火焰原子吸收光譜法測定不同產地棗果中的礦質元素

楊衛民++杜京旗++趙君

摘要：通過正交法確定火焰原子吸收光譜法的試驗參數，測定不同產地棗果及木棗皮花青素粗提物中礦質元素的含量。用正交法考察了TAS-990原子吸收分光光度計的燈電流、乙炔流量、燃燒器高度、光譜帶寬等4個重要工作參數，確定了測量鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、錳（Mn）、銅（Cu）、鋅（Zn）等7種礦質元素的最佳工作參數。結果表明，5種棗果中礦質元素的含量差異明顯，柳林木棗、臺灣牛奶棗、新疆灰棗、河北贊皇棗、新疆和田駿棗、柳林木棗皮花青素粗提物中礦質元素K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn的含量分別為：745.75、745.62、694.70、739.35、721.30、1 567.54 mg/kg；16.65、16.65、58.35、141.65、225.00、16.65 mg/kg；24.00、18.65、13.35、21.85、16.50、70.18 mg/kg；60.20、51.90、50.95、50.95、41.65、60921 mg/kg；14.88、16.90、30.85、25.55、52.15、130.70 mg/kg；12.50、4.05、4.02、8.25、4.06、91.23 mg/kg；24.40、21.95、57.45、24.40、29.30、176.75 mg/kg。相對標準偏差（RSD）值均在10%以內，精密度良好；礦質元素加樣回收率均達到95%以上，表現出較好的穩定性，符合試驗要求?？梢缘贸鼋Y論：5種不同產地棗果中7種礦質元素含量均較為豐富，其中柳林木棗K、Cu、Fe、Mg等4種元素含量較高；木棗皮花青素粗提物中7種礦質元素含量均明顯高于其他5種棗果。

關鍵詞：棗果；正交法；火焰原子吸收光譜法；礦質元素

中圖分類號： S665.101文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0331-03

我國棗資源十分豐富，棗果種類繁多，栽培面積已達100多萬hm2，主要分布在黃河中下游的山西、陜西、河北、山東、河南5省及新疆的阿克蘇地區。棗年產量100多萬t，占世界總產量的99%，優質無公害鮮棗有近100%的國際貿易市場[1]。棗果不僅營養豐富、味道鮮美，而且具有獨特的藥用價值，為藥膳珍品[2-3]。王軍等研究表明，棗中含有豐富的礦質元素，如鉀（K）、鈣（Ca）、鈉（Na）、鎂（Mg）、錳（Mn）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鐵（Fe）等，它們的存在與大部分營養物質都有著密切的關系[4-5]。目前已有對個別棗果中礦質元素含量的測定研究，而有關不同地域的棗果中礦質元素含量的差異則鮮有報道。本研究測定了5種棗果以及木棗皮花青素粗提物中的7種礦質元素含量，同時研究了原子吸收分光光度計測定不同礦質元素的最佳工作條件、準確性、精密度及介質硝酸濃度對各元素測定結果的影響。

1材料與方法

1.1試劑與儀器

試劑：硝酸、高氯酸，國產分析純；K、Ca、Mg，Fe、Mn、Cu、Zn國家標準溶液（1 000 μg/mL），由國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院提供。

儀器：TAS-990原子吸收分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；乙炔氣鋼瓶、KY-1型K、Ca、Mg，Fe、Mn、Cu、Zn空心陰極燈（北京曙光明電子光源儀器有限公司）；JD-200-3型電子天平（沈陽龍騰電子有限公司）；ZY-121203型中揚超純水機（北京中揚永康環?？萍加邢薰荆?；KDN-04型消化爐（上海新嘉電子有限公司）；DS-T250型高速多功能粉碎機。

試驗材料：柳林木棗、臺灣牛奶棗、新疆灰棗、新疆和田駿棗、河北贊皇棗，購買于山西省呂梁市集貿市場。

1.2正交試驗確定棗中礦質元素的操作條件

1.2.1標準系列溶液的配制K標準系列溶液的配制：取K標準溶液（1 000 μg/mL）1.00 mL置于1 000 mL容量瓶中，用7%HNO3 稀釋定容至刻度，搖勻；分別取0.00、2.50、5.00、750、10.00 mL置于5個25 mL容量瓶中，用7%的HNO3定容至刻度，搖勻，即得標準系列濃度0.00、0.10、0.20、030、0.40 μg/mL。其他標準系列溶液的配制方法同K。Ca為000、2.00、4.00、6.00、8.00 μg/mL；Mg為0.00、0.10、0.20、0.30、0.40 μg/mL；Fe為0.00、0.50、100、3.00、5.00 μg/mL；Mn為0.00、0.50、1.00、1.50、2.00 μg/mL；Cu為0.00、0.50、1.00、2.00、3.00 μg/mL；Zn為0.00、0.10、020、0.30、0.40 μg/mL。

1.2.2設計正交表根據TAS-990原子吸收分光光度計操作使用說明書和參考相關文獻，用已配好的K、Ca、Mg，Fe、Mn、Cu、Zn標準系列溶液中的0.5 μg/mL作為儀器操作條件選擇的試驗溶液，空白對照用7%HNO3溶液。隨機選擇各因素各水平，用L9（34）正交表[6]考察燈電流（mA）、乙

炔流量（mL/min）、燃燒器高度（mm）、光譜帶寬（nm）對測定結果的影響，因素水平見表1。1.2.3吸光度的測定根據正交表L9（34）設計方案，調節TAS-990原子吸收分光光度計各工作參數，設定K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn吸收波長分別為 766.5、422.7、285.2、248.3、279.5、324.7、213.9 nm?？諝鈮毫鶠?.24 MPa，乙炔壓力、空氣流量分別為005 MPa、6.0 L/min。對燈電流、乙炔流量、狹縫寬度、燃燒器高度等4個因素按照表L9（34）進行不同的組合，并進行吸光度的測定。

1.3不同地域棗果中礦質元素含量的測定

1.3.1器皿處理和樣品消解用20%HNO3浸泡玻璃器材24 h以上，再用超純水充分沖洗，于60 ℃烘箱干燥后備用。準確稱取5種棗粉、木棗皮花青素粗提物各2.0 g，各3份，置于 250 mL 的燒杯中，分別加入30 mL混酸（硝酸 ∶高氯酸= 4 ∶1）后作封口處理，于室溫下過夜。消化爐消解至無色近干，產物呈白色結晶狀即可。再用7%硝酸溶解消解產物，定容至100 mL容量瓶中。

1.3.2礦質元素標準曲線的繪制根據各礦質元素最佳儀器工作條件，對K、Ca、Mg，Fe、Mn、Cu、Zn等7種礦質元素30種標準系列溶液進行逐一測定，自動生成標準曲線（表2）。

1.3.3樣品的測定按照儀器操作參數，取樣品各7份于10 mL的分樣瓶中，共計105個待測分樣瓶，依次進行測定，根據回歸線性方程計算出礦質元素的含量。

1.3.4介質硝酸濃度對礦質元素測定的影響分別配制0.5 μg/mL各礦質元素的不同濃度（1%～10%）硝酸溶液，按照選定的最佳儀器工作條件，測定礦質元素含量。

1.3.5精密度與回收率精密度用相對標準偏差（RSD）衡量，精密度計算公式如下[7]：

回收率計算公式如下[8]：

回收率=（加標試樣測定值-試樣測定值）/加標量×100%。

2結果與分析

2.1正交試驗方案的確定

2.1.1正交試驗方案與結果正交試驗的方案與試驗結果見表3，計算結果見表4。

2.1.2正交試驗結果分析對于多種的因素，比較各水平指標，根據吸光度高低確定最佳條件。對表4所列數據進行綜合分析，確定各元素測定條件的最佳組合，詳見表5。

結合L9（34）正交設計的方案，考察了TAS-990原子吸收分光光度計燈電流、乙炔流量、燃燒器高度、光譜帶寬4個對測量結果影響較大的儀器工作參數，確定了測量K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7種礦質元素的較好儀器工作參數，詳見表5。

2.2棗果中礦質元素含量

按照選定的最佳儀器操作條件，測定了5種棗和木棗皮花青素中礦質元素的含量。從表6可知，5種棗中均含有豐富的K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn。其中柳林木棗K、Cu、Fe、Mg含量最高；和田駿棗Mn、Ca含量最高；新疆灰棗Zn含量最高。

不同產地的棗果中礦質元素含量有一定的差異，其中K、Ca、Mg、Fe含量差異較大。從表6中發現，木棗皮花青素粗提物中6種礦質元素含量均高于木棗果品，由此可見，棗中礦質元素大多富集在棗皮中。

素粗提物91.23130.7070.181 567.5416.65609.21176.75

2.3介質硝酸濃度對礦質元素測定的影響

介質硝酸濃度在較低范圍（1%～10%）內，對各礦質元素測定結果影響可忽略不計，本試驗選用的測定介質為7%的硝酸，結果見表7。

表7硝酸濃度對礦質元素測定的影響

元素含量（μg/mL）K0.500 0±0.000 2Ca0.500 0±0.000 9Mg0.500 0±0.006 3Fe0.500 0±0.001 3Mn0.500 0±0.000 8Cu0.500 0±0.000 6Zn0.500 0±0.000 8

2.4精密度與回收率

根據精密度計算公式，對各樣品均做3次平行測定，其結果見表8。結果表明，各元素測定數據相對標準偏差（RSD）均在10%以內，精密度良好，符合測定要求。

3結論與討論

結合L9（34）正交設計的方案，考察了TAS-990原子吸收分光光度計燈電流、乙炔流量、燃燒器高度、光譜帶寬等4個對測量結果影響較大的儀器工作參數，確立了該儀器測量K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7種礦質元素的最佳參數。

柳林木棗、牛奶棗、新疆灰棗、贊皇棗、駿棗中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7種礦質元素含量均較為豐富，但含量差異明顯。其中柳林木棗中K、Cu、Fe、Mg等4種礦質元素含量最高，顯示出柳林木棗果種的優良，這與柳林木棗生長在黃河的洪積土礦物質含量極為豐富的灘地密切相關。

與木棗果品相比較，木棗果皮花青素粗提物中有6種礦質元素含量明顯增高，說明礦質元素大量富集在棗皮中；Ca含量相對偏低的原因可能與棗成熟時細胞壁中Ca流失有關。

7種礦質元素測定數據相對標準偏差（RSD）均在10%以內，精密度良好；平均回收率在96.2%～106.3%，均大于95%，表現出較好的穩定性。表明火焰原子吸收法測定棗果中礦質元素含量結果準確、可靠，符合試驗要求。

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