柑橘葉中礦質(zhì)元素的鹽酸微沸提取研究

摘 要: 植物性樣品礦質(zhì)元素分析的前處理方法中，濕消化時(shí)間長、污染大，干灰化易損失，微波消化儀器成本高、樣品處理量有限等，而稀鹽酸微沸提取可有效克服這些弊端。以成熟柑橘葉片為材料，采用稀鹽酸加熱微沸1次提取多種礦質(zhì)元素，并用原子吸收進(jìn)行分析。結(jié)果表明，用1 mol·L-1鹽酸微沸30 min即能充分提取柑橘葉片中除Fe元素外的K、Ca、Mg、Zn、Mn和Cu元素。與傳統(tǒng)硝酸-高氯酸濕消化法相比，除Fe元素提取量偏低外，其他元素的檢測(cè)結(jié)果之間不存在顯著性差異。同時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)番茄葉（ESP-1）進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相符。因此，稀鹽酸微沸提取柑橘葉片中多種礦質(zhì)元素的方法簡(jiǎn)便可靠，檢測(cè)成本低，環(huán)境污染輕。

關(guān)鍵詞: 柑橘葉； 礦質(zhì)元素； 鹽酸微沸提取

中圖分類號(hào)：Ｓ６６6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：１００９－９９８０?穴２０11?雪０6－1107－０4

Extraction of mineral elements from citrus leaves with boiling hydrochloric acid

CHEN Ai-hua， JIAO Bi-ning， WANG Cheng-qiu*

（Citrus Research Institute， Southwest University·Citrus Research Institute， CAAS·The Citrus Quality Supervision， Inspection and Testing Center of Ministry of Agriculture， Chongqing 400712 China）

Abstract: The extraction methods of mineral elements K， Ca， Mg， Fe， Mn， Cu and Zn from citrus leaves were optimized. The samples were boiled mildly in hydrochloric acid (HCl) and the extraction solutions were analyzed by Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS). It was found that except for Fe， the mineral elements could be effectively extracted simultaneously from the sample mildly boiled with 1 mol·L-1 HCl for 30 min. The standard tomato leaves (EPS-1) were analyzed and the contents of these elements are identical with certified values. The results showed that except for Fe， no significant difference was found between the contents of mineral elements compared with HNO3-HClO4 digestion method. The method of boiling acid extraction is quicker， and simple， cost less and produces less environmental pollution.

Key words: Citrus leaves； Mineral element； HCl boiling-extraction

柑橘生產(chǎn)上，常通過檢測(cè)葉片中礦質(zhì)元素含量來判斷養(yǎng)分豐缺，以指導(dǎo)施肥。傳統(tǒng)的樣品前處理方法各有優(yōu)缺，比如干灰化法，消化完全、空白低，但易造成低溫元素的損失；濕消化法，檢測(cè)結(jié)果的平行性較好，但需要大量的酸，反應(yīng)激烈，對(duì)健康、環(huán)境不利，且其消化產(chǎn)物中的結(jié)晶物質(zhì)含鈣、鎂等元素，有元素?fù)p失；而微波消化法，對(duì)設(shè)備成本高，短期內(nèi)難以普及。近年來，人們不斷探索采用鹽酸[1-5]、硝酸[6]，甚至水[7-8]浸提植株樣品中的礦質(zhì)元素，均取得了較好的效果，樣品有以蔬菜、植物葉片為主，也有以柑橘果實(shí)為研究材料的[9-10]，但對(duì)柑橘葉片礦質(zhì)元素的鹽酸微沸提取研究尚未見報(bào)道。

我們采用鹽酸加熱微沸浸提柑橘葉片中的常見礦質(zhì)元素，提取液經(jīng)過濾后，采用火焰原子吸收光度法測(cè)定。經(jīng)實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化，對(duì)照濕消化法、鹽酸常溫24 h浸提法、超聲波輔助鹽酸浸提法，并以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)西紅柿葉（ESP-1）進(jìn)行方法驗(yàn)證。

1 材料和方法

1.1 儀器設(shè)備

普析通用TAS-990原子吸收分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司）、雙頻超聲波清洗機(jī)（寧波新芝生物科技有限公司）、Milli-Q Advantage A10超純水系統(tǒng)、可調(diào)溫電爐。

1.2 試劑

鹽酸、硝酸、醋酸，均為分析純（重慶川東化工有限公司化學(xué)試劑廠）；標(biāo)準(zhǔn)溶液: 國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心提供，標(biāo)準(zhǔn)值均為1 000 mg·L-1，使用前分別稀釋到相應(yīng)濃度。

1.3 材料

從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑橘研究所北碚447錦橙試驗(yàn)園，按不同樹齡選擇健壯植株10株，在每株樹冠四周隨機(jī)采摘當(dāng)年生春梢營養(yǎng)枝頂端第2、3片葉，共500片葉。樣品采集后，依次用自來水、去離子水清洗，用干凈紗布擦干，置于烘箱105 ℃殺酶15 min，于70 ℃烘干，粉碎過100目篩，裝瓶保存。

1.4 方法

鹽酸煮沸提取條件如鹽酸用量、處理時(shí)間及鹽酸濃度等，以單因素隨機(jī)區(qū)組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方式分別進(jìn)行優(yōu)化。

1.4.1 鹽酸用量 準(zhǔn)確稱取1.000 0 g柑橘葉樣于250 mL三角瓶中，分別加入1 mol·L-1鹽酸20、30、40、50 mL，加熱保持微沸30 min，趁熱過濾。

1.4.2 處理時(shí)間 準(zhǔn)確稱取1.000 0 g柑橘葉樣于250 mL三角瓶中，加入1 mol·L-1鹽酸50 mL，加熱，分別保持微沸15、30、45、60 min，趁熱過濾；

1.4.3 鹽酸濃度 準(zhǔn)確稱取1.000 0 g柑橘葉樣于250 mL三角瓶中，分別加入0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mol·L-1鹽酸50 mL，加熱保持微沸30 min，趁熱過濾。

濾渣以對(duì)應(yīng)濃度的鹽酸清洗、定容至50 mL。每個(gè)處理重復(fù)3次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽酸微沸提取

提取液用原子吸收分光光度計(jì)（火焰法）測(cè)定K、Ca、Mg、Zn、Mn、Cu和Fe等元素含量，結(jié)果見表1、2、3。由表1試驗(yàn)結(jié)果可知，樣品為1.000 0 g時(shí)，鹽酸用量對(duì)提取結(jié)果沒有顯著影響。

由以上檢測(cè)結(jié)果可知，影響鹽酸微沸浸提結(jié)果的主要因素是鹽酸濃度，而在實(shí)驗(yàn)設(shè)置范圍內(nèi)，鹽酸用量、處理時(shí)間等對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無明顯影響。當(dāng)鹽酸濃度達(dá)到1 mol·L-1時(shí)，各元素（Fe除外，需4 mol·L-1）提取已達(dá)到最大值，再增加鹽酸濃度對(duì)提取量影響不大，而且濾液黏度增加，不易過濾。

2.2 其他提取方法

準(zhǔn)確稱取1.000 0 g樣品于250 mL三角瓶中，每個(gè)處理重復(fù)3次，按下述方法處理: 分別加入50 mL的水、硝酸、醋酸微沸，過濾；加入50 mL鹽酸，室溫下浸提24 h，過濾；加入1 mol·L-1鹽酸50 mL，進(jìn)行超聲波輔助浸提15、30、45、60 min，過濾；濾渣分別以對(duì)應(yīng)提取介質(zhì)清洗并定容。

加入硝酸-高氯酸（4∶1）混合液10 mL進(jìn)行消化，去離子水定容。

上述濾液、消化液以原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定各元素，結(jié)果見表4。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，分別以水、硝酸、醋酸為浸提液微沸提取或以鹽酸超聲波輔助提取，浸提效果均不如1 mol·L-1鹽酸加熱微沸提取效果好。鹽酸煮沸法與硝酸-高氯酸濕消化法數(shù)據(jù)分析表明，除Fe元素外，2種前處理方法之間沒有明顯差異。

2.3 鹽酸微沸提取的精密度

準(zhǔn)確稱取0.500 0~1.000 0 g柑橘葉樣，加入1 mol·L-1鹽酸50 mL，加熱微沸，過濾，火焰原子吸收分光光度法測(cè)定元素含量，重復(fù)9次，測(cè)定精密度。結(jié)果表明，方法的精密度滿足分析要求（表5）。

2.4 鹽酸微沸提取的回收率

依2.3方法進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，平行6次求平均回收率，結(jié)果見表6。

結(jié)果表明，該方法的加標(biāo)回收率為95.59%～99.62%，該方法滿足分析要求。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)西紅柿葉的驗(yàn)證

依2.3同步進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)西紅柿葉的方法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，平行8次求平均值，結(jié)果表明，該方法準(zhǔn)確可靠，符合分析測(cè)試要求（表7）。

3 討 論

當(dāng)鹽酸濃度小于1 mol·L-1時(shí)，各元素的提取均不完全。當(dāng)鹽酸濃度達(dá)到1 mol·L-1時(shí)，短時(shí)間的微沸，即能充分提取柑橘葉片中的K、Ca、Mg、Mn、Cu和Zn等元素，各元素測(cè)定值的變異系數(shù)在0.534%~2.63%，回收率在95.59%～99.62%，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)西紅柿葉（ESP-1）驗(yàn)證，并與常規(guī)混酸濕消化法對(duì)比，2種前處理方法不存在顯著性差異，證明該方法能滿足分析檢測(cè)要求。

對(duì)于Fe元素，當(dāng)鹽酸濃度＜4 mol·L-1時(shí)，分析結(jié)果偏低，只有當(dāng)鹽酸濃度≥4 mol·L-1時(shí)，分析結(jié)果正常，但浸提液過濾比較困難，可行的解決辦法是加入表面活性劑，提高過濾效率。下一步我們將開展低濃度鹽酸微沸提取Fe的實(shí)驗(yàn)。

鹽酸微沸提取法的前處理時(shí)間僅需30 min左右，相比常規(guī)混酸濕消化的數(shù)小時(shí)，分析效率無疑大大提高，特別適合分析大量植物性樣品，而且提取過程對(duì)環(huán)境、設(shè)備及檢測(cè)人員影響較小，降低檢測(cè)成本。

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