羅向福 郭俊明

摘要 [目的]研究濕法消解和微波消解對紫山藥前處理的影響。[方法]分別采用濕法消解和微波消解處理紫山藥，利用火焰原子吸收光譜法測定紫山藥中的Mn、Co、Cu、Fe、Pb和Zn這6種金屬元素。[結(jié)果]紫山藥中含有豐富的金屬元素，2種前處理消解方法對測定紫山藥中金屬元素含量有一定影響。濕法消解紫山藥元素含量從大到小依次為Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Pb，而微波消解紫山藥元素含量從大到小依次為Fe、Cu、Zn、Co、Mn、Pb。2種前處理方法測得Fe元素含量都是最高，Pb元素含量最少，除Mn和Zn外，微波消解處理測定各元素的含量比濕法消解的略高。對2種消解法進行了加標(biāo)回收率試驗，濕法消解回收率為68.90%～113.87%，微波消解法回收率為91.66%～123.30%。[結(jié)論]微波消解法更適用于紫山藥金屬元素的前處理。

關(guān)鍵詞 紫山藥；金屬元素；濕法消解；微波消解法；火焰原子吸收光譜法

中圖分類號 O657.31文獻標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2018）16-0182-03

Abstract [Objective] The research aimed to study the effects of wet digestion and microwave digestion on pretreatment of Dioscorea alata.[Method] The wet digestion and microwave digestion were employed for the pretreatment of Dioscorea alata，respectively.The contents of six metal elements such as Mn，Co，Cu，F(xiàn)e，Pb and Zn in Dioscorea alata were measured by flame atomic absorption spectrometry.[Result]Dioscorea alata had abundant metal elements.Two kinds of pretreatment digestion methods had a certain effect on the determination of metal elements in Dioscorea alata.The order of the element content of Dioscorea alata by wet digestion was Fe>Cu>Zn>Mn>Co>Pb，while the microwave digestion was Fe>Cu>Zn>Co>Mn>Pb.Both of the two pretreatment methods had the highest content of Fe and the least Pb elements.Except for Mn and Zn，the determination of the content of each metal element by microwave digestion was slightly higher than that of the wet method.The standard recovery experiments showed that the recovery was in the range of 68.90%-113.87% for the wet digestion and 91.66%-123.30% for the microwave digestion.[Conclusion] The microwave digestion is the more appropriate pretreatment for the metal elements of Dioscorea alata.

Key words Dioscorea alata L.； Metal element； Wet digestion； Microwave digestion； Flame atomic absorption spectrometry

紫山藥（Dioscorea alata L.），也稱紫人參、紫蒔藥、紫淮山、薯蕷、大薯、腳板薯、長芋、參薯、佛掌薯等，為紫紅肉品種群，因其塊莖呈紫色而得名，屬薯蕷科（Dioscoreaceae）薯蕷屬（Dioscorea L.）藤本攀緣作物[1-3]。紫山藥主要分布于非洲、東南亞、南美及中美等熱帶及亞熱帶地區(qū)，我國主要分布在南方及沿海諸省的溫暖地帶，如浙江、湖南、廣東、廣西、福建、江西、云南、臺灣等地，在我國北方種植較少[4-5]。

據(jù)《本草綱目》記載，紫山藥具有滋肺益腎、健脾止瀉的功效，對脾虛腹瀉、久痢不愈、虛癆咳嗽、腎虛遺精、小便頻繁等有一定的食療作用，且食味鮮美，紫色亮麗，顏色和口感明顯優(yōu)于白山藥。紫山藥比一般的白山藥含有更多的維生素和微量元素、多糖、黏液質(zhì)、蛋白質(zhì)、淀粉、多種氨基酸、礦物元素等營養(yǎng)性成分；同時它還具有多種功能性成分，如薯蕷皂苷（天然的DHEA）、尿囊素、多酚、植物固醇，有8種酚類黃酮物質(zhì)的“花青素”等較高營養(yǎng)物質(zhì)及藥理成分[5-9]，是集美味和保健養(yǎng)生作用于一體的珍貴藥食兼用的綠色食品。目前，對紫山藥的研究主要集中于紫山藥的種苗擴繁、栽培技術(shù)、開發(fā)利用、花色苷、多糖、尿囊素、薯蕷皂苷、糖蛋白等有機營養(yǎng)成分以及藥理作用方面研究[1-9]，而對紫山藥金屬元素含量的研究較少[10-11]，所用方法是干法灰化法[10]和濕法消解法[11]，微波消解法前處理紫山藥的測定方法鮮見報道。

植物樣品中金屬元素的檢測通常使用火焰原子吸收光譜法測定，而在進行金屬元素檢測之前，需要對植物樣品進行前處理，目前常用的消解方法有干法灰化、濕法和微波消解法等[12-17]，但樣品前處理方法對元素含量的測定有一定影響[13-15]。筆者采用微波法消解和濕法消解對紫山藥樣品進行前處理，比較其對火焰原子吸收光譜法測定紫山藥中的Mn、Co、Cu、Fe、Zn和Pb這6種金屬元素含量的影響。

1 材料與方法

1.1 主要儀器

WX-4000微波快速消解系統(tǒng)（上海屹堯分析儀器有限公司）；AA-6300原子吸收分光光度計（日本島津公司）；Mn、Co、Cu、Fe、Pb、Zn元素空心陰極燈；AR224CN萬分之一電子天平（奧豪斯儀器上海有限公司）；DHG-9053A型電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)有限公司）；SG1501E不銹鋼電熱板（上海碩光電子科技有限公司）；瑪瑙研缽?；鹧嬖游展庾V儀操作條件見表1。

1.2 試材

硝酸（分析純）、高氯酸（優(yōu)級純）；試驗用水為超純水；1 000 μg/mL Mn、Co、Cu、Fe、Pb、Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液（國家鋼鐵材料測試中心制）。新鮮紫山藥購于云南省紅河哈尼族彝族自治州紅河縣。

1.3 試驗方法

1.3.1 器皿的處理。

為確保測得結(jié)果的準(zhǔn)確性，減小誤差，玻璃儀器、燒杯、容量瓶等均清洗干凈后，用5% HNO3浸泡24 h以上，取出后先用自來水清洗，再用超純水潤洗，玻璃儀器、燒杯等晾干后使用。

1.3.2 樣品預(yù)處理。

將新鮮紫山藥用自來水沖洗干凈，再用超純水沖洗2～3次，晾干表皮水分后去皮，把可食用部分切成薄片，在65 ℃下烘干后用瑪瑙研缽將樣品研磨成粉末，裝入密封袋備用。

1.3.3 微波法消解。

稱取紫山藥粉末0.200 0 g于微波消解罐中，加5.00 mL濃HNO3，放置30 min，加蓋后于微波消解爐中消解18 min（分3個程序：120 ℃，3 min；150 ℃，5 min；180 ℃，10 min）。冷卻后取出，加熱在微沸狀態(tài)下趕酸至體積約1 mL，移入10.00 mL容量瓶中，定容待測，平行3份。同法制備空白試液。

1.3.4 濕法消解。

稱取紫山藥粉末1.000 0 g于燒杯中，加10.00 mL濃HNO3，放置24 h后，加入2.50 mL HClO4，放在平板式的恒溫電加熱板上加熱消化，直至溶液變?yōu)闊o色透明溶液，且不冒白煙。開始加熱溫度為120 ℃，加熱消解過程中升溫，但不能超過200 ℃。冷卻后，移入25.00 mL容量瓶中，用1%HNO3定容待測，平行3份。同法制備空白試液。

1.3.5 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

將各標(biāo)準(zhǔn)儲備液均用1%硝酸進行逐級稀釋，配制成一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在火焰原子吸收光譜儀的最佳工作條件下（表1），測定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。將配制好的標(biāo)準(zhǔn)溶液依次按濃度由低到高進行檢測，得到各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，扣除空白值后以吸光度對濃度作圖繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得各元素回歸方程和相關(guān)系數(shù)。

1.4 樣品測定 按“1.3.5”繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法，分別測定樣品試液和試劑空白中各元素吸光度。

1.4.1 測定樣品中各元素含量。調(diào)節(jié)火焰原子吸收光譜儀，使其處于最佳工作條件下，準(zhǔn)確取經(jīng)不同消解方法得到的紫山藥樣品進行測定，每種金屬元素重復(fù)測定4次。

1.4.2 加標(biāo)準(zhǔn)溶液測回收率。

1.4.2.1 濕法消解。稱取紫山藥粉末1.000 0 g于燒杯中，分別加入各元素標(biāo)準(zhǔn)液和10.00 mL濃HNO3，放置24 h后，加入2.50 mL HClO4，放在恒溫電加熱板上加熱消化，直至溶液變?yōu)闊o色透明溶液，且不冒白煙。開始加熱溫度為120 ℃，加熱消解過程中升溫，但不能超過200 ℃。冷卻后，移入25.00 mL容量瓶中，用1%HNO3定容待測。同法制備空白試液。

1.4.2.2 微波消解。稱取紫山藥粉末0.200 0 g于微波消解罐中，分別加入各元素標(biāo)準(zhǔn)液和5.00 mL濃HNO3，放置30 min，加蓋后于微波消解爐中消解18 min（分3個程序：120 ℃，3 min；150 ℃，5 min；180 ℃，10 min）。冷卻后取出，趕酸至消解液澄清透明后，移入10.00 mL容量瓶中定容待測。同法制備空白試液。

2 結(jié)果與分析

2.1 消化溶劑及消化條件的選擇

考察微波消解的消化時間長短對試驗的影響發(fā)現(xiàn)，微波消解稱取0.200 0 g樣品，加入5.00 mL濃HNO3，消化時間為18 min時，消化液為無色透明、無殘渣。

濕法消解常用的酸解體系有硝酸-硫酸、硝酸-高氯酸、硝酸-鹽酸、氫氟酸、過氧化氫等，它們可將待測物中的有機物和還原性物質(zhì)全部破壞；該研究采用硝酸-高氯酸體系，試驗結(jié)果表明，稱取1.000 0 g樣品，硝酸與高氯酸以4∶1的比例進行混合，溫度控制在120～180 ℃，得到的消化液澄清透明。硝酸用量多，消化液呈綠色，溫度大于180 ℃，消化液一直冒大量白煙，消化不完全。因此，用硝酸與高氯酸以4∶1，溫度控制在120～180 ℃。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 按表1選定的工作條件，測定標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光度，得線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表2。由表2可知，在選定的濃度范圍內(nèi)，各元素線性關(guān)系良好。

2.3 2種消解方法測定元素含量比較

由表3可知，濕法消解各元素含量從大到小依次為Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Pb，微波消解各元素含量從大到小依次為Fe、Cu、Zn、Co、Mn、Pb?？梢姡仙剿幹泻胸S富的金屬元素，2種前處理方法測出的元素含量和大小順序有差別，表明2種前處理消解方法對測定紫山藥中金屬元素含量有一定影響。2種前處理方法紫山藥中元素Fe的含量均最高，Cu、Zn、Co、Mn次之，Pb最少。除Mn和Zn外，微波消解處理測定各元素的含量比濕法消解的略高。與徐皓等[11]采用濕法消解測定云南省紅河州屏邊苗族自治縣紫山藥金屬元素含量相比，除Cu和Fe元素（微波消解）含量相差不大外，其余金屬元素測定結(jié)果差別較大，該研究是將紫山藥去皮，而徐皓等是采用未去皮紫山藥進行測定，表明紫山藥皮與可食部分中金屬元素含量差別較大。此外，不同地區(qū)土壤和氣候條件有差別，對植物體中微量元素的含量水平都會有影響[18]，因此，不同產(chǎn)地紫山藥中金屬元素含量也有差別[11]。

2.4 加標(biāo)回收率

為了考察方法的可靠性，進行加標(biāo)回收率試驗。從表4～5可看出，微波消解加標(biāo)回收率為91.66%～123.30%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.74%～8.93%；濕法消解加標(biāo)回收率為68.90%～113.87%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.80%～9.16%。綜合加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果可知，紫山藥微波消解前處理方法優(yōu)于濕法消解法。

3 結(jié)論

（1）經(jīng)試驗測定紫山藥中均含有豐富的金屬元素，2種前處理消解方法對測定紫山藥中金屬元素含量有一定影響。濕法消解紫山藥元素含量從大到小依次為Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Pb，微波消解元素含量順序為Fe、Cu、Zn、Co、Mn、Pb。2種前處理方法紫山藥中元素Fe的含量均最高，Pb最少。除Mn和Zn外，微波消解處理測定各元素的含量比濕法消解的略高。

（2）微波消解加標(biāo)回收率為91.66%～123.30%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.74%～8.93%；濕法消解加標(biāo)回收率為68.90%～113.87%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.80%～9.16%?？梢?，紫山藥微波消解前處理方法優(yōu)于濕法消解，微波消解法更可靠。

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