桑葉中硒含量的檢測(cè)

王傲,車靖玫,張芯,2,3

(1.安康學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院,陜西 安康 725000;2. 陜西省富硒食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,陜西 安康 725000;3.安康市納米新材料工程技術(shù)研究中心,陜西 安康 725000)

硒作為人類身體健康必需的微量元素,具有調(diào)節(jié)維生素代謝,增強(qiáng)人體免疫力、保護(hù)肝臟、心腦血管、防癌等多種生理作用,因此,其又有“抗癌之”“心臟守護(hù)神”的美譽(yù),缺硒將直接或間接導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界42個(gè)國(guó)家和地區(qū)缺硒,我國(guó)有72%的地區(qū)處于缺硒和低硒生態(tài)環(huán)境之中。隨著人們生活水平的提高,對(duì)身體的健康也越來(lái)越關(guān)注,人們開(kāi)始逐漸認(rèn)識(shí)到,我們每天應(yīng)該攝入適量的硒。補(bǔ)硒是預(yù)防和治療克山病、大骨節(jié)病等許多缺硒引起的疾病及防癌、抗癌的有效途徑[1-4]。

硒化合物在自然界以無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒兩種方式存在[5-6]。無(wú)機(jī)硒一般指亞硒酸鈉和硒酸鈉,可以從金屬礦藏的副產(chǎn)品中獲得。其對(duì)于防癌治療、高血壓、大骨節(jié)病、克山病等有一定療效;有機(jī)硒是由生物體將硒與氨基酸結(jié)合而成的一類有機(jī)化合物[7-11]。一般以硒代氨基酸的形式存在,其遵循氨基酸的代謝途徑,參與蛋白質(zhì)的合成。研究發(fā)現(xiàn),植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、多糖等生物大分子中均發(fā)現(xiàn)有機(jī)硒存在。

安康市南部大巴山區(qū)是長(zhǎng)江流域的一部分,地處陜、渝、川、鄂4省交界區(qū),富含硒元素,素有“中國(guó)硒谷”的美譽(yù)。平均土壤含硒量達(dá)到0.567 7 mg/kg[12],具有開(kāi)發(fā)富硒桑葉食品的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。安康地區(qū)蠶桑資源豐富,是全國(guó)優(yōu)質(zhì)繭絲綢生產(chǎn)基地之一[13],也是中國(guó)第二大天然的富硒地區(qū),具有富硒面積大、地層厚、儲(chǔ)量大、濃度適中等特點(diǎn)。桑樹(shù)作為一種富硒能力強(qiáng)的作物,其硒含量高于普通農(nóng)作物和一般植物[14]。擬以安康地區(qū)桑葉為研究對(duì)象,對(duì)桑葉中的硒含量進(jìn)行檢測(cè),為當(dāng)?shù)馗晃Ｈ~資源的開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù),為開(kāi)發(fā)出新的富硒產(chǎn)品提供更多的可能,不僅使得大量的桑葉資源得以有效利用,還能帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益,增加桑農(nóng)的收益。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇安康市紫陽(yáng)縣、嵐皋縣、漢濱區(qū)等地產(chǎn)的桑葉為研究對(duì)象。

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

本論文所用的試劑見(jiàn)下表1。

表1 實(shí)驗(yàn)試劑

1.3 實(shí)驗(yàn)條件

AFS-8220原子熒光光度計(jì)(北京吉天儀器有限公司),儀器經(jīng)過(guò)調(diào)試測(cè)為最佳測(cè)定硒元素的工作參數(shù)(見(jiàn)表2)。

表2 原子熒光光度計(jì)的工作參數(shù)

1.4 樣品處理

將采集的新鮮桑葉樣品清洗干凈,再用去離子水清洗3遍,后烘干,將烘干的桑葉進(jìn)行粉碎,后過(guò)0.15 mm孔徑篩,將過(guò)篩后的桑葉粉樣品倒入樣品袋,備用。

1.5 硒檢測(cè)前處理

桑葉用水沖洗表層泥土,再用去離子水清洗3遍,后烘干,經(jīng)小型粗粉碎機(jī)粉碎,后過(guò)0.15 mm孔徑篩,密封儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

取三份0.5 g以上待測(cè)桑葉樣品,放入三角瓶中,進(jìn)行加酸冷硝化處理。加入體積比為3∶2的高氯酸硝酸混合液15 mL,靜置過(guò)夜,然后在160 ℃電熱板上加熱消化直至液體變?yōu)榍辶?此時(shí)三角瓶?jī)?nèi)溶液剩余約2 mL左右停止加熱,冷卻后,往其中加入5 mL 濃度為6 mol/L 的HCl溶液,將三角瓶置于沸水浴中加熱至冒白煙,溶液變?yōu)闊o(wú)色,將消化液轉(zhuǎn)入25 mL容量瓶中,并用去離子水定容至刻度。

1.6 硒檢測(cè)

采用氫化物-原子熒光光譜法(GB 500993—2010),對(duì)桑葉樣品進(jìn)行分析,檢測(cè)桑葉硒含量。試樣經(jīng)酸加熱消化后,在鹽酸介質(zhì)中,將六價(jià)硒還原成四價(jià)硒,與硼氫化鉀發(fā)生反應(yīng),四價(jià)硒在鹽酸介質(zhì)中被還原成氣態(tài)的硒化氫,由載氣(氬氣)帶入原子化器中原子化,在硒空心陰極燈照射下,基態(tài)硒原子被激發(fā)至高能態(tài),在去活化回到基態(tài)時(shí),發(fā)射出特征波長(zhǎng)的熒光,熒光強(qiáng)度與硒含量成正比。首先,配制一系列硒標(biāo)準(zhǔn)溶液(4～20 μg/L),利用原子熒光光度計(jì)測(cè)定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光值,利用熒光值和硒標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線確定待測(cè)各樣品中的硒含量。

具體步驟:配置好氫氧化鉀和硼氫化鉀混合溶液備用,打開(kāi)原子熒光光度計(jì)載氣,開(kāi)啟系統(tǒng)點(diǎn)擊預(yù)熱選項(xiàng),將處理好的樣品倒入小試管中,貼好標(biāo)簽按順序放入自動(dòng)進(jìn)樣器,在系統(tǒng)中輸入樣品的數(shù)據(jù),選好測(cè)定元素,待預(yù)熱完成后,開(kāi)始進(jìn)樣。樣品由載流帶入原子熒光光度計(jì)中,在鹽酸介質(zhì)中被還原為氣態(tài)硒化氫,由氬氣帶入原子化器中進(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線

硒標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)下圖1。擬合的線性回歸方程為y=99.763x-15.813,R2=0.999 7。熒光強(qiáng)度與硒濃度之間線性關(guān)系良好。

圖1 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 桑葉中的硒含量

選取的安康部分地區(qū)的桑葉中硒含量檢測(cè)結(jié)果如下表3。

表3 不同地區(qū)桑葉硒含量

如上表3、圖2所示,檢測(cè)了安康7個(gè)不同區(qū)域的桑葉樣品,桑葉中的硒含量在0.017 9～0.289 6 mg/kg之間,平均硒含量由高到低依次為:紫陽(yáng)縣雙安鎮(zhèn)>漢濱區(qū)關(guān)廟鎮(zhèn)捍衛(wèi)村>紫陽(yáng)縣蒿坪鎮(zhèn)蒿坪村>紫陽(yáng)縣斑桃鎮(zhèn)端埡村>嵐皋縣堰門(mén)鎮(zhèn)堰門(mén)村>紫陽(yáng)縣洄水鎮(zhèn)樺櫟村>漢濱區(qū)吉河鎮(zhèn)福灘村。按照陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)《富硒含硒食品與相關(guān)產(chǎn)品硒含量標(biāo)準(zhǔn)》DB61/T 556—2018中“富硒及含硒食用農(nóng)產(chǎn)品硒含量指標(biāo)—植物類,硒含量在0.010～0.015 mg/kg的范圍內(nèi)屬于含硒產(chǎn)品,硒含量大于或等于0.02 mg/kg屬于富硒產(chǎn)品。綜上所述,在所有采集樣品的7個(gè)區(qū)域中,5個(gè)區(qū)域的桑葉為富硒桑葉,2個(gè)區(qū)域的桑葉為含硒桑葉。其中,紫陽(yáng)縣雙安鎮(zhèn)的桑葉平均含硒量最高,平均達(dá)0.289 6 mg/kg,漢濱區(qū)吉河鎮(zhèn)福灘村平均含硒量最低,為0.017 9 mg/kg。

圖2 不同地區(qū)桑葉中硒含量結(jié)果

桑葉對(duì)硒的利用,除與土壤硒含量有關(guān),還與其他條件有關(guān)。經(jīng)查閱文獻(xiàn)得知,雖然農(nóng)作物中硒元素直接來(lái)源于土壤硒,但影響作物吸收和積累硒的因素很多,自然條件如溫度、水分,以及土壤條件如土壤質(zhì)地、pH值、礦物類型、氧化還原情況等,造成了土壤硒含量高但農(nóng)作物硒含量反而不隨之升高的情況[15]。另外還與植物富集硒的吸收、積累過(guò)程有關(guān),植物通過(guò)根部對(duì)硒進(jìn)行吸收,通過(guò)根部轉(zhuǎn)化為硒化合物后向地上部分運(yùn)送,轉(zhuǎn)化過(guò)程慢于吸收過(guò)程,這也導(dǎo)致植物根部硒含量通常較高。植物不同部位對(duì)硒的吸收能力也不盡相同,因植物生長(zhǎng)發(fā)育的階段不同,硒在植物中各個(gè)階段分布不同,主要分布在生命旺盛的器官,例如,在蔬菜作物中,根部硒含量大于莖葉硒含量;在種子成熟期,大部分硒化合物被分配至種子或種皮中[16]。

2.3 樣品加標(biāo)回收率結(jié)果

在桑葉樣品中加入適量的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液,測(cè)得樣品中的硒加標(biāo)回收率在90%～110%之間(表4)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),被測(cè)組分含量在1～100 mg/L,回收率的允許限為90%～110%;被測(cè)組分含量小于1 mg/L,回收率的允許限為80%～120%。如表4所示,選取的樣品濃度為0.020 8 mg/kg(約4×10-4mg/L),其加標(biāo)回收率都在限定范圍內(nèi)(80%～120%),說(shuō)明本方法的精確度較高,滿足分析要求。

表4 桑葉加標(biāo)回收率

3 結(jié)論

通過(guò)氫化物-原子熒光光譜法對(duì)安康市幾個(gè)地區(qū)的桑葉進(jìn)行硒含量的檢測(cè),通過(guò)數(shù)據(jù)表明,平均硒含量由高到低依次為:紫陽(yáng)縣雙安鎮(zhèn)>漢濱區(qū)關(guān)廟鎮(zhèn)捍衛(wèi)村>紫陽(yáng)縣蒿坪鎮(zhèn)蒿坪村>紫陽(yáng)縣斑桃鎮(zhèn)端埡村>嵐皋縣堰門(mén)鎮(zhèn)堰門(mén)村>紫陽(yáng)縣洄水鎮(zhèn)樺櫟村>漢濱區(qū)吉河鎮(zhèn)福灘村。在所有采集樣品的7個(gè)區(qū)域中,5個(gè)區(qū)域的桑葉為富硒桑葉,2個(gè)區(qū)域的桑葉為含硒桑葉。其中,紫陽(yáng)縣雙安鎮(zhèn)的桑葉平均含硒量最高,平均達(dá)0.289 6 mg/kg,漢濱區(qū)吉河鎮(zhèn)福灘村平均含硒量最低,為0.017 9 mg/kg。對(duì)硒含量進(jìn)行了加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn),回收率其都在限定范圍內(nèi),表明本方法的精確度較高,滿足分析要求。

安康市土壤硒資源十分豐富,桑樹(shù)種植的歷史悠久。傳統(tǒng)的桑樹(shù)種植價(jià)值低、產(chǎn)業(yè)單一、利用效率低,且未對(duì)安康市本土優(yōu)質(zhì)硒資源進(jìn)行利用,為助農(nóng)增收,實(shí)現(xiàn)桑樹(shù)資源高值化、桑樹(shù)資源綜合利用、桑樹(shù)產(chǎn)業(yè)多元化發(fā)展,結(jié)合安康特色資源,開(kāi)發(fā)利用富硒桑葉資源。本文的結(jié)果對(duì)于安康富硒資源利用、實(shí)現(xiàn)桑樹(shù)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、富硒桑葉資源的開(kāi)發(fā)利用具有指導(dǎo)意義。結(jié)合土壤硒含量和富硒桑樹(shù)適宜性等開(kāi)展科學(xué)種植,有效利用富硒土壤資源,增加桑葉利用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益,助農(nóng)助桑。