藥食兩用食品中微量元素和重金屬含量的測(cè)定

范文秀，朱芳坤，郝海玲，張玉泉

（河南科技學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453003）

藥食兩用食品中微量元素和重金屬含量的測(cè)定

范文秀，朱芳坤，郝海玲，張玉泉

（河南科技學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453003）

建立了微波消解電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定藥食兩用食品中微量元素的方法，并用該法分別測(cè)定了14種藥食兩用食品中Mn、Fe、Zn、Cu、Ni、Cr、Cd和Pb等元素的含量。結(jié)果表明，該方法的加標(biāo)回收率在95.0%～104.0%之間，RSD≤4.35%。藥食兩用食品中Zn含量高于其它可食性花卉，F(xiàn)e含量比普通葉菜類蔬菜更高，而其Cu/Zn比值較低，重金屬含量普遍較低。此測(cè)定結(jié)果可為探討藥食兩用食品的保健作用與微量元素含量的相關(guān)性提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

微波消解，等離子體發(fā)射光譜法，藥食兩用食品，微量元素

自古以來，人們對(duì)藥食兩用食品就有研究，唐朝時(shí)期的《黃帝內(nèi)經(jīng)太素》［1］一書中寫道：“空腹食之為食物，患者食之為藥物”，就反映出“藥食同源”的思想。藥食兩用食品，既可以作為食品，也可以作為藥品，是進(jìn)行藥品或保健食品開發(fā)的重要原料，如山楂、槐豆、杏仁、山藥、蓮子、靈芝、大麥芽、桂圓、葛根、銀耳、芡實(shí)、百合、銀杏、薏米仁等，它們既屬于中藥，有良好的治病療效，又是經(jīng)常食用的富有營(yíng)養(yǎng)的可口食品，有強(qiáng)身健體，滋補(bǔ)養(yǎng)顏之功效?，F(xiàn)代科學(xué)研究已證明特定狀態(tài)的微量元素是維持健康和防病治病的必要條件之一，微量元素是中藥歸經(jīng)和藥性物質(zhì)基礎(chǔ)的重要組成部分［2］。長(zhǎng)期以來，人們對(duì)藥食兩用食品的有效成分研究偏重于有機(jī)成分，隨著對(duì)中藥成分的深入探討，無機(jī)成分尤其是微量元素日益被人們所重視。隨著醫(yī)藥學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)和食品科學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了許多微量元素的補(bǔ)充方法［3］，但是最經(jīng)濟(jì)有效的微量元素補(bǔ)充方法還是食補(bǔ)，所以研究藥食兩用食品中微量元素的含量對(duì)于人類健康意義重大。另外，當(dāng)前食品研究的另一個(gè)熱點(diǎn)是“食品安全”，食品安全的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一就是重金屬，它在人體內(nèi)代謝緩慢，容易積累，對(duì)人體危害極大［4］。本文采用微波消解-等離子發(fā)射光譜法對(duì)14種常見的藥食兩用食品中的Mn、Fe、Zn、Cu、Ni、Cr、Cd、Pb等8種微量元素含量進(jìn)行了測(cè)定，為探討藥食兩用食品的多種保健作用、新產(chǎn)品的開發(fā)及其質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藥食兩用食品 包括山楂、槐豆、杏仁、山藥、蓮子、靈芝、大麥芽、桂圓、葛根、銀耳、芡實(shí)、百合、銀杏、薏米仁等14種，均購(gòu)于新鄉(xiāng)市胖東來中藥超市；Fe、Zn、Mn、Cu、Ni、Cr、Cd、Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液 由國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心，鋼鐵研究總院提供的多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，各元素的濃度均為1000μg·mL-1；HNO3、HClO4優(yōu)級(jí)純；實(shí)驗(yàn)用水 石英亞沸蒸餾水。

Optima 2100 DV電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀 美國(guó)PE公司；等離子體系統(tǒng) 等離子體側(cè)向-軸向雙觀察系統(tǒng)；光學(xué)系統(tǒng) 中階梯光柵雙光路二維色散分光系統(tǒng)，分辨率小于0.003nm（200nm處）；工作方式 光譜直讀，順序多元素同時(shí)測(cè)定；霧化系統(tǒng) 正交霧化器。儀器工作條件如表1所示。

表1 ICP-AES工作條件

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 將所選14種藥食兩用食品樣品快速用自來水沖洗干凈，再用去離子水漂洗，置于電熱鼓風(fēng)干燥箱中，在55～65℃烘干，用微型植物試樣粉碎機(jī)粉碎后過80目篩，將過篩后的粉末用濾紙包裹好，貯于干燥器中備用。

準(zhǔn)確稱取樣品0.3000g各3份于微波消解罐中，加硝酸8.0mL，高氯酸1.0mL，靜置過夜，加2.0mL過氧化氫，按照表2設(shè)定程序進(jìn)行消解。消解結(jié)束后，將消解液轉(zhuǎn)入100mL燒杯中加蓋表面皿，在可調(diào)試電熱板上蒸酸至白煙冒盡，溶液澄清透亮近干，冷卻，用2.0%硝酸定容至10.0mL的容量瓶中，同時(shí)制作空白。

表2 微波消解程序

1.2.2 樣品測(cè)定 按表1所列儀器的工作條件，用ICP-AES法測(cè)定樣品溶液中Mn、Fe、Zn、Cu、Ni、Cr、Cd、Pb等8種微量元素含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析波長(zhǎng)的選擇

采用ICP-AES法測(cè)定藥食兩用食品中微量元素的含量，ICP-AES法對(duì)每個(gè)元素的測(cè)定都可以同時(shí)選擇多條特征譜線，一般在實(shí)驗(yàn)中選擇共存元素譜線干擾少、精密度好和信噪比高的譜線，本實(shí)驗(yàn)選定的各元素分析譜線波長(zhǎng)見表3。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

將各元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制成一系列的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度分別為0.10、0.50、1.00、5.00、10.00μg·mL-1，在選定的儀器工作條件下對(duì)標(biāo)液進(jìn)行測(cè)定，化學(xué)工作站自動(dòng)繪制工作曲線，其線性相關(guān)系數(shù)在0.9999～1.0000之間。

2.3 消解試劑

采用濃HNO3及HClO4混酸作為微波消解試劑。濃硝酸具有強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性，是理想的微波消解試劑。為了完全消解復(fù)雜的中藥材，需要加入強(qiáng)氧化劑，并進(jìn)行預(yù)消解。采用加入混酸比僅加入濃硝酸時(shí)的消解效果明顯得到了改善，因此采用混合酸消解。

表3 元素分析譜線波長(zhǎng)

表4 回收率和精密度的測(cè)定結(jié)果（n=5）

2.4 方法的準(zhǔn)確度和精密度

為考察方法的可靠性，對(duì)藥食兩用食品百合進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)回收結(jié)果見表4，由表4可知，各元素的回收率在95.0%～104.0%之間，RSD≤4.35%，表明該方法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度。

2.5 樣品分析

按上述方法測(cè)定了14種藥食兩用食品中Cu、Zn、Fe、Mn、Ni、Cd、Cr、Pb等8種微量元素的含量，測(cè)定結(jié)果見表5。

2.6 元素的含量及特征

從表5可以看出，14種藥食兩用食品中人體必需的微量元素Cu、Zn、Fe、Mn、Cr含量豐富，與普通葉菜類蔬菜相比［5］，藥食兩用食品中Fe含量更高，與其它可食性花卉相比［6］，藥食兩用食品中Zn含量較高，F(xiàn)e是血紅蛋白和肌紅蛋白的核心部分，缺Fe容易導(dǎo)致貧血，引起氧的運(yùn)輸和儲(chǔ)存不足，Zn是參與免疫功能的一種重要元素，對(duì)部分病菌有抗生作用。中國(guó)生理科學(xué)會(huì)和中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院等提出了正常人日攝入微量元素的部分標(biāo)準(zhǔn)［7-8］，如成年男子每日膳食中鐵攝入量為12.0mg，鋅為15.0mg。通過這些標(biāo)準(zhǔn)和所測(cè)藥食兩用食品中微量元素的含量可以合理地食用藥食兩用食品。市售藥食兩用食品中對(duì)人體有害的重金屬元素Ni、Cd、Pb含量很少，符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［7］。

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院龐達(dá)等研究發(fā)現(xiàn)［9］，由胃癌、胃良性疾病和健康對(duì)照組血清中微量元素的比較發(fā)現(xiàn)，胃癌、胃良性疾病患者血清中Cu/Zn比值均高于正常對(duì)照組。而所測(cè)14種藥食兩用食品中其Cu/Zn比值都遠(yuǎn)小于1，如薏米仁、山楂、山藥、銀耳、蓮子的Cu/Zn比值分別為0.015、0.016、0.024、0.048、0.076，這些中藥都是較好地的癌食品。胃癌、胃良性疾病患者可以通過食用薏米仁、山楂、山藥、銀耳、蓮子這些食品來改善體內(nèi)Cu和Zn的含量，從而抑制損壞組織的進(jìn)一步惡化。

表5 14種藥食兩用食品中微量元素含量的測(cè)定結(jié)果（μg·g-1）

［1］王洪圖，李云.黃帝內(nèi)經(jīng)太素（修訂版）［M］.北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2005：129.

［2］范文秀，楊素蘭，郝海玲.山楂及其中藥制劑中無機(jī)元素的光譜測(cè)定［J］.廣東微量元素科學(xué)，2005，12（8）：60.

［3］秦俊法，李增禧.中國(guó)微量元素研究二十年［J］.廣東微量元素科學(xué)，2004，11（12）：1.

［4］欒娜，張瑩.北京市部分市售兒童小食品重金屬污染分析［J］.食品科學(xué)，2006，27（10）：473.

［5］中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品研究所編.食品成分表［M］.北京：人民衛(wèi)生出版社，1995：12.

［6］范文秀，李新崢.洋槐花中微量元素的光譜測(cè)定［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2005，25（10）：1714.

［7］中國(guó)預(yù)防科學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)處.食品衛(wèi)生國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)匯編［M］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1995：356.

［8］王夔，唐任寰，徐輝碧.生命科學(xué)中的微量元素［M］.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1991：128.

［9］龐達(dá)，劉鳳玉，鄧中慧.黑龍江省胃癌患者血清微量元素含量分析［J］.中國(guó)地方病學(xué)雜志，1999，18（3）：55.

Determination of trace elements and heavy metals in some edible Chinese herbs

FAN Wen-xiu，ZHU Fang-kun，HAO Hai-ling，ZHANG Yu-quan
（School of Chemistry and Chemical Engineering，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453003，China）

A method was studied for the analysis of trace elements in some edible Chinese herbs by using lCP-AES with microwave digestion.The contents of trace elements such as Mn，F(xiàn)e，Zn，Cu，Ni，Cr，Cd and Pb in 14 kinds of edible Chinese herbs were determined.The results showed that the recoveries obtained by standard additive method were from 95.0%to 104.0%，and the relative standard deviation was lower than 4.35%.The contents of Zn in edible Chinese herbs were higher than edible flowers.The concentrations of Fe in edible Chinese herbs were higher than leafy vegetables，while w（Zn）/w（Cu）ratio of edible Chinese herbs were lower.But the edible Chinese herbs contained tiny heavy metals.The research would provide scientific data for the study on the correlations between trace elements and health functions in edible Chinese herbs.

microwave digestion；lCP-AES；edible Chinese herbs；trace elements

TS201.1

A

1002-0306（2010）11-0363-03

2009-09-22

范文秀（1963-），男，教授，主要從事分析化學(xué)的教學(xué)與研究工作。