火焰原子吸收法分析花椒中錳、鈣、鋅、鐵、鎂

齊海燕，唐萬(wàn)俠，方奇

（齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾 161006）

火焰原子吸收法分析花椒中錳、鈣、鋅、鐵、鎂

齊海燕＊，唐萬(wàn)俠，方奇

（齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾 161006）

10個(gè)地區(qū)的花椒樣品采用微波消解，利用火焰原子吸收光譜法測(cè)定了其中錳、鈣、鋅、鐵、鎂5種重金屬元素的含量，結(jié)合聚類(lèi)分析進(jìn)行分析。在選定的實(shí)驗(yàn)條件下，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法分析測(cè)定花椒中錳、鈣、鋅、鐵、鎂5種重金屬元素的含量，方法線性關(guān)系良好，其回收率分別為110.0%～120.0%，91.2%～103.7%，100.0%～120.0%，90.7%～112.0%，95.0%～110.0%。

花椒；火焰原子吸收光譜法；金屬元素；聚類(lèi)分析

花椒屬蕓香料植物，生長(zhǎng)于我國(guó)多個(gè)地區(qū)，有野花椒和栽培花椒之分，主要品種為青花椒和紅花椒［1］。其種皮具有使用價(jià)值，是一味重要的調(diào)味品，同時(shí)，藥用歷史悠久，主要用于治療嘔吐、腹瀉、消腫等，外用可治療濕疹痙癢、活血散癖，而且花椒對(duì)心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)疾病的治療及鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗炎、抑菌等方面均有較強(qiáng)的藥理活性［2，3］。研究認(rèn)為：花椒的功效除了與其含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和多種藥理活性物質(zhì)有關(guān)外，還可能與它含有多種微量元素相關(guān)。微量元素在藥理活性中發(fā)揮重要的協(xié)同作用［4］，其中鈣、鎂、鐵、鋅、錳是必不可少的元素，如鈣是骨骼的主要組成部分，鎂離子是多種酶的輔因子和活化劑［5］，鋅使人體的多種酶具備活性，起抗菌作用［6］，鐵離子具有生理功能和廣泛的生物學(xué)效應(yīng)［7－9］，錳是許多酶的活化劑，是抑癌公認(rèn)的重要元素［10］。對(duì)花椒中的無(wú)機(jī)元素進(jìn)行研究分析有利于更好地了解花椒的藥性和藥用功效，對(duì)其的鑒定和利用提供了幫助和依據(jù)本文采用火焰原子吸收光譜法對(duì)10種花椒中的鈣、鎂、鐵、鋅、錳等金屬元素進(jìn)行測(cè)定，為研究不同種花椒的食用價(jià)值和藥用價(jià)值提供微量元素含量的參考數(shù)據(jù)［11］，并利用其含量進(jìn)行聚類(lèi)分析處理，為花椒品質(zhì)評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

北京普析通用儀器有限責(zé)任公司TAS－990AFG原子吸收光譜儀，錳、鈣、鋅、鐵和鎂空心陰極燈。在實(shí)驗(yàn)中，為了提高測(cè)定的精密度采用峰面積測(cè)量方式。上海新儀微波化學(xué)科技有限公司MDS－2002A微波消解系統(tǒng)，帶有壓力測(cè)量系統(tǒng)，內(nèi)襯式雙層密封罐，消解液為3mL H2O2和6mL HNO3。收集并購(gòu)買(mǎi)了10種不同產(chǎn)地的花椒（其中包括青花椒和紅花椒），見(jiàn)表1。

表1 花椒原料及產(chǎn)地

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

精密稱(chēng)取樣品粉末0.5g，置于聚四氟乙烯（PTFE）消解罐內(nèi)，再加入6mL濃硝酸和3mL過(guò)氧化氫，旋緊消解罐蓋子，浸泡2h以上。將消解罐放置在微波消解儀內(nèi)進(jìn)行消解，消解參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 消解參數(shù)

樣品消解完全后取出冷卻至室溫，每個(gè)樣品分4次進(jìn)行消解。將消解液轉(zhuǎn)移至燒杯中，用純凈水反復(fù)沖洗消解罐，沖洗液一并轉(zhuǎn)移到燒杯，將燒杯放置在電熱板上加熱，蒸干溶液，去除多余的酸，最終將樣品轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，并用純水定容。試劑空白溶液制備方法同上。

測(cè)定方法：10種地區(qū)的花椒利用1.2.1項(xiàng)下方法處理后，利用火焰原子吸收法測(cè)定其中的錳、鈣、鋅、鐵、鎂5種元素的含量?；鹧嬖游展庾V儀的工作條件見(jiàn)表3。

表3 儀器工作條件

1.3 聚類(lèi)分析

利用元素含量的差異作為下一步聚類(lèi)分析的數(shù)據(jù)。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 22.0做出聚類(lèi)分析樹(shù)形分析圖［12］，進(jìn)行聚類(lèi)分析研究。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)方程及相關(guān)性系數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)量10個(gè)地區(qū)中鐵、鎂、鋅、鈣、錳5種元素的含量，其檢出限、標(biāo)準(zhǔn)方程及相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表4。

表4 元素測(cè)定的線性方程

結(jié)果表明：5種元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)有較好的線性關(guān)系，其線性范圍分別為0～5，0～0.5，0～1.0，0～25，0～20μg／mL。

2.2 準(zhǔn)確度考察

對(duì)10種樣品進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)通過(guò)加標(biāo)回收率的方法得到準(zhǔn)確度。測(cè)定大涼山花椒中鐵、鎂、鋅、鈣、錳的回收率，測(cè)得回收率為90.0%～120.0%，見(jiàn)表5。

表5 回收率試驗(yàn)結(jié)果

2.3 樣品分析

在上述的實(shí)驗(yàn)條件下，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法分別測(cè)定了10種花椒中鐵、鎂、鋅、鈣、錳5種元素的含量，結(jié)果見(jiàn)表6，其中重慶花椒中的鐵、鋅、鈣含量較低。此結(jié)果真實(shí)可信，且說(shuō)明此種方法有較好的準(zhǔn)確性，方法可行。

表6 10種花椒中鐵、鎂、鋅、鈣、錳分析結(jié)果μg／g

2.4 聚類(lèi)分析

花椒的地區(qū)種類(lèi)較多，運(yùn)用“物以類(lèi)聚”的原則對(duì)樣品進(jìn)行分類(lèi)分析。選用SPSS 22.0軟件，利用Ward法（Ward＇s method），并用歐式距離的平方（squared Euclidean distance）為測(cè)度，對(duì)各個(gè)不同產(chǎn)地的花椒中5種金屬元素含量數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分析，以10種不同產(chǎn)地的花椒樣作為樣本進(jìn)行編號(hào)，分別為四川大涼山（1）、陜西韓城（2）、山東青島（3）、山東（4）、北京平谷（5）、陜西涇陽(yáng)（6）、重慶（7）、河南駐馬店（8）、甘肅合水（9）、遼寧（10）。以鈣元素為例，見(jiàn)圖1。

圖1 Ca元素聚類(lèi)分析

由圖1可知，根據(jù)鈣的含量可將10個(gè)地區(qū)的花椒分為4類(lèi)。10個(gè)地區(qū)樣品的聚類(lèi)分析結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 聚類(lèi)分析結(jié)果

續(xù) 表

由表7可知，分別分析5種元素可把花椒樣品分成4類(lèi)，這說(shuō)明花椒樣中的有效成分及含量存在差異。

3 結(jié)論

采用原子吸收并結(jié)合聚類(lèi)分析（cluster analysis），能夠快速地對(duì)不同產(chǎn)地的花椒進(jìn)行微量元素的檢測(cè)和質(zhì)量鑒別研究，該法具有方便、快捷、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，有一定的可靠性和實(shí)用性，具有廣闊的應(yīng)用前景。

［1］Yang X.Aroma constituents and alkylamides of red and green huajiao（Zanthoxylum bungeanumand Zanthoxylum schinifolium）［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2008，56（5）：1689－1696.

［2］中華人民共和國(guó)藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典（二部）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［3］孫小文，段志興.花椒屬藥用植物研究進(jìn)展［J］.藥學(xué)學(xué)報(bào)，1996，31（3）：231－240.

［4］李建紅，張水華，孔令會(huì).花椒研究進(jìn)展［J］.中國(guó)調(diào)味品，2009，34（2）：28－29.

［5］徐旭耀，唐純良，潘榮楷，等.火焰原子吸收法測(cè)定中草藥生地黃熟地黃中的鈣鎂鐵鉀［J］.微量元素與健康研究，2007，24（6）：20－21.

［6］余運(yùn)昌，黃益尤.消痔片加有機(jī)鋅改善痔疾的臨床研究［J］.微量元素與健康研究，1999，16（1）：54－60.

［7］畢桂宏.簡(jiǎn)析微量元素鐵與中藥臨床療效的相關(guān)性［J］.中醫(yī)中藥，2011，32（9）：161－162.

［8］馮玉爽，徐又佳，錢(qián)忠明.鐵過(guò)載與骨質(zhì)疏松癥［J］.江蘇醫(yī)藥，2011，37（11）：1320－1321.

［9］Savelieff M G，Lee S，Liu Y，et al.Untangling amyloid－β，tau，and metals in Alzheimer＇s disease［J］.ACS Chemical Biology，2013，8（5）：856－865.

［10］吳現(xiàn)芳，趙成愛(ài)，孫輝，等.微量元素錳在新疆6種紅景天中的含量及其與人體健康［J］.世界元素醫(yī)學(xué)，2011（3）：21－26.

［11］李德華，董梅娟，倪艷.還陽(yáng)參多糖提取工藝的研究［J］.中國(guó)中醫(yī)藥科技，2008，15（5）：370－371.

［12］薛薇.基于SPSS的數(shù)據(jù)分析［M］.北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2006.

Determination of Mn，Ca，Zn，F(xiàn)e，Mg in Zanthoxylum bungeanum by Flame Atomic Absorption Spectrometry

QI Hai－yan＊，TANG Wan－xia，F(xiàn)ANG Qi
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China）

Take Zanthoxylum bungeanumfrom 10areas as the test samples，combine the cluster analysis with flame atomic absorption spectrometry to study the content of Mn，Ca，Zn，F(xiàn)e，Mg in the samples.Under the optimum experimental conditions，the five elements are determined by the standard curve.All calibration curves show good linearity within test range.The metal elements＇recovery rates are 110.0%～120.0%，91.2%～103.7%，100.0%～120.0%，90.7%～112.0%，95.0%～110.0%respectively.

Zanthoxylum bungeanum；flame atomic absorption spectrometry；metal elements；cluster analysis

TS264.2

A

10.3969／j.issn.1000－9973.2017.04.026

1000－9973（2017）04－0116－03

2016－10－11 ＊通訊作者

黑龍江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（B2015016）；齊齊哈爾大學(xué)青年教師科學(xué)技術(shù)類(lèi)科研啟動(dòng)支持計(jì)劃項(xiàng)目（2014K－Z12）；黑龍江省教育廳項(xiàng)目（135109202）

齊海燕（1980－），女，講師，博士，研究方向：應(yīng)用化學(xué)。