正交實驗法測定富硒北五味子中硒的含量

劉艷秀, 可成友

(沈陽化工大學 制藥與生物工程學院， 遼寧 沈陽 110142)

正交實驗法測定富硒北五味子中硒的含量

劉艷秀, 可成友

(沈陽化工大學 制藥與生物工程學院， 遼寧 沈陽 110142)

測定富硒北五味子中硒的含量，并優化儀器測定條件.以吸光度為評價指標，以氫化物發生-原子吸收光譜法為測定手段，采用正交實驗方案對富硒北五味子中硒含量測定方法進行條件優選.結果表明：載液質量分數1 %，還原劑質量分數1 %，原子化溫度810 ℃，載流流速280 mL/min為最佳條件.硒質量濃度在0～40.0 μg/L范圍內，吸光度與質量濃度具有良好的線性關系，相關系數R=0.999；精密度RSD為1.8 %；樣品平均回收率為99.6%.該法操作簡便、結果準確，可用于測定富硒北五味子中硒的含量.

富硒北五味子； 硒； 氫化物發生-原子吸收光譜法； 正交實驗

五味子為木蘭科植物Schisandrachinensis(Turcz)Baill的果實，其果實中富含的木脂素成分具有補腎、益氣、生津、止瀉等作用[1-2].進入21世紀后，我國已把五味子列為保健食品原料[3].近年來，功能性食品在國際上已經掀起熱潮，隨之也出現了一些如五味子功效飲料、五味子酒等多種關于五味子的功能性食品，可見其食用、保健用價值正逐步為人們所重視.其中北五味子是著名的滋補性中藥，因主產于我國東北各地，又稱遼五味子[3-7]，然而我國東北三省及內蒙古等地為缺硒區，硒含量較低.

硒是人體必需的微量元素，具有防癌抗癌作用，但過量攝入又會對人體造成毒害.隨著人們健康意識和需求的增強，目前，不少種類的富硒保健品和富硒食品大量涌入市場，因此，這些保健品和食品中硒的檢測具有很重要的意義.由于硒是一種易揮發性元素，硒的測定大多采用熒光法、分光光度法、石墨爐原子吸收法和氫化物發生-原子吸收法[8-16].熒光法是測定硒的經典方法，具有較高的靈敏度，但因樣品需萃取濃縮，操作繁瑣，費時，易污染[9]；石墨爐法靈敏度雖高，但存在嚴重的基體干擾，且易揮發損失，常需要加入適當的基體改進劑以提高硒的揮發溫度，消除基體干擾[6].本文采用正交實驗方案對氫化物發生-原子吸收光譜法測定人工富硒的北五味子中硒的條件進行優化，對富硒北五味子質量控制具有重要指導價值.

1 儀器與試劑

1.1 儀 器

9602A型原子吸收分光光度計，沈陽華光精密儀器有限公司；硒高性能空心陰極燈，河北寧強光源有限公司；電子天平，上海倫捷機電儀表有限公司；植物組織粉碎機，河北黃驊齊家務科學儀器廠.

1.2 試 劑

硒標準儲備溶液：1 000 mg/L硒國家標準溶液(國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院)；硝酸和高氯酸為優級純；鹽酸、硼氫化鉀、氫氧化鈉為分析純；實驗用水為去離子水；富硒五味子樣品由課題實驗田人工栽培種植并富硒.

2 實驗方法

2.1 標準溶液的配制

精確移取1.00 mL的標準儲備液置于1 000 mL容量瓶中用3.0 mol/L的鹽酸稀釋至刻度，搖勻，配制成1.0 mg/L的硒標準溶液，再移取4 mL上述1.0 mg/L的硒標準溶液置于100 mL容量瓶中用3.0 mol/L的鹽酸稀釋至刻度，搖勻，配制成40 μg/L的硒標準溶液.

2.2 KBH4的配制

稱取KBH40.5 g、1.0 g、1.5 g分別與0.3 g氫氧化鈉置于3個100 mL容量瓶中，均用純化水溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得質量分數分別為0.5 %、1.0 %、1.5 %的 KBH4溶液.

2.3 HCl的配制

量取濃鹽酸2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL分別置于3個200 mL容量瓶中，均加純化水稀釋至刻度，搖勻即得質量分數分別為1.0 %、1.5 %、2.0 %的鹽酸溶液.

2.4 正交實驗

該實驗正交實驗因素及水平的選定以40 μg/L的硒標準溶液為測定液，選取測定的載液(HCl)質量分數、還原劑(KBH4)質量分數、載流流速、氫化物溫度為考察的主要因素，以測得的吸光度為考察指標，進行4因素3水平L9(34)正交實驗(見表1).在波長：196.0 nm；燈電流1：8.0 mA，燈電流2：8.5 mA；光譜通帶：0.4 nm的條件下測定吸光度.

表1 因素與水平

3 結果與分析

3.1 正交實驗結果

以40 μg/L的硒標準溶液為測定液，測定9種條件下的吸光度(每個水平均測定5次)，其結果見表2.

表2 正交實驗結果

3.2 正交實驗結果分析

以吸光度為指標，進行正交分析，得出極差R(見表2)，對因素影響主次進行分析，計算結果如表3所示.

表3 正交實驗方差分析

用方差分析方法分析正交實驗結果，可以得出如下幾點結論：

(1) 關于顯著性的結論：P=0.000<0.05，可見載液，還原劑，溫度，載流均在α=0.05水平上顯著.以吸光度為考察指標，由表2中的極差R值大小顯示，各因素作用主次為溫度>載流 >還原劑>載液.

(2) 吸光度隨各因素的變化趨勢見圖1～圖4(用表2中的K1,K2,K3值標繪).

圖1 載液-吸光度

圖2 還原劑-吸光度

圖3 溫度-吸光度

圖4 載流-吸光度

由圖1可見，吸光度隨載液質量分數的增加變化不大；由圖2可見，還原劑在質量分數為1.0 %之前時，吸光度一直都是處于上升階段，而過1.0 %后，隨著還原劑質量分數的增加，吸光度反而有所降低.其原因是還原劑質量分數太小硒還原不完全，靈敏度下降；質量分數太大則產生大量氫氣，稀釋硒原子蒸汽，靈敏度亦下降；由圖3可見，溫度在810 ℃之前時，吸光度一直都是處于上升階段，而過810 ℃后，隨著溫度的增加，吸光度反而有所降低.溫度過低氫化物的原子化效率低，溫度過高使氣體過度膨脹，稀釋了氫化物；由圖4可見，載流流速越大吸光度越大.載氣流量太小不能迅速將氫化硒氣體帶入原子化器.

(3) 最佳測定條件的選擇.通過正交設計得出測定富硒五味子的最佳條件為：載液質量分數1 %，還原劑1 %，溫度810 ℃，載流流速280 mL/min. 由表3方差分析可知，各因素作用主次為溫度>載流流速>還原劑>載液，與直觀極差分析結果完全吻合.

3.3 最佳測定條件的驗證實驗

為考察上述最佳測定條件的可靠性，按該測定條件進行驗證實驗.

3.3.1 樣品溶液的制備

精密稱取0.5 g樣品置于100 mL的三角燒瓶中，均勻加入5 mL濃HNO3蓋上小漏斗冷消過夜.次日均勻加入10 mL HNO3和2.5 mL HClO4，在100 ℃電熱板上消解40 min再調至180 ℃消化，剩余1 mL左右時仍有淺黃色，補加4 mL濃HNO3和1 mL HClO4仍舊180 ℃消化，剩余1 mL左右時取下冷卻后各加5 mL鹽酸(3 mol/L即1∶1)，同時把6價硒還原為4價，剩1 mL左右時取下冷卻.用鹽酸(3 mol/L)分多次移液到50 mL的容量瓶中，并用此濃度的鹽酸定容待測，同時做試劑空白.

3.3.2 標準工作曲線的繪制

從配好的1.0 mg/L的硒標準溶液中分別精確移取0、0.5、1.0、2.0、4.0 mL 置于100 mL容量瓶中用3.0 mol/L的鹽酸定容，搖勻得到0、5.0、10.0、20.0、40.0 μg/L的系列標準硒溶液，放置30 min后分別在最佳測定條件下測定,吸光度值依次為：0.01、0.091、0.183、0.368、0.739.以吸光度A為縱坐標，質量濃度ρ為橫坐標繪制工作曲線，得回歸方程為：y=0.183 4x+0.031 1,R=0.999 9，表明硒質量濃度在0～40.0 μg/L范圍內，吸光度與質量濃度具有良好的線性關系.

3.3.3 重復性

照樣品溶液制備方法，取同一批樣品重復測定6次，相對標準偏差RSD為1.8 %；結果表明重復性良好.

3.3.4 加標回收率

取同一批樣品9份分別置于9個100 mL的三角燒瓶中，按樣品處理法進行前處理，然后用鹽酸(3 mol/L)把9份處理過的樣品移到50 mL的容量瓶中，再按高中低分別滴加2.1中1.0 mg/L的硒標準溶液1.5、1.5、1.5、2.0、2.0、2.0、2.5、2.5、2.5 mL，作為回收率用溶液；用2.1中40 μg/L的硒標準溶液作為對照溶液,結果見表4.

表4 加標回收率實驗結果

3.3.5 樣品測試結果與分析

按上述方法檢測用不同富硒方法所得3批富硒五味子中硒含量分別為2.476 μg/g、2.593 μg/g、2.604 μg/g.實驗結果表明:用氫化物發生-原子吸收光譜法測定五味子中硒含量可行，具體實驗條件要依據不同實驗方法來確定.

4 結 論

該法篩選的用氫化物發生-原子吸收光譜法測定五味子中硒含量的最佳條件是可靠的，結果表明：該方法簡便、快速、準確、靈敏度高、精密度好，為其他中藥材中微量元素硒的測定提供了方法借鑒.其標準工作曲線線性范圍為0～40 μg/L，R=0.999 9，平均回收率為99.6%，測定效果良好.

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Determination of Selenium in Selenium-enriched Fructus Schisandrae Chinensi by Orthogonal Experiments

LIU Yan-xiu， KE Cheng-you

(Shenyang University of Chemical Technology， Shenyang 110142， China)

Determines the selenium content of selenium-enriched fructus Schisandrae chinensi,and optimizes the condition of determination.The condition of determination was studied by choosing absorbance as evaluation data,hydride generation atomic absorption spectrometry as test means,and using orthogonal experiment scheme is to optimize the conditions on the determination method of selenium content in Fructus schisandrae chinensis.The carrier liquid concentration of 1 %,the concentration of the reducing of 1 % atomization temperature of 810 ℃,and carrier flow rate of 280 mL/min were the best conditions.Selenium concentration in the range of 0～40.0 μg/L,had a good linear relationship between the absorbance and the concentration,the correlation coefficientR=0.999;precision RSD was 1.8 %;the average recovery was 99.6 %.The method is simple,accurate,and can be used for the determination of selenium in selenium enriched Schisandra chinensis.

selenium-enriched fructus schisandrae chinensi； selenium； hydride generation atomic absorption spectrometry； orthogonal experiments

2013-11-17

劉艷秀(1988-)，女(滿族)，遼寧鐵嶺人，碩士研究生在讀，主要從事中藥現代化方面的研究.

可成友(1958-)，男，遼寧沈陽人，教授，博士，主要從事中藥現代化方面的研究.

2095-2198(2015)02-0123-05

10.3969/j.issn.2095-2198.2015.02.006

TQ255

A