邵 俊

（唐山學(xué)院 環(huán)境與化學(xué)工程系，河北 唐山063000）

鈣是人體內(nèi)最豐富最活躍的元素之一，具有維持和調(diào)節(jié)人體骨骼、肌肉、細(xì)胞、循環(huán)、免疫等系統(tǒng)的生理功能的重要作用[1，2]。人每天會從汗水及尿液中代謝體內(nèi)鈣質(zhì)[3]，鈣元素的補(bǔ)充可有效預(yù)防各種因缺鈣造成的健康問題。食品是人體補(bǔ)充鈣元素的重要途徑之一，因此，食品中鈣元素含量的測定顯得至關(guān)重要。

目前，火焰原子吸收光譜法以其靈敏度高、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)已成為測定鈣的首選方法[4]。本文基于國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5009.92-2003[5]，選取常用的干法灰化和濕法消解分別對樣品進(jìn)行預(yù)處理，運(yùn)用火焰原子吸收法進(jìn)行結(jié)果測定，以探討這兩種預(yù)處理方法用于食品中鈣含量測定的可行性。同時，針對火焰原子吸收法測定時的儀器條件、標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍、方法的準(zhǔn)確性及精密度等方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

TAS-990 原子吸收分光光度計；馬弗爐；電子分析天平；電爐。

1.2 試劑

濃HCl、濃HNO3為分析純；CaCO3、HClO4、La（NO3）3·6H2O 為優(yōu)級純；實(shí)驗(yàn)用水均為蒸餾水。

（1+1）鹽酸溶液：分別取100mL 純度為36%的HCl 溶液、100mL 蒸餾水，混合，移入試劑瓶中待用。

（1+4）混合酸溶液：分別取50mL 的HClO4溶液、200mL 濃HNO3溶液，混合，移入試劑瓶中待用。

2%硝酸鑭溶液：稱取20g La（NO3）3·6H2O 固體，加入蒸餾水溶解，用玻璃棒攪拌溶解，轉(zhuǎn)移至1000mL 容量瓶中，加入蒸餾水定容至刻度，搖勻。

500μg·mL-1的鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液：精確稱取0.125g CaCO3，加（1+1）HCl 溶液溶解，移入250mL 容量瓶中，加入20mL 2% La（NO3）3·6H2O 溶液，加入蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

100μg·mL-1的鈣標(biāo)準(zhǔn)使用液：取鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液20mL 于100mL 容量瓶中，加入4mL 2%La（NO3）3·6H2O 溶液，加入蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

1.3 待測樣品

所測樣品包括蘋果、西紅柿、西蘭花、香菇、大米、小麥粉、玉米粉、豬肉、牛肉、蝦皮、奶粉、餅干、薯片等，共計13 種樣品，四大類別，采購自各市場和超市。

1.4 樣品預(yù)處理

蔬菜、水果、鮮肉等鮮樣，先用自來水沖洗干凈，再用蒸餾水充分洗凈，切制成米粒狀，晾干待用；大米、奶粉、餅干、薯片先用研缽研磨成粉末狀，裝容器密封保存。

1.4.1 濕法消解 精確稱取均勻干試樣0.5g～1.5g（濕樣1.5g～2.5g）于三角錐形瓶中，加入10mL 混合酸消化液，在電爐上加熱消化。如未消化好而酸液過少時，再補(bǔ)加幾毫升混合酸消化液，繼續(xù)加熱消化，直至無色透明。取下稍冷，加10mL 蒸餾水，加熱以除去多余的硝酸。待錐形瓶中液體接近2～3mL時，取下冷卻。加入2%La（NO3）3·6H2O 溶液4mL，并轉(zhuǎn)移至50mL 容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻備測。按上述操作測定試劑空白。

1.4.2 干法灰化 精確稱取干樣、濕樣約2g 于瓷坩堝中，做好標(biāo)簽，移至馬弗爐中于480℃灰化約4h 取出放冷。如果還有炭黑，則需要加入少量硝酸潤濕，小火加熱蒸干后，加入馬弗爐繼續(xù)灰化完全。取出后，加入5mL 的硝酸溶液溶解，加入4mL 2%硝酸鑭溶液，并轉(zhuǎn)移至50mL 容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻備測。按上述操作測定試劑空白。

1.5 實(shí)驗(yàn)方法

本設(shè)計采取標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行樣品測定，測定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度，繪制濃度- 吸光度曲線。由測得試液的吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上求出樣品中被測元素的濃度。

2 儀器工作條件

本實(shí)驗(yàn)采用單因素輪換優(yōu)化法，改變原子吸收光譜儀的燈電流、光譜帶寬、燃燒器高度，在422.7nm 的波長下，測定6μg·mL-1的鈣標(biāo)準(zhǔn)使用液的吸光度，進(jìn)行最優(yōu)工作條件的選擇。

2.1 燈電流對吸光度的影響

燈電流由0.5～10mA 逐次遞增進(jìn)行調(diào)整，其他儀器條件不變，對6μg·mL-1的鈣標(biāo)準(zhǔn)使用液進(jìn)行測定吸光度，其結(jié)果見表1。

表1 燈電流對吸光度的影響Tab.1 Effect of lamp current on the absorbance at 422.7nm

由表1 可知，當(dāng)燈電流為2mA 時，吸光度值達(dá)到最大值，此后隨著燈電流的增大逐漸降低。因此，實(shí)驗(yàn)選擇燈電流為2mA。

2.2 光譜帶寬的選擇

光譜帶寬由0.1～2nm 逐次遞增進(jìn)行調(diào)整，其他儀器條件不變，測定吸光度，結(jié)果見表2。

表2 光譜帶寬對吸光度的影響Tab.2 Effect of spectral bandwidth on theabsorbance at 422.7nm

由表2 可知，隨著光譜帶寬增大，吸光度也增大，在0.4nm 時吸光度達(dá)到最大值，之后隨著光譜帶寬的增加逐漸減小。因此，實(shí)驗(yàn)選擇光譜帶寬為0.4nm。

2.3 燃燒器高度的選擇

將燃燒器的高度從2～12mm 之間，選擇偶數(shù)逐次遞增測定，其他儀器條件不變，測定吸光度，結(jié)果見表3。

表3 燃燒器高度對吸光度的影響Tab.3 Effect of burner height on the absorbance at 422.7nm

由表3 可知，當(dāng)燃燒器高度為8mm 時，吸光度達(dá)到最大值，之后隨著燃燒器高度的增加逐漸降低。因此，實(shí)驗(yàn)選擇燃燒器高度為8mm。

2.4 最佳工作條件

經(jīng)過對儀器的燈電流、光譜帶寬和燃燒器高度的優(yōu)化選擇，選擇出儀器的最佳實(shí)驗(yàn)條件，見表4。

表4 儀器最佳工作條件Tab.4 Working conditions of the Instrument

3 鈣標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及樣品中鈣含量的測定

3.1 鈣標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別取鈣標(biāo)準(zhǔn)使用液0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL 于50mL 容量瓶中，分別加入4mL 2%硝酸鑭溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。用火焰原子吸收測定吸光度值（Y），以Y 為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度（X）為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖1?；貧w方程為Y=0.0896X+0.0272，相關(guān)系數(shù)R=0.9932，線性關(guān)系良好。

圖1 鈣標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of calcium

3.2 樣品中鈣含量的測定

在所選最佳工作條件下，測定待測樣品中鈣元素的吸光度，并依據(jù)公式1 求出樣品中鈣元素的含量，所得結(jié)果見表5。

式中 M：樣品中的鈣含量，mg/100g；C：測定用樣品中的鈣濃度，μg·mL-1；C0：空白溶液中的鈣濃度，μg·mL-1，本實(shí)驗(yàn)中為0；V：體積，mL；f：稀釋倍數(shù)；m：樣品質(zhì)量，g；100/1000：折算成每一百克中的鈣含量，以mg 計。

從表5 中可看出，在測定蔬果類樣品中，西蘭花的鈣含量最高，為16.96mg/100g（濕法），香菇的鈣含量最低，為5.16mg/100g（濕法）。肉類及海產(chǎn)品樣品中，蝦皮的鈣含量最高，為766.61mg/100g（濕法），是豬肉和牛肉中鈣元素含量的100 倍以上。糧食谷物類樣品中，小麥的鈣含量最高，為17.50mg/100g（干法），玉米的鈣含量最低，為9.76mg/100g（濕法）。加工食品中，奶粉的鈣含量最高，為512.46mg/100g（干法），薯片的鈣含量最低，為87.71mg/100g（濕法）。

同一種食品用干法灰化和濕法消解進(jìn)行處理，結(jié)果相差不大。不同種類的食品中鈣含量相差很大，其中蝦皮的鈣含量最高。奶粉中的鈣含量也相對較高，可能是由于在生產(chǎn)加工過程中添加了鈣元素，才致使奶粉中的鈣含量相對較高。

表5 樣品中的鈣含量Tab.5 Content of Calcium in the samples

4 方法的精密度和回收率

測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠是一種檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法是否可行的重要依據(jù)。方法的準(zhǔn)確可靠性主要是通過加標(biāo)回收率來體現(xiàn)。因此，本實(shí)驗(yàn)對兩種預(yù)處理方法進(jìn)行了加標(biāo)回收。在不同樣品中，分別加入不同量的標(biāo)準(zhǔn)使用液，使其稀釋后的試樣中加標(biāo)含量分別為1、2、3μg·mL-1。測定結(jié)果見表6、7。

由表6、7 可知，干法灰化測定結(jié)果加標(biāo)回收率在90.20%～103.20%，濕法消解測定結(jié)果加標(biāo)回收率在90.50%～104.95%，均符合檢測要求。兩種方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，精密度高。

5 結(jié)論

濕法消解進(jìn)行預(yù)處理后，樣品中鈣含量的測定值略高于干化灰化法，而且濕法消解的精密度和回收率也都略高。這是由于干法灰化是開放式處理，在灰化過程中損耗較大，致使回收率較低。但濕法消解進(jìn)行預(yù)處理，耗酸量太大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種預(yù)處理技術(shù)均可作為食品中鈣含量測定的樣品預(yù)處理方法。

表6 濕法消解回收率及精密度Tab.6 Recoveries and RSD of wet digestion

表7 干法灰化回收率及精密度Tab.7 Recoveries and RSD of dry ash

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