吳丹丹， 廖明聰， 朱丹琛

（1.莆田學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院；2.福建省新型污染物生態(tài)毒理效應(yīng)與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建莆田351100）

龍眼樹是一種亞熱帶的經(jīng)濟(jì)作物[1].龍眼肉中含有多種糖類、蛋白質(zhì)及鈣、鐵、磷等微量元素[2]，因此具有很高的食用和藥用價值，廣泛用于藥品與食品[3]等方面.龍眼果實(shí)中的微量元素Ca、Mn、Cu是人體不可或缺的重要元素，對人體的健康有積極的作用[4].微量元素的測定方法主要有火焰原子吸收分光光度法[5，6]、微波等離子體炬原子發(fā)射光譜法[7]、原子熒光法[8].原子吸收分光光度法具有選擇性強(qiáng)、抗干擾能力高、精密度好的優(yōu)點(diǎn)[5]，成為目前測定微量元素的首選方法.由于原子吸收必須將樣品消解成溶液才能上機(jī)測定，常采用的消解方法有干法灰化法[9]、濕法消化法[10]以及微波消解法[11]等，但這些方法需要濃酸、高溫或高壓[12，13]，消解過程一般需要較長時間，因此，有必要開發(fā)一種更簡單、快速的樣品前處理方法，超聲提取法比傳統(tǒng)方法提取效率更高，且不需要高溫、高壓，可在較短的時間內(nèi)獲得高純度的提取物[14，15].超聲提取法在果蔬以及中草藥等植物中的總黃酮[16，17]、植物蛋白[18]、果膠[19]、番茄紅素[20]、多糖[21]等含量的提取中廣泛應(yīng)用，但在龍眼果實(shí)中微量元素提取方面的應(yīng)用研究較少.作者曾采用單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化超聲輔助—原子吸收法測定龍眼中鎂、鋅和鐵含量[22].

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

日本島津公司AA-6300C火焰原子吸收分光光度計(jì)、ASC-6100自動進(jìn)樣器，美國密理博SIMPLICITY超純水器，上海精宏DHG-9246A電熱恒溫干燥箱，昆山市超聲儀器有限公司超聲波清洗機(jī)，日本島津公司Ca、Mn、Cu空心陰極燈.

國家有色金屬及電子材料分析測試中心Ca、Mn、Cu標(biāo)準(zhǔn)儲備液（1 000 μg·mL-1）.

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：將標(biāo)準(zhǔn)儲備液用1%稀硝酸分別稀釋至100 μg·mL-1（Ca）、10 μg·mL-1（Mn、Cu），

HNO3（GR），H2O2（GR）.

1.2 測試條件

本實(shí)驗(yàn)火焰類型為空氣-乙炔，乙炔流量為2 L·min-1，空氣流量為15 L·min-1，噴霧時間為10 s，其余測定條件因不同金屬元素而不同，見表1.

表1 Ca、Mn、Cu元素測定的實(shí)驗(yàn)條件

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性回歸方程

采用標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制曲線：分別吸取不同體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用1%稀硝酸定容成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.2的測試條件測得這三種微量元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)的線性回歸方程.

1.4 樣品的前處理

將新鮮龍眼上的雜質(zhì)洗凈，再用去離子水沖洗數(shù)遍，去皮、去核后將龍眼肉洗凈放入干燥箱60℃烘干至恒重，樣品用瑪瑙球磨勻質(zhì)，保存在玻璃瓶中，室溫下置于干燥器內(nèi)備用[23].

1.5 正交實(shí)驗(yàn)

稱取樣品1.0000 g，加入消解液（HNO3∶H2O2=2∶1）[24]，置于試管中，靜置10 min超聲浴消解，消解后經(jīng)過二次過濾后定容至25 mL.選定消解液體積、超聲時間、超聲浴溫度這三個因素，設(shè)置三個水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)[25]，如表2.

表2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性回歸方程

按1.3的實(shí)驗(yàn)條件測得這三種微量元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)的線性回歸方程如表3.

由表3可以看出這三種元素在線性范圍內(nèi)，濃度與吸光度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系.

表3 三種微量元素標(biāo)準(zhǔn)曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及線性相關(guān)系數(shù)

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果，見表4、表5（其中Ca的含量是在原消解液的基礎(chǔ)上稀釋5倍）.

表4 實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果

表5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

由表5可以看出，對于不同的指標(biāo)而言，不同因素對實(shí)驗(yàn)的影響程度是不一樣的，不同指標(biāo)所對應(yīng)的最優(yōu)方案也是不同的，但是通過綜合平衡法可以獲得綜合的優(yōu)方案：根據(jù)表4實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及表5極差數(shù)據(jù)分析可以看出，Mn的濃度波動范圍在（0.0713—0.0962）μg·mL-1，極差R的值在（0.001—0.010）范圍，得出此正交實(shí)驗(yàn)方案對錳的影響不是很大，所以主要考慮Ca與Cu的影響，具體平衡過程如下：

因素A和B：對于Ca的含量和Cu的含量從表5可以看出都取A1B2.

因素C：從表5極差數(shù)據(jù)可以看出，因素C為次要因素，在Ca的含量中，取C3為最佳水平，在Cu的含量中，取C1為最佳水平，但Ca極差值R遠(yuǎn)大于Cu，因此我們優(yōu)先考慮Ca，取C3.

綜上分析：最優(yōu)方案為A1B2C3，即消解液體積為10 mL，超聲時間為20 min，超聲浴溫度為70℃.

2.3 樣品分析

在1.5的正交實(shí)驗(yàn)條件與2.2最優(yōu)正交實(shí)驗(yàn)方案下測得Ca、Mn、Cu三種微量元素在龍眼消解液中的含量如表6：（Ca是在原溶液的基礎(chǔ)上稀釋5倍）

表6 龍眼消解液中三種元素的濃度和吸光度

龍眼中三種微量元素的含量根據(jù)公式

式中：C1——每克龍眼中微量元素的含量，μg·g-1

C2——待測液中微量元素的濃度，μg·mL-1

V1——定容的體積，mL

n——稀釋的倍數(shù)

m——所取樣品的質(zhì)量，g

通過公式（1）計(jì)算出龍眼果實(shí)中Ca、Mn、Cu元素的 含 量 分 別 為：983.175 μg·g-1、2.433 μg·g-1、9.055 μg·g-1.龍眼中Ca的含量較為豐富，相比之下Mn、Cu的含量則少很多.Ca的含量比較豐富有兩個重要的因素：第一，鈣作為一種穩(wěn)定的元素，不會轉(zhuǎn)移到新生的器官中.在果實(shí)成長的過程中，會隨著果實(shí)的生長而慢慢積累.第二，鈣是細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的一種結(jié)構(gòu)成分以及充當(dāng)傳遞信息的第二信使而存在于水果中，它主要是以果膠鈣[26]的形態(tài)存在.由于水果中只有某些酶的重要的組成部分存在Cu，所以它含量較少；而只有葉綠體中才存在Mn，在成熟的龍眼中幾乎沒有葉綠體，所以錳的含量也就非常少了.

黎中良等[27]采用微波消解廣西玉林龍眼樣品，火焰原子吸收光譜法測得龍眼中的Ca的含量585.93 μg·g-1，Mn的含量12.11 μg·g-1，Cu的含量34.93 μg·g-1.王建森[28]等采用非完全消化-火焰原子吸收光譜法測得廣西龍眼中的Ca的含量186.2 μg·g-1，Mn的含量3.3 μg·g-1，Cu的含量8.6 μg·g-1.本次超聲輔助原子吸收分光光度法測定的Mn、Cu的含量比以上兩種消解方法稍微偏低，而測得Ca的含量偏高：不同產(chǎn)地的龍眼，由于水質(zhì)、土壤成分等不同，所培養(yǎng)出來龍眼果實(shí)中的微量元素就會所差別.

2.4 實(shí)驗(yàn)方法精密度與準(zhǔn)確度的測定

對8.00 μg·mL-1、0.40 μg·mL-1、0.40 μg·mL-1的Ca標(biāo)準(zhǔn)溶液，Mn標(biāo)準(zhǔn)溶液，Cu標(biāo)準(zhǔn)溶液及空白樣在1.3儀器條件下（其中標(biāo)準(zhǔn)溶液測12次，空白樣測21次）測出Ca、Mn、Cu元素檢出限分別為0.02469 μg·mL-1、0.04664 μg·mL-1、0.07004 μg·mL-1；回收率分別為103.64/%、93.38/%、101.83/%；精密度分別為1.7%、0.8%、0.2%.

這三種微量元素的檢出限均遠(yuǎn)低于龍眼果實(shí)中這三種微量元素含量的測定結(jié)果.由此可得該方法的精密度較高，測量結(jié)果較準(zhǔn)確.

3 結(jié)論

本研究運(yùn)用超聲輔助技術(shù)與原子吸收光譜法對龍眼中鈣、錳、銅微量金屬元素進(jìn)行了檢測分析，建立了金屬微量元素的測定方法，與其他消解方法相對比，具有低能耗、低成本、污染少等優(yōu)點(diǎn)，為發(fā)展新型的消解方法提供了參考.