有機和常規(guī)栽培的黑芝麻中礦質(zhì)元素的比較

張珠寶，焦?jié)声i，李煥勇，雷 浩

（1.暨南大學(xué)化學(xué)系，廣東廣州510632；2.暨南大學(xué)分析測試中心，廣東廣州510632）

黑芝麻（black sesame）又名胡麻，為胡麻科植物脂麻的黑色種子。在當(dāng)今保健食品和黑色食品盛行時期，黑芝麻以其富含蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、氨基酸、維生素、芝麻素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分［1］和具有補肝腎、滋五臟、益精血、潤腸燥、降血壓、延緩衰老等獨特功效［2－3］，成為藥食兼用的保健和滋補佳品，備受人們熱捧。

近年來，隨著人們生活水平的提高以及食品安全事件的頻繁發(fā)生［4－5］，有“安全”、“營養(yǎng)”、“味美”、“健康”美稱的有機產(chǎn)品成為了人們的新寵，獲得了廣泛關(guān)注［6］。有機黑芝麻也在一定程度上取代了傳統(tǒng)黑芝麻的地位，廣為人們食用。然而，對于有機黑芝麻與普通黑芝麻品質(zhì)優(yōu)越性與安全性的比較研究報道不多，特別是其中礦質(zhì)元素的比較研究更加少見。為此，作者采用微波消解，通過電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP－AES）對有機和常規(guī)栽培的黑芝麻中的礦質(zhì)元素進行定性和定量分析，并比較其差異性，以期從礦質(zhì)元素的角度，對兩種不同種植方式的黑芝麻的營養(yǎng)價值作出客觀、正確的評價，以便消費者了解它們的差異并正確選擇膳食，也為生產(chǎn)者的合理開發(fā)、安全生產(chǎn)和使用提供必要的科學(xué)依據(jù)。

1 實驗

1.1 材料、試劑和儀器

有機栽培和常規(guī)栽培的黑芝麻樣品，產(chǎn)自東北。

Spex Assurance多元素混合標(biāo)準(zhǔn)品（濃度為1 000 mg·L－1，含10%HNO3），美國Spex Certiprep公司；氬氣符合GB／T 4842－2006［7］要求，廣州科名氣體公司；硝酸（65%，優(yōu)級純）、過氧化氫（30%，分析純），廣州市化學(xué)試劑廠；實驗用水為高純水。

100－1000型微升移液槍，德國Brand公司；BP121S型電子分析天平，北京賽多利斯天平公司；DHG－9145A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；Milli－QS型超純水機，美國Millipore公司；Optima 2000DV型電感耦合等離子體發(fā)射光譜，美國Perkin Elmer公司；MICHEM MD6型微波消解儀，北京盈安美誠科學(xué)儀器有限公司。

1.2 儀器工作條件

ICP－AES工作參數(shù)：高頻發(fā)生器射頻功率1 100 W；使用氬氣，等離子體氣流量15L·min－1；輔助氣流量0.2L·min－1；霧化器氣流量0.8L·min－1；泵流量1.5mL·min－1；樣品溶液提升速率1.5mL· min－1；重復(fù)3次。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

用高純水稀釋多元素混合標(biāo)準(zhǔn)品制得不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，各種元素的系列濃度分別為0mg· L－1、0.4mg·L－1、0.8mg·L－1、1.0mg·L－1、2.0 mg·L－1、5.0mg·L－1。

1.4 樣品的制備

準(zhǔn)確稱取烘干混勻研磨的黑芝麻樣品0.5g（精確到0.0001g）于四氟乙烯罐中，加入5mL HNO3、2 mL H2O2，微波消解。將消解液轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中，用少量3%硝酸溶液洗滌消解罐3次，洗液合并于容量瓶中，用高純水稀釋至刻度、定容，搖勻后供ICPAES測定。同法制備空白樣品溶液和加標(biāo)樣品溶液。每個試樣平行測定3次，取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 黑芝麻中礦質(zhì)元素的定性分析

在1.2條件下，通過ICP－AES對黑芝麻樣品進行33種元素的分析和鑒定，定性分析出黑芝麻中富含Al、Ba、Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、P、Sr、Zn、Si、Ti等15種對人體保健具有重要作用的礦質(zhì)元素［8］，未檢出As、Cd和Pb等危害人體健康的重金屬元素。

2.2 分析波長、相關(guān)系數(shù)及檢出限的測定

在實驗條件下，測定黑芝麻樣品中富含的15種礦質(zhì)元素的分析線、線性關(guān)系，各元素的分析波長、相關(guān)系數(shù)及檢出限如表1所示。

表1 各元素的分析波長、相關(guān)系數(shù)及檢出限（n＝10）Tab.1 Analytical wavelength，correlation coefficient and detection limit of different elements（n＝10）

由表1可知，實驗所用方法檢出限低、靈敏度高，各元素在工作范圍內(nèi)的線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.9991～1.0000，適用于待測樣品的測定。

2.3 精密度考察

為了驗證本方法測定黑芝麻樣品的準(zhǔn)確性和可靠性，進行了加標(biāo)回收實驗，同時通過平行測定同一樣品6次結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）考察其精密度，結(jié)果見表2。

表2 方法的加標(biāo)回收率和精密度測定結(jié)果（n＝6）Tab. 2 Recovery and precision results of the method（n＝6）

由表2可知，各元素的回收率為94.2%～105.1%，RSD＜5.0%，表明實驗所用微波消解－ICPAES方法具有良好的精密度，符合分析要求。

2.4 有機和常規(guī)栽培的黑芝麻中礦質(zhì)元素含量的測定和比較

對有機和常規(guī)栽培的黑芝麻樣品中15種礦質(zhì)元素的含量進行了測定，結(jié)果如表3所示。

對表3結(jié)果進行了t（α＝0.05）檢驗，發(fā)現(xiàn)兩種黑芝麻中的礦質(zhì)元素含量存在顯著性差異（P＜0.05），除了Mn含量比普通黑芝麻低47.5%外，有機栽培的黑芝麻中其它14種主要礦質(zhì)元素優(yōu)勢明顯。其中常量元素K、Mg、Ca、Na、P較常規(guī)栽培的黑芝麻高出58.6%～132.0%，人體必需的微量元素Cu、Fe、Cr、Zn、Si、Sr高出20.7%～553.8%，人體可能需要的元素Al、Ba、Ti分別高出40.3%、47.8%和566.2%。上述差異可能與不同栽培方式下黑芝麻生長的氣候、土壤、水質(zhì)等生態(tài)環(huán)境不同密切相關(guān)。

2.5 討論

（1）測定結(jié)果表明有機栽培能夠有效地提高黑芝麻中有益的礦質(zhì)元素的含量，且沒有造成重金屬污染，既能提高食品的營養(yǎng)價值和品質(zhì)的優(yōu)越性，又能保障其安全無污染。從礦質(zhì)元素的角度來看，在中國目前的生產(chǎn)條件下，有機種植的生產(chǎn)模式相比常規(guī)的生產(chǎn)模式而言，能獲得更安全、更營養(yǎng)、更健康的食品，值得大力推行和深入研究。

表3 有機和常規(guī)栽培的黑芝麻中礦質(zhì)元素含量的測定結(jié)果（n＝3）／（mg·kg－1）Tab.3 Determination results of mineral elements in organic and traditional black sesame（n＝3）／（mg·kg－1）

（2）作者只對黑芝麻進行了礦質(zhì)元素這部分營養(yǎng)成分的比較分析，沒有涵蓋維生素C、蛋白質(zhì)等其它營養(yǎng)成分以及農(nóng)藥殘留等安全指標(biāo)，有待進一步的深入研究，從而為食品的合理生產(chǎn)、開發(fā)和利用提供更全面科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié)論

采用微波消解－ICP－AES對有機和常規(guī)栽培的黑芝麻中礦質(zhì)元素的含量進行測定和比較。結(jié)果表明，所測的兩種黑芝麻中均含有Al、Ba、Ca、Cr、Cu、Fe、Mg、K、Mn、Na、P、Sr、Zn、Si、Ti等15種較為豐富的礦質(zhì)元素，但其含量差異顯著（α＝0.05），均未檢出有害重金屬As、Cd和Pb。除了Mn之外，有機栽培的黑芝麻中其它14種礦質(zhì)元素的含量顯著高于常規(guī)栽培的，這在一定程度上表明有機栽培能夠生產(chǎn)出無污染、更高質(zhì)量、更富營養(yǎng)的生態(tài)食品，在保障食品安全性的同時也提高了其品質(zhì)的優(yōu)越性。通過分析礦質(zhì)元素含量的差異，可為食品的品質(zhì)和安全性的評價提供科學(xué)的參考依據(jù)。

［1］ 代艷紅.黑芝麻的利用價值與開發(fā)研究［J］.綠色科技，2013，（6）：64－65.

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［3］ 梁國新.黑芝麻的藥用研究進展［J］.中國老年保健醫(yī)學(xué)，2010，8（5）：41.

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［6］ 世界食品市場的新寵——有機食品［J］.中國農(nóng)村小康科技，2002，（1）：34－35.

［7］ GB／T 4842－2006，氬［S］.

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