超級微波消解-ICP-OES法測定藍莓中7種營養元素

陳耿歡 陳奇 陳嬌

摘 要：本文建立了超級微波消解-電感耦合等離子體發射光譜法（Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry，ICP-OES）同時測定藍莓中鉀、鈣、鎂、鐵、磷、銅和鋅7種營養元素的方法。實驗結果表明，7種元素的線性關系良好，相關系數在0.999 73～0.999 98，樣品加標回收率在94.7%～103.0%，RSD在0.62%～6.50%，滿足GB/T 27404—2008的相關要求。該方法試劑消耗量少、簡單快速、測定準確，可同時測定藍莓漿果中7種營養元素。

關鍵詞：電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）；超級微波消解；藍莓；營養元素

Determination of Seven Nutrient Elements in Blueberry by Super Microwave Digestion-ICP-OES

CHEN Genghuan1，2，3， CHEN Qi1，2，3， CHEN Jiao1，2，3

（1.Guangdong Food Industry Institute Co.， Ltd.， Guangzhou 511442， China; 2.Guangdong Provincial Public Laboratory of Food Industry， Guangzhou 511442， China; 3.Guangdong Food Quality Supervision and Inspection Station， Guangzhou 511442， China）

Abstract： This article establishes a method for the simultaneous determination of potassium， calcium， magnesium， iron， phosphorus， copper， and zinc in blueberries using super microwave digestion inductively coupled plasma optical emission spectrometry （ICP-OES）. The experimental results show that the linear relationship between the seven elements is good， with correlation coefficients ranging from 0.999 73 to 0.999 98. The sample recovery rate is 94.7% to 103.0%， and the RSD is 0.62% to 6.50%， meeting the relevant requirements of GB/T 27404—2008. This method has low reagent consumption， is simple， fast， and accurate， and can simultaneously determine 7 nutrient elements in blueberry berries.

Keywords： inductively coupled plasma optical emission spectrometry （ICP-OES）; super microwave digestion; blueberry; nutrient elements

藍莓，系杜鵑花科越橘屬叢生灌木，于2000年在我國開始進行商業化栽培，經過20年的發展，我國藍莓栽培面積從10 hm2增加到6.64萬hm2，種植主要省份有貴州、遼寧、山東、云南、吉林、四川和安徽[1-3]。礦物質是構成人體組織和維持正常生理功能必需的各種元素的總稱，是人體必需的七大營養素之一[4-5]。對江蘇、山東、四川、遼寧以及貴州等產地的藍莓的無機元素含量進行研究，發現不同產地的藍莓，部分無機元素含量存在明顯的差異，但各地藍莓中均含有豐富的鉀、鈣、鎂、鐵等礦物質元素，同時也富含人體必需的銅、鋅等微量元素[6-7]。

樣品消解在重金屬檢測中起關鍵性作用，對檢測結果的準確性起決定性作用。在國家標準中樣品消解方法有干法消解、濕法消解、壓力罐消解和微波消解法。但隨著科學技術的發展，樣品前處理的技術也不斷創新，超級微波消解是近幾年發展較快的先進微波消解技術，其采用預加壓的微波消解系統的核心是一個“單反應室”，這個反應室既是樣品的消解罐又是微波的工作腔，微波直接從底部發射到腔體內，消解過程中可以實現更高的溫度、更大的壓力，使用更少的溶劑，從而改善消解效果、提高消解效率，已被廣泛用于食品、中藥材、化妝品和土壤等領域的元素分析[8-10]。電感耦合等離子體發射光譜法可同時測定多種元素，具有線性范圍寬、抗干擾性強、穩定性高等特點，是目前應用廣泛且經濟高效的分析手段，適合食品中多元素的同時測定[11-12]。本實驗采用超級微波消解-電感耦合等離子體發射光譜法（Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry，ICP-OES）同時測定藍莓漿果中鉀、鈣、鎂、鐵、磷、銅、鋅7種營養元素。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

網購貴州黔東南苗族侗族14 mm+藍莓（樣品1）、貴州黔東南苗族侗族12 mm+藍莓（樣品2）、遼寧丹東14 mm+藍莓（樣品3）、遼寧丹東12 mm+藍莓（樣品4），均為冷鏈運輸；硝酸（UPS級，68%，晶瑞電子材料股份有限公司）；水為GB/T 6682—2008規定的一級水；多元素混合標準溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心），多元素混合標準溶液濃度見表1。

1.2 儀器與設備

5110電感耦合等離子體發射光譜儀（ICP-OES，美國安捷倫公司）；ultraCLAVE超級微波消解平臺（Milestone）；ML204/02電子天平（梅特勒·托利多（上海）有限公司）；超純水機（默克密理博）。

1.3 實驗方法

1.3.1 系列混合標準工作溶液的配制

用移液槍分別準確吸取0.025 mL、0.050 mL、0.100 mL、0.200 mL、0.500 mL和0.800 mL多元素混合標準溶液（GNM-M093066-2013）于50 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容至刻度，配制成不同濃度的系列混合標準工作溶液。

1.3.2 樣品處理

把藍莓鮮果洗凈晾干，用勻漿機將藍莓鮮果制成果醬。稱取約1.00 g果醬樣品（精確至0.000 1 g）于消化管中，加2.5 mL水和2.5 mL硝酸，加蓋，置于已預先加入400 mL超純水和10 mL硝酸作為載液的內襯桶中，將內襯桶放入反應釜中，設定超級微波消解程序（表2）進行消解；泄壓排氣，冷卻后取出樣品，打開蓋子，將消化液轉移至50 mL容量瓶中，用少量水潤洗消化管及蓋子3次，合并洗液并用水定容至刻度混勻備用，同時做空白試驗。

1.3.3 儀器條件

使用Agilent 5110電感耦合等離子體發射光譜儀進行測定。鉀、鈣為徑向觀測，鎂、鐵、磷、銅、鋅為軸向觀測；觀測高度：8 mm；高頻發生器功率：1.2 kW；泵流速：12 r·min-1；霧化器流量：0.70 L·min-1；等離子體氣流量：12.0 L·min-1；輔助氣流量：1.00 L·min-1；穩定時間：15 s；檢測器溫度：-40 ℃；光室溫度：35 ℃。7種元素的分析譜線分別為鉀766.491 nm、鈣317.933 nm、鎂285.213 nm、鐵234.350 nm、銅324.754 nm、磷213.618 nm、鋅213.857 nm。

2 結果與分析

2.1 線性范圍、相關系數、檢出限

系列混合標準工作溶液經ICP-OES測定得到標準曲線，連續對樣品空白溶液重復檢測11次，計算標準偏差，以3倍標準偏差值作為檢出限。由表3可知，7種元素在線性范圍內相關系數R在0.999 73～0.999 98，檢出限在0.000 29～0.040 00 mg·L-1，滿足實驗要求。

2.2 準確度及精密度

對樣品1進行6平行的重復試驗，并向樣品1中分別加入低、中、高濃度的標液，計算各元素精密度及加標回收率，結果見表4。樣品加標回收率為94.7%～103.0%，7種元素的RSD值在0.62%～6.50%，回收率良好，符合GB/T 27404—2008的相關要求。

2.3 藍莓中營養元素含量

藍莓樣品中營養元素含量測定值見表5。對2個產地不同規格藍莓的營養元素含量進行檢測和對比，檢測出藍莓鮮果樣品中鉀含量為734～909 mg·kg-1，鈣含量為56.3～135.0 mg·kg-1，鎂含量為42.6～60.8 mg·kg-1，鐵含量為1.45～3.33 mg·kg-1，磷含量為102～141 mg·kg-1，銅含量為0.364～0.789 mg·kg-1，鋅含量為0.720～1.870 mg·kg-1。不同產地、不同規格的藍莓中營養元素含量存在明顯差異，遼寧丹東藍莓各營養元素含量比貴州黔東南苗族侗族藍莓的營養元素含量略高一些。也有研究表明，丹東藍莓樣品鉀含量為4 121.55 mg·kg-1、鈣含量為344.24 mg·kg-1、鎂含量為222.68 mg·kg-1、鐵含量為18.83 mg·kg-1、銅含量為0.40 mg·kg-1、鋅含量為1.06 mg·kg-1，甚至青島、連云港、成都等地的藍莓樣品中鉀含量14 591.55～23 935.38 mg·kg-1、鈣含量為1 085.86～1 893.42 mg·kg-1、鎂含量為852.93～1 407.89 mg·kg-1、鐵含量為64.77～93.63 mg·kg-1[7]，以上藍莓營養元素檢測數據比本實驗藍莓樣品所測營養元素含量高，本實驗的樣品由市場流通中購入，品質存在差異，但通過實驗也驗證了藍莓產品營養價值高，含有豐富的礦物質元素和微量元素。

3 結論

通過超級微波消解與電感耦合等離子體發射光譜儀聯用測定藍莓中7種營養元素的含量。結果顯示，7種元素的線性關系良好，加標回收率在94.7%～103.0%，RSD在0.62%～6.50%，準確度和精密度高。該方法具有成本低、用酸量少、無須趕酸、耗時短、操作簡便、環保等優點，適用于藍莓中7種無機元素含量的快速測定。

參考文獻

[1]卓翊深，陳猛，曹凱，等.廣東主要藍莓品種葉片營養與土壤養分關系分析[J].廣東農業科學，2022，49（3）：49-56.

[2]禾本.全球：藍莓產業不斷擴大[J].中國果業信息，2022，39（3）：1-12.

[3]程紹南，陳華江.我國藍莓生產快速發展的現狀及其展望[J].中國果業信息，2022，39（2）：15-17.

[4]金永學，馮建國，鄭淘，等.藍莓的功能成分、保健作用及其開發利用[J].食品與機械，2020，36（5）：231-236.

[5]王麗娟，劉菊林.微量元素對人體健康的作用[J].臨床合理用藥雜志，2013，6（8）：63-64.

[6]李然洪，湯慶莉，吳天祥.貴州麻江冷凍藍莓特征性成分分析[J].食品工業，2013（5）：205-208.

[7]吳建霞，張鑫，胡萬林，等.ICP-MS法測定藍莓中的15種無機元素[J].食品工業，2022，43（2）：320-323.

[8]呂康，李優琴，倪曉璐，等.超級微波消解-電感耦合等離子體發射光譜（ICP-OES）法測定土壤中18種元素[J].中國無機分析化學，2023，13（2）：123-128.

[9]楊偉，李蓉，范曉旭，等.稀酸微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定紅糖中六種營養元素[J].食品與發酵工業，2021，47（24）：261-270.

[10]陳青，孫瑩璐，孫爽，等.超級微波消解-電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）法測定小麥中13種元素[J].實驗技術與管理，2022，39（9）：9-14.

[11]劉松，周富強，冉菲，等.微波消解-ICP-OES法測定刺梨種7種營養元素[J].中國口岸科學技術，2021，3（7）：62-65.

[12]喬晴，李辰，宋菲菲，等.超級微波消解-ICP-OES法測定嬰幼兒配方食品中8種營養元素[J].中國乳品工業，2021，49（12）：51-55.