柑橘葉中礦質元素的鹽酸微沸提取研究

摘 要: 植物性樣品礦質元素分析的前處理方法中，濕消化時間長、污染大，干灰化易損失，微波消化儀器成本高、樣品處理量有限等，而稀鹽酸微沸提取可有效克服這些弊端。以成熟柑橘葉片為材料，采用稀鹽酸加熱微沸1次提取多種礦質元素，并用原子吸收進行分析。結果表明，用1 mol·L-1鹽酸微沸30 min即能充分提取柑橘葉片中除Fe元素外的K、Ca、Mg、Zn、Mn和Cu元素。與傳統硝酸-高氯酸濕消化法相比，除Fe元素提取量偏低外，其他元素的檢測結果之間不存在顯著性差異。同時以標準物質番茄葉（ESP-1）進行驗證，結果與標準值相符。因此，稀鹽酸微沸提取柑橘葉片中多種礦質元素的方法簡便可靠，檢測成本低，環境污染輕。

關鍵詞: 柑橘葉； 礦質元素； 鹽酸微沸提取

中圖分類號：Ｓ６６6 文獻標識碼：Ａ 文章編號：１００９－９９８０?穴２０11?雪０6－1107－０4

Extraction of mineral elements from citrus leaves with boiling hydrochloric acid

CHEN Ai-hua， JIAO Bi-ning， WANG Cheng-qiu*

（Citrus Research Institute， Southwest University·Citrus Research Institute， CAAS·The Citrus Quality Supervision， Inspection and Testing Center of Ministry of Agriculture， Chongqing 400712 China）

Abstract: The extraction methods of mineral elements K， Ca， Mg， Fe， Mn， Cu and Zn from citrus leaves were optimized. The samples were boiled mildly in hydrochloric acid (HCl) and the extraction solutions were analyzed by Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). It was found that except for Fe， the mineral elements could be effectively extracted simultaneously from the sample mildly boiled with 1 mol·L-1 HCl for 30 min. The standard tomato leaves (EPS-1) were analyzed and the contents of these elements are identical with certified values. The results showed that except for Fe， no significant difference was found between the contents of mineral elements compared with HNO3-HClO4 digestion method. The method of boiling acid extraction is quicker， and simple， cost less and produces less environmental pollution.

Key words: Citrus leaves； Mineral element； HCl boiling-extraction

柑橘生產上，常通過檢測葉片中礦質元素含量來判斷養分豐缺，以指導施肥。傳統的樣品前處理方法各有優缺，比如干灰化法，消化完全、空白低，但易造成低溫元素的損失；濕消化法，檢測結果的平行性較好，但需要大量的酸，反應激烈，對健康、環境不利，且其消化產物中的結晶物質含鈣、鎂等元素，有元素損失；而微波消化法，對設備成本高，短期內難以普及。近年來，人們不斷探索采用鹽酸[1-5]、硝酸[6]，甚至水[7-8]浸提植株樣品中的礦質元素，均取得了較好的效果，樣品有以蔬菜、植物葉片為主，也有以柑橘果實為研究材料的[9-10]，但對柑橘葉片礦質元素的鹽酸微沸提取研究尚未見報道。

我們采用鹽酸加熱微沸浸提柑橘葉片中的常見礦質元素，提取液經過濾后，采用火焰原子吸收光度法測定。經實驗條件優化，對照濕消化法、鹽酸常溫24 h浸提法、超聲波輔助鹽酸浸提法，并以標準物質西紅柿葉（ESP-1）進行方法驗證。

1 材料和方法

1.1 儀器設備

普析通用TAS-990原子吸收分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）、雙頻超聲波清洗機（寧波新芝生物科技有限公司）、Milli-Q Advantage A10超純水系統、可調溫電爐。

1.2 試劑

鹽酸、硝酸、醋酸，均為分析純（重慶川東化工有限公司化學試劑廠）；標準溶液: 國家有色金屬及電子材料分析測試中心提供，標準值均為1 000 mg·L-1，使用前分別稀釋到相應濃度。

1.3 材料

從中國農業科學院柑橘研究所北碚447錦橙試驗園，按不同樹齡選擇健壯植株10株，在每株樹冠四周隨機采摘當年生春梢營養枝頂端第2、3片葉，共500片葉。樣品采集后，依次用自來水、去離子水清洗，用干凈紗布擦干，置于烘箱105 ℃殺酶15 min，于70 ℃烘干，粉碎過100目篩，裝瓶保存。

1.4 方法

鹽酸煮沸提取條件如鹽酸用量、處理時間及鹽酸濃度等，以單因素隨機區組的實驗設計方式分別進行優化。

1.4.1 鹽酸用量 準確稱取1.000 0 g柑橘葉樣于250 mL三角瓶中，分別加入1 mol·L-1鹽酸20、30、40、50 mL，加熱保持微沸30 min，趁熱過濾。

1.4.2 處理時間 準確稱取1.000 0 g柑橘葉樣于250 mL三角瓶中，加入1 mol·L-1鹽酸50 mL，加熱，分別保持微沸15、30、45、60 min，趁熱過濾；

1.4.3 鹽酸濃度 準確稱取1.000 0 g柑橘葉樣于250 mL三角瓶中，分別加入0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mol·L-1鹽酸50 mL，加熱保持微沸30 min，趁熱過濾。

濾渣以對應濃度的鹽酸清洗、定容至50 mL。每個處理重復3次，取平均值。

2 結果與分析

2.1 鹽酸微沸提取

提取液用原子吸收分光光度計（火焰法）測定K、Ca、Mg、Zn、Mn、Cu和Fe等元素含量，結果見表1、2、3。由表1試驗結果可知，樣品為1.000 0 g時，鹽酸用量對提取結果沒有顯著影響。

由以上檢測結果可知，影響鹽酸微沸浸提結果的主要因素是鹽酸濃度，而在實驗設置范圍內，鹽酸用量、處理時間等對試驗結果無明顯影響。當鹽酸濃度達到1 mol·L-1時，各元素（Fe除外，需4 mol·L-1）提取已達到最大值，再增加鹽酸濃度對提取量影響不大，而且濾液黏度增加，不易過濾。

2.2 其他提取方法

準確稱取1.000 0 g樣品于250 mL三角瓶中，每個處理重復3次，按下述方法處理: 分別加入50 mL的水、硝酸、醋酸微沸，過濾；加入50 mL鹽酸，室溫下浸提24 h，過濾；加入1 mol·L-1鹽酸50 mL，進行超聲波輔助浸提15、30、45、60 min，過濾；濾渣分別以對應提取介質清洗并定容。

加入硝酸-高氯酸（4∶1）混合液10 mL進行消化，去離子水定容。

上述濾液、消化液以原子吸收分光光度計測定各元素，結果見表4。

從實驗結果看，分別以水、硝酸、醋酸為浸提液微沸提取或以鹽酸超聲波輔助提取，浸提效果均不如1 mol·L-1鹽酸加熱微沸提取效果好。鹽酸煮沸法與硝酸-高氯酸濕消化法數據分析表明，除Fe元素外，2種前處理方法之間沒有明顯差異。

2.3 鹽酸微沸提取的精密度

準確稱取0.500 0~1.000 0 g柑橘葉樣，加入1 mol·L-1鹽酸50 mL，加熱微沸，過濾，火焰原子吸收分光光度法測定元素含量，重復9次，測定精密度。結果表明，方法的精密度滿足分析要求（表5）。

2.4 鹽酸微沸提取的回收率

依2.3方法進行加標回收實驗，平行6次求平均回收率，結果見表6。

結果表明，該方法的加標回收率為95.59%～99.62%，該方法滿足分析要求。

2.5 標準物質西紅柿葉的驗證

依2.3同步進行標準物質西紅柿葉的方法驗證實驗，平行8次求平均值，結果表明，該方法準確可靠，符合分析測試要求（表7）。

3 討 論

當鹽酸濃度小于1 mol·L-1時，各元素的提取均不完全。當鹽酸濃度達到1 mol·L-1時，短時間的微沸，即能充分提取柑橘葉片中的K、Ca、Mg、Mn、Cu和Zn等元素，各元素測定值的變異系數在0.534%~2.63%，回收率在95.59%～99.62%，經標準物質西紅柿葉（ESP-1）驗證，并與常規混酸濕消化法對比，2種前處理方法不存在顯著性差異，證明該方法能滿足分析檢測要求。

對于Fe元素，當鹽酸濃度＜4 mol·L-1時，分析結果偏低，只有當鹽酸濃度≥4 mol·L-1時，分析結果正常，但浸提液過濾比較困難，可行的解決辦法是加入表面活性劑，提高過濾效率。下一步我們將開展低濃度鹽酸微沸提取Fe的實驗。

鹽酸微沸提取法的前處理時間僅需30 min左右，相比常規混酸濕消化的數小時，分析效率無疑大大提高，特別適合分析大量植物性樣品，而且提取過程對環境、設備及檢測人員影響較小，降低檢測成本。

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