，靈敏度更高，干擾少等優(yōu)點，因此近幾年被廣泛應(yīng)用于礦質(zhì)元素的分析測定[8]。礦質(zhì)元素的分析常采用濕法消解、干法消解和微波消解，濕法消解對環(huán)境污染大、耗時長，費力；微波消解法處理樣品，具有消解能力強，樣品消解徹底，熱量損耗少、消解效率高，數(shù)分鐘就可以使樣品消化完全,試劑用量也少，比較環(huán)保且空白值低等優(yōu)點，近年來被廣泛運用于礦質(zhì)元素分析的前期樣品處理[9～11]。本文采用微波消解對砂糖橘果實和果皮進行消解處理,用ICP-AES法對試樣中Mg、P、K、Fe、Zn、Mn等14種常量及微量元素進行研究測定。

1材料與方法

1.1材料

砂糖橘購買自超市(產(chǎn)地為廣西)。

1.2儀器及試劑

VISFA-MPX型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(美國VARIAN公司)；波長范圍：175～785nm波長連續(xù)覆蓋，完全無斷點；焦距0.4m，中階梯光柵刻線97.4線/mm，RF發(fā)生器頻率40.68 MHz；等離子體輸出功率700～1 700W；等離子體冷卻氣0～22.5L/min可調(diào)。其他儀器工作參數(shù)如表1所示。

表1　儀器工作參數(shù)

鈣、鎂、鐵、鋅、鉀等14種標準儲備溶液(國家鋼鐵材料測試中心),濃度均為1 000ug/mL；硝酸、雙氧水為優(yōu)級純；超純水；玻璃儀器均經(jīng)10%HNO3浸泡過夜，用超純水清洗。

1.3方法

砂糖橘用蒸餾水沖洗干凈，將水果剝開，把果皮和果肉用不同培養(yǎng)皿裝好放入烘箱80℃烘干至恒重。樣品取出用研缽將其研碎然后按下列方法進行消解。分別精確稱取0.500g果皮和果肉樣品倒入消解罐中，加5mL濃硝酸，放到電熱板上碳化15min，隨后補加4mL濃硝酸和1mLH2O2，然后把消解罐置于微波消解儀中。按表2程序進行消解，消解完成后冷卻至室溫，將消解罐中的液體轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，用5%硝酸定容。平行做空白試驗參照呂琳琳、趙寧的方法[12～13]。

(1)分析線與檢出取限確定

待測的礦質(zhì)元素之間含量差異較大，會相互影響和干擾譜線，因此每個元素均選取2～3條特征譜線進行測定,分析了強度、互相干擾情況及穩(wěn)定性等因素,綜合分析這些因素，進而選擇干擾較小、精密度較高的適合砂糖橘果肉和果皮樣品的分析線作為儀器的工作分析譜線。

表2　微波消解程序

(2)測定方法的可靠性分析

方法可靠性的驗證使用加標回收實驗來考察。本實驗選取砂糖橘果肉樣品來做加標回收率實驗。各待測元素的標準溶液按一定的量分別加入到實驗樣品中，按消解樣品的方法進行消解，重復(fù)測定5次。

(3)礦質(zhì)元素測定

將糖橘果肉和果皮分別按上述方法處理成測試液，應(yīng)用ICP-AES在最佳優(yōu)化實驗條件下進行測定，每個樣品平行測定3次，取平均值。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)采用Excel處理。

檢出限D(zhuǎn)=3N×Q/I①,式中，D為檢出限：Q為進樣量；N為噪音；I為信號響應(yīng)值。I/N即為該進樣量下的信噪比，該信噪比可通過工作站對圖譜進行自動分析獲得。

相對標準偏差(RSD)=標準偏差(SD)/計算結(jié)果的算術(shù)平均值(X)×100%②

加標回收率=(加標試樣測定值-試樣測定值)/加標量×100%③

2結(jié)果與分析

2.1分析波長的選擇及方法的檢出限

利用最佳條件對空白溶液重復(fù)測定，經(jīng)過一系列計算得到其檢出限。各待測元素的分析線及檢出限的結(jié)果見表3。

表3　礦質(zhì)元素的分析譜線和檢出限

2.2方法的精密度及準確度

方法的精度及準確度分析結(jié)果見表4。由表4可知，本研究采用的實驗方法消解樣品，各元素的相對標準偏差(RSD)為0.18%～4.77%之間，各元素的回收率在95.15%～106.1%之間，表明該方法具有較好的精密度和準確度。

2.3樣品的測定結(jié)果

砂糖橘中礦質(zhì)元素含量檢測結(jié)果如表5所示。

表4　測定方法的精密度及加標回收實驗

表5　砂糖橘中14種礦質(zhì)元素含量

注：“-”表示未檢出。

由表5可知，砂糖橘果皮和果肉中K、Ca、Mg、P等元素的含量較高；果肉中K含量尤其高，達到9 082.23ug/g，而Na含量在果肉中僅為80.45ug/g，元素Cr在果皮和果肉中均未檢出，果肉中礦質(zhì)元素含量最多的5種元素由大到小是K>Ca>P>Mg>Na；Sr在果肉中未檢出，在果皮中含量為10.24ug/g；果皮中礦質(zhì)元素含量最多的5種元素大到小依次是K>Ca>Mg>P>Na。在砂糖橘果皮中B、Ca、Mg、Fe、Mn、Si、Zn 7種元素含量均高于果肉，所以，砂糖橘的果皮也具有一定的營養(yǎng)價值，可以加以開發(fā)利用。

3結(jié)論與討論

本實驗找到了適合砂糖橘果肉和果皮樣品的消解方法以及用ICP-AES發(fā)測定砂糖橘中常礦質(zhì)元素的條件，測量結(jié)果較好，回收率較高，為95.15%～106.1%。

很多研究表明，柑橘類水果含有多種維生素、氨基酸和礦物質(zhì)，能夠提高人體抵抗疾病的能力，可阻止動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展，對人體健康有很多益處[14～15]。通過實驗研究建立了微波消解處理樣品的工藝，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)法測定砂糖橘礦質(zhì)元素的方法，經(jīng)過方法可靠性分析得出，該方法具有較好的精密度和準確度，可為今后砂糖橘礦質(zhì)元素的測定提供參考。本研究結(jié)果表明，砂糖橘是一種營養(yǎng)價值很高的水果，其果K元素含量極高(9 082.33ug/g)而Na元素含量很低(80.45ug/g)，是一種高鉀低鈉的水果，有助調(diào)節(jié)血壓、維持正常的心律，除K、Cu、Na、P、S外，砂糖橘果皮中的B、Ca、Mg、Fe、Mn、Si、Zn 7種元素含量均高于果肉，Sr在果肉中未檢出，在果皮中含量為10.24ug/g，因此，果皮也具有一定的營養(yǎng)價值，可以進一步加工利用。

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Mineral Elements Determination in Citrus reticulata Blanco cv.‘shiyueju’ by ICP-AES

LI Yun-xian1，2，3,LIU Xiang-yi1,XU Juan1，2，3,LEI Ran1，2，3

(1.College of Science,Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,P.R.China;2.University Key Laboratory of Biomass Chemical Refinery & Synthesis,Kunming Yunnan 650224,P.R.China;3.College of Materials Engineering,Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,P.R.China)

Abstract:The contents of 14 elements such as Cu,Fe,Zn,Mn,Na,K,Ca,Mg and P were studied by ICP-AES with microwave digestion in Citrus reticulata Blanco cv.‘shiyueju’,and the results showed that,the contents of K，Ca，Mg，P were higher inpeel and pulp.The content of K in the pulp were very high,reached 9 082.23 ug/g,while the content of Na were very low,with only 80.45 ug/g.The Cr elements were not detected in fruit peel and pulp.Sr was not detected in the flesh,but its content was 10.24 ug/g in the peel.The content of B,Ca,Mg,Fe,Mn,Si,Zn in peel were higher than that in the flesh.The relative standard deviations and recoveries of all elements determined with ICP-AES were between 0.18%～4.77% and 95.15%～106.1% respectively.The combination of microwave digestion with the ICP-AES showed that this technolgy has better precision and accuracy.

Key words:ICP-AES； microwave digestion；Citrus reticulata Blanco cv.‘shiyueju’；mineral elements

中圖分類號：S 123;O 657.31

文獻標識碼：A

文章編號：1672-8246(2016)02-0071-04

第一作者簡介：李云仙(1980-)，女，實驗師，碩士，主要從事植物化學(xué)研究。E-mail:9177257@qq.com

基金項目：云南省教育廳科學(xué)研究基金項目(2014Y329)，國家林業(yè)局項目(2010104046)。

*收稿日期：2015-07-01