微波消解-原子吸收法測定多種藍莓的礦物質(zhì)含量

田密霞，匡靜云，胡文忠，李亞東，姜愛麗

(1.大連民族學院化學工程國家民委-教育部重點實驗室，遼寧大連116605;2.吉林農(nóng)業(yè)大學園藝學院，吉林長春130118)

眾所周知，藍莓花色苷含量很高，且具有很強的抗氧化活性。美國農(nóng)業(yè)部人類營養(yǎng)研究中心研究表明，藍莓是其研究過的40多種果蔬中抗氧化成分最豐富的一種［1］。國內(nèi)外對藍莓的研究主要集中在其生理功能方面，如清除自由基、改善視力，治療和預防糖尿病、癌癥、高血壓等［2-12］，對于其礦物質(zhì)元素含量特性的研究少有報到。為進一步了解藍莓中的營養(yǎng)成分，本研究利用原子吸收光譜法分析了吉林農(nóng)業(yè)大學產(chǎn)的75種藍莓和來自呼倫貝爾的野生藍莓中的礦物質(zhì)含量，為其進一步的開發(fā)利用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的栽培藍莓采摘自吉林農(nóng)業(yè)大學果園，野生藍莓為呼倫貝爾根河地區(qū)所產(chǎn)。選取成熟度一致、無病蟲害的果實即時運到實驗室，貯存于-40℃冰箱備用。

1.2 儀器及試劑

WMX微波消解儀(汕頭環(huán)海);Z-2000火焰原子吸收光譜儀(日本日立);AB135-S電子天平(梅特勒);DHG-9146A型電熱恒溫鼓風干燥器(上海精宏實驗設備有限公司)。

1 000 μg·mL-1的 K、Ca、Mg 標準溶液(國家標準物質(zhì)研究中心);硝酸、過氧化氫及所用試劑均為分析純;超純水。

1.3 方法

1.3.1 標準系列溶液的配制和測定

將標準儲備液配制成K、Ca、Mg標準稀釋液(見表1、表2)，并用超純水于100 mL容量瓶中定容，搖勻。以空白為參比，依次測定標準稀釋溶液的吸光度。

表1 K、Mg標準液的配制

表2 Ca標準液的配制

1.3.2 樣品預處理

分別將各種藍莓樣品于研缽中磨為漿狀，稱取0.50 g藍莓放入消化罐中，加入消解液(mL)(HNO3/H2O2的體積比為1∶1)，輕輕振蕩，蓋好內(nèi)蓋并旋緊外蓋，置于微波消解儀中，消解時間為6 min。消解結(jié)束后，將消化罐置于冰水中冷卻至室溫，然后將消解罐中液體移入容量瓶中，用超純水定容到100 mL。

1.3.3 測定

標準溶液和樣品利用Z-2000原子吸收光譜儀(日本)測定，測定時的儀器參數(shù)見表3。

表3 儀器工作參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 標準曲線的繪制

按照表3的工作條件測得各元素標準稀釋液的吸光度，以各元素質(zhì)量分數(shù)為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，并經(jīng)處理得出線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)(見表4)。

表4 各元素標準曲線的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)

由表4可以看出，各元素的標準曲線相關(guān)系數(shù)均在0.99以上，能夠達到分析要求。

2.2 不同品種藍莓中各元素的質(zhì)量分數(shù)

按照表3的工作條件測得76種藍莓中K、Ca、Mg的質(zhì)量分數(shù)，以各元素質(zhì)量分數(shù)為縱坐標，藍莓品種序號為橫坐標作圖，并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計［13-14］。其中，藍莓序號對應的品種名稱見表5。

2.2.1 藍莓中K元素的質(zhì)量分數(shù)

76種藍莓中K元素質(zhì)量分數(shù)的分布如圖1，質(zhì)量分數(shù)最高的是藍莓(H45-1)，為5544.47 μg·g-1;最低的是藍莓(H42-2)，為 743.36 ug·g-1。數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表6。由此可知，76種藍莓中，95%的藍莓K元素質(zhì)量濃度在0.093% ～5.06%。2.2.2 藍莓中Ca元素的質(zhì)量分數(shù)

表5 藍莓品種名稱表

圖1 不同種藍莓中K元素的質(zhì)量分數(shù)分布

表6 藍莓中K元素質(zhì)量分數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)

76種藍莓中Ca元素質(zhì)量分數(shù)的分布如圖2，質(zhì)量分數(shù)最高的是藍莓(H41-1)，為1037.14 μg·g-1;最低的是藍莓(L9-2)，為218.68 μg·g-1。數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表7。由此可知，95%的藍莓的Ca元素質(zhì)量濃度在0.131% ～0.826%。

圖2 不同種藍莓中Ca元素的質(zhì)量分數(shù)分布

表7 藍莓中Ca元素質(zhì)量分數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)

2.2.3 藍莓中Mg元素的質(zhì)量分數(shù)

76種藍莓中Mg元素質(zhì)量分數(shù)的分布如圖3，質(zhì)量分數(shù)最高的是藍莓(L3-1)，為 274.28 μg·g-1;最低的是藍莓(H41-2)，為 54.51μg·g-1。數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表8。由此可知，95%的藍莓的Mg元素質(zhì)量濃度在0.048% ～0.246%。

圖3 不同種藍莓中Mg元素的質(zhì)量分數(shù)分布

表8 藍莓中Mg元素質(zhì)量分數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)

因數(shù)據(jù)量很大，精密度實驗結(jié)果不一一列舉。經(jīng)統(tǒng)計計算，K元素的RSD值在0% ～5.82%;Ca元素的 RSD值在0% ～6.29%;Mg元素的RSD值在0.13% ～9.90%;所有品種的藍莓中各種微量元素相對標準偏差控制在10%以內(nèi)，表明本實驗過程中并無較大誤差，精密度較好。

2.3 加標回收率實驗

由于數(shù)據(jù)較多，本文僅以部分K的加標回收率結(jié)果為例，見表9。

由統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算得知，K的加標回收率在98.84% ～102.25%，平均回收率為 100.23%;Ca的加標回收率在96.23% ～102.03%，平均回收率為100.11%;Mg的加標回收率在98.93%～101.80%，平均回收率為 100.08%。

3 結(jié)論

本研究在消解液(HNO3/H2O2)體積比為1∶1、固液比為1∶12、消解時間為6 min的條件下，測得76種藍莓品種中的K、Ca、Mg等礦物質(zhì)含量，其精密度在0.00% ～12.37%，加標回收率在96.23% ～102.25%，平均回收率為100.14%。

經(jīng)統(tǒng)計，76種藍莓中各礦質(zhì)含量最高的是品種L5-2，其次是品種H70-1、H6-2和L4-2，而野生藍莓中K含量較高。

本研究采用微波消解法處理樣品，消解完全，節(jié)約試劑，時間短，安全可靠，且對環(huán)境污染小;用火焰原子吸收法測定藍莓品種中的K、Ca和Mg元素，方法簡便，穩(wěn)定性好，靈敏度、精密度高。

表9 部分K的加標回收率實驗結(jié)果

［1］孫貴寶.藍莓的保健作用及各國栽培發(fā)展趨勢［J］.農(nóng)業(yè)化研究，2002，3:225.

［2］JIE S，RUI H Y.Cranberry phytochemical extracts induce cell cycle arrest and apoptosis in human MCF-7 breast cancer cells［J］.Cancer Letters，2006，241:124-134.

［3］ELBERRY A A，ABDEL-NAIM A B，ABDEL-SATTAR E A.Cranberry(Vaccinium macrocarpon)protects against doxorubicin-induced cardiotoxicity in rats［J］.Food and Chemical Toxicology，2010，48:1178-1184.

［4］LAVIGNE J P，BOURG G，BOTTO H.Cranberry(Vaccinium macrocarpon)and urinary tract infections:study model and review of literature［J］.Pathologie Biologie ，2007，55:460-464.

［5］WILLIAMS C M，MOHSEN M A E，VAUZOUR D .Blueberry-induced changes in spatial working memory correlate with changes in hippocampal CREB phosphorylation and brain-derived neurotrophic factor(BDNF)levels［J］.Free Radical Biology ＆ Medicine，2008，10:1-11.

［6］LAU F L，SHUKITT-HALE B，JOSEPH J A .The beneficial effects of fruit polyphenols on brain aging［J］.Neurobiology of Aging，2005，26:128-132.

［7］GRACE M H，RIBNICKY D M，KUHN P.Hypoglycemic activity of a novel anthocyanin-rich formulation from lowbush blueberry［J］.Vaccinium angustifolium Aiton Phytomedicine，2009，16:406-415.

［8］OSMAN N，ADAWI D，AHRN S.Endotoxin-and dgalactosamine-induced liver injury improved by the administration of Lactobacillus，Bifidobacterium and blueberry［J］.Digestive and Liver Disease，2007，39:849-856.

［9］PAPANDREOU M A，DIMAKOPOULOU A，LINARDAKI Z I.Effect of a polyphenol-rich wild blueberry extract on cognitive performance of mice，brain antioxidant markers and acetylcholinesterase activity［J］.Behavioural Brain Research，2009，198:352-358.

［10］KALEA A Z，CLARK K，SCHUSCHKE D A .Dietary enrichment with wild blueberries(Vaccinium angustifolium)affects the vascular reactivity in the aorta of young spontaneously hypertensive rats［J］.Journal of Nutritional Biochemistry，2010，21:14-22.

［11］SHAUGHNESSY K S，BOSWALL I A，SCANLAN A P.Diets containing blueberry extract lower blood pressure in spontaneously hypertensive stroke-prone rats［J］.Nutrition Research ，2009，29:130-138.

［12］SCHMIDT B M ，ERDMAN J W，LILA M A.Differential effects of blueberry proanthocyanidins on androgen sensitive and insensitive human prostate cancer cell lines［J］.Cancer Letters，2006，231:240-246.

［13］唐少勛.藍莓不同構(gòu)件生物量及礦質(zhì)元素的季節(jié)動態(tài)［D］.長春:吉林農(nóng)業(yè)大學，2012.

［14］龍懷玉，張認連，劉建利，等.中國烤煙中部葉礦質(zhì)營養(yǎng)元素濃度狀況［J］.植物營養(yǎng)與肥料學報，2007(3):450-457.