不同品種葡萄皮渣中常量元素和微量元素的測定

李 浡 李雙石 章宇寧

（北京電子科技職業學院，北京 100029）

赤霞珠（cabrnet sauvignon）是世界紅葡萄酒釀造的首選品種之一，歐亞種，果粒小、皮厚、晚熟，釀成的酒色澤較深。巨峰（kyoho）是中國主要栽培的鮮食葡萄品種之一。

隨著中國葡萄產量的增長和葡萄加工業的發展，每年產生約占葡萄加工量25%的皮渣廢棄物，皮渣主要由葡萄皮、籽和梗等組成。葡萄皮渣中含有大量有益成分，如有機酸、多酚、黃酮以及維生素等［1］。然而葡萄皮渣的利用率普遍很低，大多數企業一般是將皮籽丟棄或發酵后用作肥料，不僅造成環境污染，對原料也是的極大浪費。因此，充分利用這些生產副產物，既可減少環境污染，又可創造較好的經濟效益和社會效益［1］。目前，關于檢測葡萄皮渣中元素的研究報道并不多，而且研究對象主要集中在釀酒葡萄皮渣［2，3］，而關于釀酒葡萄與鮮食葡萄皮渣中元素含量的對比還缺乏相關的研究。

微波消解技術作為新型的消解技術已廣泛應用于生物、醫藥、食品等領域的樣品處理，尤其適用于含有易揮發元素的樣品，微波消解后測定，精密度與準確度都較好［4］。電感耦合等離子 原子發射光譜法（inductively coupled plasma atomic emission spectrometry，ICP－AES）是近年來發展迅速的分析方法，具有檢出限低，靈敏度高，精密度好，線性動點范圍寬，對有機物樣品可有效的消除化學、物理干擾，利用化學工作站可對光譜干擾進行有效校正，同時檢測多種元素的優點，已廣泛應用于生物樣品中微量元素的測定［5，6］。

本試驗以葡萄皮渣樣品為原料，進行微波消解處理，利用ICP－AES測定葡萄皮、籽、梗等樣品中的元素含量，并對不同品種的葡萄（赤霞珠和巨峰）比較分析，對葡萄皮渣中的元素進行較為深入的研究，為以葡萄皮渣為原料的保健品開發提供參考依據。

1 材料與方法

1．1 材料與儀器

1．1．1 材料與試劑

赤霞珠葡萄：采自河北沙城；

巨峰葡萄：市售；

硝酸：優級純，北京化工廠；

超純水：由Millipore公司的Milli－QA 超純水機制得；

K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Pb、Cd標準溶液：1 000μg／mL，國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院。

1．1．2 主要儀器設備

電感耦合等離子體發射光譜儀：IRIS Intrepid ⅡXSP型，美國熱電公司；

光纖壓力自控密閉微波消解系統：MK 型，上海新科微波技術研究所；

電子天平：FA200N 型，上海精密科學儀器有限公司。

1．2 方法

1．2．1 試驗條件 ICP－AES條件：功率：1 300 W；進樣速率：1．5 mL／min；霧 化 器 流 量：0．8 L／min；輔 助 氣 流 量：0．2L／min；燃燒氣流量：15L／min。AES分析譜線詳見表1。

表1 元素分析線Table1 Detection wavelengths of elements

1．2．2 樣品采集及樣品預處理 根據文獻［1］處理樣品，將赤霞珠及巨峰葡萄的皮籽梗人工分離，溫度保持在105 ℃干燥8h，粉碎后過60目篩，備用。

1．2．3 微波消解 分別稱取（0．250±0．005）g赤霞珠及巨峰葡萄皮、籽、梗樣品于消解罐中，加入4mL濃硝酸搖勻，采用合適微波消解程序進行消解。消解后樣液用超純水少量多次洗入25mL具塞比色管中定容，同時作試劑空白以供測定。微波消解參數見表2。

2 結果與分析

2．1 方法檢出限

重復測定空白溶液10次，測得元素的檢出限（3倍標準偏差）結果見表3。

表2 微波消解參數Table2 Parameters of microwave digestion

表3 元素的檢出限Table3 Detection limits of elements

2．2 標準工作曲線

分別將Cu、Zn、Cr、Ca、Fe、Na、K、Mg、Mn、Pb、Se、Cd的標準溶液稀釋為相應的使用溶液。進樣后，儀器工作站得出這12種元素的標準曲線，其線性相關系數均大于0．999 6。

2．3 方法回收率

添加一定量的混合標準溶液，對不同品種葡萄皮渣樣品進行加標回收試驗，平行測定3次，取平均值，結果見表4。結果表明，樣品的加標回收率在96．0%～103．8%，方法具有較高的準確度。

2．4 測定結果

每種樣品準備5個平行樣，將微波處理后的樣液進行檢測，平行測定3 次，取平均值。各元素的含量見表5。RSD的范圍在1．00%～3．26%，方法具有較高的精密度。

作為釀酒葡萄赤霞珠與鮮食葡萄巨峰的皮渣中均富含K、Ca、Mg等常量元素和Fe、Cu、Zn、Mn、Cr、Se等微量元素。有害元素Pb和Cd含量較低或者未檢測出。在赤霞珠與巨峰葡萄樣品中，同種葡萄的皮、籽、梗中的元素含量各不相同，不同種的含量也均不相同，甚至有較大差異。

3 結論

利用微波消解法對釀酒葡萄赤霞珠與鮮食葡萄巨峰的皮渣進行消解，ICP－AES測定了兩種葡萄的皮、籽、梗樣品中的12種元素（K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Pb、Cd）的含量，并對其含量進行分析比較。

在釀酒葡萄赤霞珠與鮮食葡萄巨峰的皮渣中，富含有益的K、Ca、Mg等常量元素。K、Ca、Mg在生理方面具有重要作用，K 可維持酸堿平衡，參與能量代謝和維持神經肌肉的正常功能［7］；Ca和Mg是人體必需的常量元素，可拮抗鈉，使血管舒張，在保護人體心血管，預防心臟病等方面具有積極作用［8］。在葡萄皮渣含有的常量元素中，含量最高的元素是K，樣品按K 濃度高低分別為巨峰葡萄梗、巨峰葡萄皮、赤霞珠葡萄梗、赤霞珠葡萄皮、巨峰葡萄籽和赤霞珠葡萄籽。而在兩種葡萄皮渣中，Ca的含量從高到低分別為赤霞珠葡萄梗、巨峰葡萄梗、赤霞珠葡萄籽、巨峰葡萄籽、赤霞珠葡萄皮、巨峰葡萄皮。巨峰葡萄梗、赤霞珠葡萄梗中Mg 的含量較高，分別為2328．5，2054．3mg／kg，其次分別是赤霞珠葡萄

籽、巨峰葡萄籽，巨峰葡萄皮和赤霞珠葡萄皮含量較接近也最低。巨峰和赤霞珠葡萄梗中的K、Ca、Mg的含量最高，均超過籽和皮。

表4 加標回收率測定結果Table4 Results of standard addition recovery test

表5 樣品測定結果Table5 The determination results of elements in samples

兩種葡萄皮渣中檢測出含有Zn、Fe、Mn、Cu、Cr和Se等有益的微量元素。Zn參與多種酶的合成和代謝，促進生長發育，對血細胞有一定的作用，此外還在抗衰老、抗腫瘤方面起輔助作用［7］。Fe 作為重要的元素，具有良好的補血功能［9］。Mn在機體內一部分作為金屬酶的組成成分，一部分作為酶的激活劑起作用，能促進生長和正常的成骨作用可清除超氧化物，降低動脈硬化的危險，同時具有抑制癌細胞的作用［9］。

Cu也是人體必需微量元素之一，人體缺Cu會造成細胞脂質過氧化作用增強，使衰老過程加劇［10］。Cr能促進脂質和糖的代謝，體內缺乏，容易引起糖尿病和高脂血癥，還可引起動脈粥樣硬化［7，11］。Se具有抗氧化、降低重金屬毒性及增強免疫等多種功能，并具有抗癌功效［12］。

赤霞珠葡萄皮和葡萄梗中Zn的含量高于巨峰葡萄皮渣樣品的含量。巨峰葡萄皮中Fe、Cr的含量均高于赤霞珠葡萄皮及梗中的含量。巨峰葡萄梗中Mn、Cu、Se的含量高于赤霞珠葡萄梗中的含量。

在巨峰和赤霞珠葡萄皮渣中檢測到有害元素Pb和Cd。根據《綠色食品干果》（NY／T 1041－2010）和《綠色食品溫帶水果》（NY／T 844－2010）兩項標準來評價，Pb≤1 mg／kg，Cd≤0．05mg／kg，除了巨峰葡萄皮測出Pb超標，其余樣品Pb含量均未超標。巨峰及赤霞珠葡萄梗、皮中測出的元素Cd含量很低未超標，而在兩種葡萄籽中則未檢測出。

根據已有文獻［2，3，13］報道，除了赤霞珠葡萄皮渣中K、Cu、Zn、Cr、Mn的含量以及巨峰葡萄皮渣中Fe、Zn、Cu、Cr的含量與文獻報道的結果較接近外，兩種葡萄皮渣中的其它元素含量與文獻報道有一定的差別，可能與葡萄產地不同以及測定方法不同等因素有關。

總之，兩種葡萄梗中元素的含量基本比皮、籽含量高，巨峰葡萄梗中的元素含量也普遍超過赤霞珠皮渣元素含量，為葡萄皮渣進一步開發和綜合利用提供了參考依據。

1 李浡，李雙石，吳志明，等．不同提取方法對葡萄皮油中脂肪酸的影響［J］．釀酒科技，2012（9）：39～42．

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6 殷晶玉．婦炎康沖劑及配伍中微量元素的分析［D］．延安：延安大學，2010．

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9 遲曉峰，星玉秀，董琪，等．ICP－AES法測定不同青稞中的20種元素含量［J］．食品科學，2011，32（10）：130～132．

10 額爾登桑，寶音達來，娜仁格日樂．微波消解ICP－AES法測定蒙藥嘎日迪－13 中的多種微量元素［J］．光譜學與光譜分析，2006，26（11）：2 134～2 136．

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