火焰原子吸收光譜法在灞橋櫻桃金屬元素分析中的應用

王 遷

(渭南師范學院 化學與材料學院，陜西 渭南 714099)

0 引言

【研究意義】櫻桃又名朱櫻、朱果、鶯桃、英桃等，是薔薇科櫻屬落葉小喬木，果實色澤艷麗，味道甘美，具有很高的營養價值[1-2]。【前人研究進展】櫻桃中富含人體所需的蛋白質、脂肪、膳食纖維、碳水化合物、維生素C和胡蘿卜素等，同時，櫻桃中還含有豐富的鈣、鐵和鎂等微量金屬元素，櫻桃的含鐵量居各水果之首[3-6]。中醫記載，櫻桃具有補血益腎，健腦益智，祛風勝濕、養顏駐容、防治蕁麻、收澀止痛、調理腸胃等功效[7-8]。【研究切入點】陜西灞橋區地處陜西關中盆地中部，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，年均溫11.3～13.7℃，年均日照時數2 026～2 719 h，水量資源充足，且雨熱同期，是櫻桃生長的最佳區域之一[9-10]。當地的櫻桃顆粒飽滿、香氣濃郁、果肉細嫩多汁、酸中帶甜，香氣濃郁，適口性強，由于適宜的生態條件，成熟的栽培技術，優良的果實品質，2012年6月“灞橋櫻桃”成功獲批地理標志保護產品[11]。據文獻[12-15]報道，與其他果品相比，櫻桃的營養價值研究越來越受人們關注，但是關于櫻桃不同品種間的金屬元素分布研究較少。【擬解決的關鍵問題】以陜西灞橋當地主栽的早大果、美早、紅燈和艷陽4個櫻桃品種為試驗材料，采用HNO3-HCIO4消解法與火焰原子吸收光譜法相結合，測定不同櫻桃品種果實中Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn等6種金屬元素的含量，旨在為促進陜西灞橋櫻桃產業的發展，完善櫻桃營養評價體系、加工與利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物 供試櫻桃采于陜西省西安市灞橋區，包含早大果、美早、紅燈和艷陽4個主要品種。

1.1.2 試劑 濃HNO3和HClO4，均為優級純；MgSO4·7H2O、Fe(NO3)3·9H2O、CaCl2、CuSO4·5H2O、ZnO和MnSO4·H2O，均為分析純；試驗用水為二次蒸餾水。

1.1.3 儀器設備 WFX-200型原子吸收分光光度計，北京瑞利分析儀器公司；1810B型自動雙重純水蒸餾器，上海申立玻璃儀器有限公司；BS-224S型電子天平，上海申立玻璃儀器有限公司；Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn空心陰極燈，北京曙光明電子光源儀器有限公司，最佳測試條件詳見表1。

表1 空心陰極燈的工作條件Table 1 The working conditions of hollow cathode lamp

1.2 方法

1.2.1 材料預處理

1) 溶液的配制。準確稱取各種金屬元素的分析純試劑，配制成濃度為1.000 0 g/L的元素儲備液，然后用逐步稀釋法配制成不同濃度梯度的標準溶液(表2)。

表2 標準溶液的濃度Table 2 Concentration of standard solution

2) 櫻桃樣品處理。分別取不同品種櫻桃依次用自來水和二次蒸餾水清洗干凈、晾干、去核后用攪拌機將果肉快速打成勻漿備用。準確稱取5.000 0 g勻漿樣品置于燒杯中，加入10 mL濃HNO3，蓋上表面皿，放置在通風櫥中浸泡過夜。次日，再加入濃HNO310 mL和HClO45 mL，將樣品置于電熱板上加熱消解，至大量白煙冒出，消化液變為無色透亮，繼續加熱至近干，待冷卻至室溫后，轉移至25.00 mL容量瓶中，用二次蒸餾水定容至刻度，搖勻，作為待測液備用。相同的條件下做空白對照試驗。

1.2.2 指標測定

1) 繪制標準曲線。按照儀器的最佳工作條件，用原子吸收分光光度計分別測定各金屬元素不同濃度標準液的吸光度(y)，然后擬合各金屬元素濃度(x)與吸光度的標準回歸方程。

2) 不同品種櫻桃中金屬元素的含量。按儀器最佳工作條件，用原子吸收分光光度計分別測定不同品種櫻桃樣品中Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn的吸光度，根據擬合的回歸曲線方程計算樣品中各金屬元素含量。

3) 精密度試驗。精密度是考察測量結果重現性的重要指標，是保證準確度的先決條件。對處理好的紅燈樣品溶液進行平行測定7次，計算各金屬元素的相對標準偏差。

4) 加標回收率試驗。加標回收率是判定待測元素檢測結果準確度的量化指標。依據GB/T 27404—2008《實驗室質量控制規范食品理化檢測》的要求，試驗選擇標準線性曲線范圍的低、中及高3點作為考察樣品加標回收率的情況[16]。取同一批已知含量的紅燈樣品，分別精密加入一定量各種元素的標準溶液，在儀器最佳工作條件下測定吸光度，計算各金屬元素的加標回收率。

1.3 數據統計與分析

用Excel 2010進行數據整理和分析。

2 結果與討論

2.1 標準曲線

從表3可知，經擬合得到各金屬元素的濃度(x)與吸光度(y)的標準曲線回歸方程和相關系數分別為yMg=0.253 1x+0.005 1(r=0.997 5)、yFe=0.080 2x-0.004 6(r=0.994 8)、yCa=0.059 4x-0.008 3(r=0.999 2)、yCu=0.476 0x+0.067 0(r=0.998 3)、yZn=0.138 5x+0.017 2(r=0.995 1)和yMn=0.039 6x-0.003 1(r=0.996 6)，相關系數為0.994 8～0.999 2。表明，在工作濃度范圍內，各金屬元素的濃度(x)與吸光度(y)存在良好的線性關系。

表3 線性回歸方程和相關系數Table 3 Linear regression equation and correlation coefficient

2.2 不同品種櫻桃金屬元素的含量

從表4看出，陜西灞橋不同品種櫻桃中金屬元素含量均為紅燈>早大果>美早>艷陽。其中，Mg含量為172.84～265.06 mg/kg，Fe含量為6.93～14.67 mg/kg，Ca含量為146.82～230.19 mg/kg，Cu含量為1.79～3.83 mg/kg，Zn含量為4.63～6.95 mg/kg，Mn含量為1.58～2.17 mg/kg。6種金屬元素中，Mg和Ca含量均明顯高于Fe、Zn和Cu含量，而Mn含量最低，且不同品種櫻桃中各金屬元素含量存在相同的規律性，即6種金屬元素含量均為Mg>Ca>Fe>Zn>Cu>Mn。同時，不同品種櫻桃中各金屬元素含量也存在一定差異，其中紅燈的Mg、Ca、Fe、Zn、Cu和Mn含量最高。

表4 不同櫻桃品種中金屬元素含量Table 4 Metal elements content in different cherry cultivars mg/kg

2.3 金屬元素測量精密度試驗

從表5看出，紅燈中Mg含量為265.06～272.13 mg/kg，平均268.24 mg/kg；Fe含量為14.03～15.84 mg/kg，平均14.96 mg/kg；Ca含量為223.75～233.49 mg/kg，平均228.77 mg/kg；Cu含量為3.62～4.10 mg/kg，平均3.85 mg/kg；Zn含量為 6.69～7.25 mg/kg，平均6.92 mg/kg；Mn含量為2.09～2.41 mg/kg，平均2.24 mg/kg。各金屬元素的相對標準偏差依次為0.86%、4.08%、1.56%、4.77%、3.39%和4.94%。說明，該測定方法的重現性好，方法精密度高，完全能滿足樣品分析的要求。

表5 紅燈櫻桃各金屬元素的含量及測量精密度(n=7)Table 5 Content and precision of metal elements in Hongdeng cherry(n=7)

2.4 加標回收率

從表6看出，各金屬元素的加標回收率為Mg 93.25%～102.43%，Fe 96.51%～103.72%，Ca 92.57%～100.64%，Cu 98.21%～105.79%，Zn 95.08%～101.47%，Mn 94.32%～103.96%，表明，該分析方法準確可靠。

表6 樣品加標回收率的測定結果Table 6 Determination result of the recovery rate of the sample

3 結論

采用V高氯酸∶V硝酸=1∶4混酸體系對樣品進行消解，利用火焰原子吸收光譜法測定陜西灞橋不同品種櫻桃果實中Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn等6種金屬元素含量。研究結果表明，不同品種櫻桃果實含有豐富的人體必需的金屬元素，其含量為Mg>Ca>Fe>Zn>Cu>Mn，紅燈櫻桃的金屬元素含量高于其余3個品種。經過精密度和準確度試驗，加標回收率為92.57%～105.79%，RSD<5%，該測定方簡便易操作、精密度好、準確度高，適用于櫻桃等果蔬中多種金屬元素含量的測定。該研究結果為櫻桃的藥理活性研究、營養價值和保健價值探索奠定了基礎。