曹葉霞，郭楊，李秋

(忻州師范學(xué)院，山西 忻州 034000)

微波消解火焰原子吸收光譜法測定香菜中的金屬元素

曹葉霞，郭楊，李秋

(忻州師范學(xué)院，山西 忻州 034000)

采用微波消解樣品，火焰原子吸收光譜法測定香菜葉及其莖中Ca，Mg，Zn，Mn，F(xiàn)e 5種金屬元素的含量。結(jié)果表明：香菜樣品中5種金屬元素標(biāo)準(zhǔn)曲線良好，其相關(guān)系數(shù)r>0.9969，空白試樣的檢出限<0.2 mg/L；香菜葉中各金屬元素回收率在94.37%～98.09%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<2.5%；而香菜莖中各金屬元素回收率>96.8%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<2.5%。該實驗儀器簡便快速、檢出限低、準(zhǔn)確可靠、分析速度快，可用于對香菜樣品中各元素含量進行測定。

微波消解；火焰原子吸收光譜；香菜；金屬元素

香菜(CoriandrumsativumL.)又名芫荽、胡荽、松須菜，為傘形科植物的帶根全草[1]。香菜以全草入藥，性溫，味辛，功能解表，透發(fā)麻疹，內(nèi)有驅(qū)風(fēng)、健胃和刺激的作用，主要用于治療麻疹、消化不良、感冒風(fēng)寒、流行性感冒、發(fā)熱頭痛、痢疾下瀉，還可以治療高血壓，外用有鎮(zhèn)痛效果，還對某些食物中毒有解毒作用[2]。同時，香菜是一年生香辛葉類蔬菜，全草莖葉翠綠芳香，清脆鮮嫩，營養(yǎng)豐富，具有特殊的極強清香氣味，是人類歷史上藥用和調(diào)味用最古老的芳香蔬菜之一，是藥食同功的保健美食。香菜的這些藥用和保健作用與其所含有的金屬元素有直接關(guān)系[3]，金屬元素對人體免疫能力有著重要的作用，維持著人體正常的新陳代謝及生命活動，香菜中含有多種金屬元素，每天可以選擇食用作為金屬元素的補充。

目前，測定食品中礦物質(zhì)元素的檢測方法有很多[4-8]，但是樣品處理速度已成為制約分析速度的瓶頸。微波消解技術(shù)[9-17]是一種簡便快速的樣品處理技術(shù)，關(guān)于用微波消解法處理樣品的報道不少，測定的樣品有幾十種，但沒有文獻運用微波消解-火焰原子吸收法處理測定香菜樣品。因此，本實驗通過微波消解火焰原子吸收光譜法對香菜樣品進行研究，微波消解能直接穿透香菜樣品內(nèi)部，同時加熱，消解罐內(nèi)溫度較高，壓強較大，在此條件下混酸的氧化效果極好，香菜樣品可以被完全消化，且所加的混酸體積較少，污染較低。兩種方法有效結(jié)合，簡便快速，可以作為研究樣品的處理方法，值得推廣。

1 實驗部分

1.1 樣品來源

香菜：購買于忻州市蔬菜市場。

1.2 試劑及儀器

硝酸(GR)：購于國藥集團化學(xué)試劑有限公司；Ca，Mg(標(biāo)準(zhǔn)值1000 μg/mL)：購于國家有色金屬及電子材料分析測試中心；Fe，Mn，Zn(標(biāo)準(zhǔn)值100 μg/mL)：購于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心。過氧化氫、高氯酸等均為分析純。實驗用水都為二次蒸餾水，乙炔氣體，消解罐用10%體積的硝酸浸泡，其他儀器均用二次蒸餾水清洗備用。

SL-500A型高速多功能粉碎機 浙江省永康市松青五金廠；Mettler Toledo AL204電子分析天平 上海梅特勒-托利多儀器有限公司；MSD-6G多通量微波消解/萃取系統(tǒng) 上海新儀微波化學(xué)科技有限公司；AA-6300原子吸收光譜儀 日本島津公司；DK-11型1000 W單聯(lián)萬用電爐 天津天泰儀器有限公司；KQ-C玻璃儀器氣流烘干箱 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；SY1O1S-2電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市三水科學(xué)儀器有限公司；KDM型調(diào)溫電熱套 山東鄄城光明儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 香菜樣品預(yù)處理

將新鮮香菜樣品清洗之后，自然晾干。莖葉分離，用高速多功能粉碎機分別粉碎，過60目篩，收集到干燥潔凈的試劑瓶中保存，貼上標(biāo)簽待用。

精確稱量香菜葉粉末2份、莖粉末2份各若干(見表1)，置于潔凈的4個微波消解罐中，各加入8 mL硝酸、2 mL過氧化氫，靜置一段時間，待混酸與香菜樣品完全混合后，按照微波消解儀消解參數(shù)(見表2)。消解完畢之后，將消解罐內(nèi)葉、莖預(yù)處理溶液分別倒入2個潔凈的燒杯中，并放在2個電熱套上進行趕酸，除去剩余的混酸，待燒杯內(nèi)溶液約為1～5 mL時，趕酸基本完畢，之后用二次蒸餾水將樣品溶液定容到50 mL容量瓶中，分別得到香菜葉、莖樣品溶液。同時制備香菜葉、莖的空白溶液。

表1 消解樣品質(zhì)量Table 1 The weight of digested samples g

表2 微波消解條件Table 2 Conditions of microwave digestion

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

分別精確移取5.00 mL Ca，Mg，F(xiàn)e，Mn，Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液于5個潔凈的50 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋定容至刻度，得到Ca，Mg濃度為100 μg/mL，F(xiàn)e，Mn，Zn濃度為10 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液。精確移取2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL的Ca標(biāo)準(zhǔn)儲備液置于100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋定容至刻度，得到Ca元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為2，4，6，8，10 mg/L；精確移取0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mL的Mg標(biāo)準(zhǔn)儲備液置于100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋定容至刻度，得到Mg元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mg/L；精確移取4.00，6.00，8.00，10.00，12.00 mL的Fe標(biāo)準(zhǔn)儲備液置于25 mL比色管中，用蒸餾水稀釋定容至刻度，得到Fe元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1.6，2.4，3.2，4.0，4.8 mg/L；精確移取1.00，2.00，4.00，6.00，8.00 mL的Mn標(biāo)準(zhǔn)儲備液置于25 mL比色管中，用蒸餾水稀釋定容至刻度，得到Mn元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.4，0.8，1.6，2.4，3.2 mg/L；精確移取1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL的Zn標(biāo)準(zhǔn)儲備液置于25 mL比色管中，用蒸餾水稀釋定容至刻度，得到Zn元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mg/L。

2 實驗結(jié)果

2.1 線性回歸方程及檢出限

火焰原子吸收光譜儀具有同步背景校正功能，選擇譜線干擾少、靈敏度高、背景低的分析線工作，各金屬元素的測定條件見表3。

表3 儀器的工作條件Table 3 Working conditions of instruments

通過火焰原子吸收光譜儀對以上所配制的每種元素標(biāo)準(zhǔn)系列溶液依次進行測量，分別得到以上步驟中所配制的每種金屬元素溶液的線性方程與相關(guān)系數(shù)；對之前處理得到的空白溶液中各金屬元素重復(fù)檢測11次，通過計算得到空白試劑中各金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差，三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差與線性方程斜率之比即為空白試劑中各金屬元素的檢出限數(shù)值。各種元素測定結(jié)果見表4。

表4 線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限Table 4 Linear regression equations, correlation coefficients and detection limits

結(jié)果顯示：5種元素線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r>0.9969，5種元素的檢出限均低于0.2 mg/L 。

2.2 精密度實驗

精確稱量香菜葉樣品5份，每份約1.0000 g，分別按照1.3.1實驗步驟進行樣品微波消解處理，然后測定其中各元素的吸光度，并計算香菜葉樣品中每種元素的含量和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)，實驗結(jié)果見表5。使用相同的實驗方法對香菜莖樣品再次進行重復(fù)性實驗，實驗結(jié)果見表5。

表5 樣品精密度實驗結(jié)果Table 5 The precision experimental results of samples μg/g

測定結(jié)果顯示：香菜葉、莖樣品中各金屬元素的平均含量分別不同，對比香菜樣品金屬元素含量可得：香菜葉樣品中5種元素平均含量都多于香菜莖樣品，樣品中鈣、鎂含量相對較多，鐵、錳、鋅含量相對較少，其中香菜葉樣品中各金屬元素相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<2.5%，香菜莖樣品中各金屬元素相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<2.5%。

2.3 回收率實驗

精確稱量香菜葉樣品3份，每份約1.0000 g，然后微波消解處理，分別加入標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，平行3份，按照1.3.1實驗步驟、2.1實驗步驟測定香菜葉加標(biāo)樣品，計算香菜葉加標(biāo)樣品中每種元素的回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，實驗結(jié)果見表6。

表6 香菜葉回收率實驗結(jié)果Table 6 The recovery experimental results of leaves of coriander

使用同上實驗方法再次測定香菜莖加標(biāo)樣品中各元素的回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，實驗結(jié)果見表7。

表7 香菜莖回收率實驗結(jié)果Table 7 The recovery experimental results of stems of coriander

結(jié)果顯示：香菜葉加標(biāo)樣品回收率在94.37%～98.09%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<2.5%。香菜莖樣品回收率在94.43%～98.31%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<2.5%。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

通過微波消解火焰原子吸收光譜儀分別對香菜莖和葉中Ca，Mg，Zn，Mn，F(xiàn)e 5種元素進行了測定，結(jié)果表明：香菜葉、莖中5種元素含量豐富且各元素含量分別不同，其中葉中5種元素平均含量分別為Ca：9695.6 μg/g；Mg：5231.6 μg/g；Fe：221.775 μg/g；Mn：72.265 μg/g；Zn：95.155 μg/g。莖中5種元素平均含量分別為Ca：9405.3 μg/g；Mg：3147.4 μg/g；Fe：121.93 μg/g；Mn：47.985 μg/g；Zn：56.345 μg/g。由實驗數(shù)據(jù)可得：香菜樣品中Ca，Mg這2種金屬元素含量相對較多，而Fe，Mn，Zn這3種金屬元素含量相對較少。香菜葉樣品中各金屬元素回收率在94.37%～98.09%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<2.5%，而香菜莖樣品中各金屬元素回收率>96.8%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD<2.5%。

3.2 混酸體系的選擇

不同混酸、不同比例的消解溶劑對香菜樣品的消解效果不同。經(jīng)查閱相關(guān)文獻后，有的文獻采用硝酸HNO3∶高氯酸HClO4為4∶1的消解溶劑；有的文獻采用硝酸HNO3∶過氧化氫H2O2為4∶2的消解溶劑。借鑒前人經(jīng)驗及本人大量實驗結(jié)果，總結(jié)得出：本實驗采用硝酸HNO3∶過氧化氫H2O2為8∶2的消解溶劑體系對香菜樣品進行充分消解處理可使香菜樣品消解完全，消解效果極佳。

本文通過應(yīng)用微波消解與原子吸收光譜法相結(jié)合的檢測方法，對香菜葉、莖樣品中所含的金屬元素進行檢測，由所測實驗結(jié)果可以得出該檢測方法準(zhǔn)確可靠，可用于對香菜樣品中各元素含量進行測定。

[1]江蘇新醫(yī)學(xué)院.中藥大辭典(下冊)[M].上海:上海人民出版社,1996.

[2]國家中醫(yī)藥管理局.中華本草(第5冊)[M].上海:上?？萍汲霭嫔?1999:935-936.

[3]孔茜,陳小全,張燕,等.人體內(nèi)的化學(xué)元素[J].微量元素與健康研究,2005,22(4):58.

[4]李紅英,江運霞,雷小慶，等.香菜根莖葉中Fe，Mn，Zn微量元素含量測定[J].微量元素與健康研究,2012,29(2):31-32.

[5]董旭,何紹媛,杜杰,等.ICP-MS 法測定飲用水、綠茶、大米中10種元素的含量[J].食品研究與開發(fā),2013,34(6):73-76.

[6]劉紅偉,章建軍,李向力.微波消解-微分電位溶出法同時測定蔬菜中鉛、鎘[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報,2008,20(6):77-78.

[7]袁友明,路磊,陶寧麗.高壓罐消解原子熒光光譜法測定蔬菜中的微量汞[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,47(8):1502-1503.

[8]侯學(xué)燕.微波消解-ICP-MS 法測定食用菌中的硒[J].食品研究與開發(fā),2013(12):70-72.

[9]陳志紅.香菜微量元素的測定分析[J].微量元素與健康研究,2008,25(5):18-19.

[10]哈斯朝魯.微波消解ICP-AES法測定蔬菜中的多種微量元素[J].內(nèi)蒙古石油化工,2013,39(17):1-3.

[11]周玉珊.微波消解-火焰原子吸收法測定秦艽和麻花秦艽中多種微量元素[J].光譜學(xué)與光譜分析,2008,28(5):1172-1175.

[12]黃志偉.微波消解-火焰原子吸收光譜法測定紫菜中八種微量元素[J].廣東微量元素科學(xué),2007,14(1):40-41.

[13]尹計秋.微波消解-火焰原子吸收光譜法測定海藻中的微量元素[J].光譜實驗室,2011,28(1):118-120.

[14]陳燕芹.微波消解-火焰原子吸收法測定苦蕎中的微量元素[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(28):17248-17280.

[15]高淑云.微波消解-火焰原子吸收法測定生姜中Cu、Mn、Zn、Cd微量元素[J].中國調(diào)味品,2010,35(7):102-106.

[16]潘齊存.微波消解-空氣乙炔火焰原子吸收分光光度法測定紫菜中11種微量元素[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2014(10):1596-1598.

[17]黃曉純.ICP-MS測定蔬菜樣品中重金屬元素的兩種微波消解前處理方法[J].巖礦測試,2013,32(3):415-419.

Detection of Metal Elements in Coriander by Microwave Digestion-Flame Atomic Absorption Spectrometry

CAO Ye-xia, GUO Yang, LI Qiu

(Xinzhou Teachers University, Xinzhou 034000, China)

The content of five metal elements such as Ca, Mg, Zn, Mn, Fe in the leaves and stems of coriander is detected by microwave digestion-flame atomic absorption spectrometry. The results show that the standard curve is good with the correlation coefficient r>0.9969; the detection limit of the method is less than 0.2 mg/L； the recovery rate is 94.37%～98.09% in the leaves of coriander, the relative standard deviation RSD<2.5%; and the recovery rate is greater than 96.8% in the stems of coriander, the relative standard deviation RSD<2.5%. The experimental instruments are simple and rapid, the detection limit is low, the method is accurate and reliable, and the analysis speed is fast. The experimental method can be used to detect the content of each element in coriander sample.

microwave digestion；flame atomic absorption spectrometry；coriander；metal elements

2017-03-20

山西省青年自然科學(xué)基金(2012021007-3)；化學(xué)化工創(chuàng)新實踐基地

曹葉霞(1977-)，女，副教授，碩士，主要從事無機及分析化學(xué)方面的研究。

TS207.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.09.029

1000-9973(2017)09-0119-04