不同的樣品處理方法測定保健食品中的鈣

那海秋，高廣慧

（遼寧省食品藥品檢驗所，遼寧沈陽110023）

鈣是人們日常生活必需的元素，是人體健康不可缺少的重要礦物元素之一，約占成人體重的1.5%～2%。鈣不僅是構成人體骨骼和牙齒的主要成分，而且可以維持神經肌肉的正常興奮性，促進神經末梢分泌乙酰膽堿，在血液凝固、細胞黏著、酶促反應的激活等一系列的生理活動中，發揮極其重要的作用。缺鈣可引發多種疾病，如常見的軟骨癥、抽搐癥、高血壓、小兒佝僂病、骨質疏松癥等[1-2]。一些報道稱我國無論男女老幼均有不同程度的缺鈣[3-4]，因此補充鈣制劑備受國人的關注，由此各種補鈣保健食品、制品應運而生，但品質良莠不齊，某些稱之為具有補鈣作用的保健食品其鈣含量很低。因此規范和準確測定保健食品中鈣含量非常重要。

1 材料和方法

1．1 試劑

硝酸：微電子化學品，超凈高純試劑；氧化鑭：高純試劑；鹽酸、高氯酸、過氧化氫等試劑為分析純，所用水為超純去離子水；鈣標準溶液：1 000 μg/mL，國家標準物質研究中心，批號：6044。

1．2 儀器

Z2010 型原子吸收分光光度計、HLA-4S 型鈣空心陰極燈：日本日立公司；MARS 型微波消解儀：美國CEM公司；CWF11/13 型馬弗爐：英國CARBOLITE 制造。

1．3 儀器條件

檢測波長：422.7 nm；燈電流：7.5 mA；燃燒器高度：7.5 cm；狹縫寬度：1.3 nm；火焰種類：空氣-乙炔；燃氣流量：2.2 L/min，助燃氣流量：15 L/min；背景校正方式：塞曼背景校正。

1．4 測定方法

1．4.1 鈣標準使用液制備

取1 000 μg/mL 鈣標準溶液2.5 mL 于50 mL 容量瓶中，加水定容至刻度，搖勻，即為50 μg/mL 鈣標準使用液。

1．4.2 鈣標準系列

取上述鈣標準使用液0、0.25、0.5、1、2、4 mL 分別置于25 mL 容量瓶中，加10 mL 5%氧化鑭溶液，用水定容至刻度，搖勻備用。標準系列中鈣元素含量分別為0、0.5、1、2、4、8 μg/mL。

1．5 樣品處理

1．5.1 干法消解[5-6]

準確稱取混勻富含磷、鉀、鈣等成分保健食品-南瓜粉的樣品約0.5 g 左右（精確至0.1 mg），于100 mL 磁坩鍋中，先在電爐板上小火慢慢碳化至無煙，移入馬弗爐中550 ℃灼燒6 h。冷卻后加5 mL 20%鹽酸溶解灼燒殘渣轉移至10 mL 容量瓶中，用水洗滌坩堝并定量轉移至10 mL 容量瓶中，搖勻即為樣品儲備液。再取樣品儲備液1 mL 于25 mL 容量瓶中（視樣品中鈣元素含量而定取用量和稀釋體積），加5%氧化鑭溶液10 mL，以水定容至刻度搖勻備用。同法做試劑空白試驗。

1．5.2 濕法消解[7]

準確稱取混勻的上述樣品約0.5 g 左右（精確至0.1 mg），于250 mL 高腳燒杯中，加入25 mL 混合酸（硝酸∶高氯酸=4 ∶1），上蓋表面皿，先在（160±20）℃電爐板上消解至樣品無黃煙冒出，逐漸增加消解溫度至300 ℃左右，消解至樣品澄清透明（如消解不完全，可補加混合酸每次3 mL～5 mL，直至樣品完全消解），取下表面皿，加入10 mL 水以趕去多余的酸，至樣品溶液剩余約2 mL 左右，取下冷卻，用水洗滌燒杯并定量轉移至10 mL 容量瓶中。再取上述樣品消解液1 mL 于25 mL 容量瓶中，加5%氧化鑭溶液10 mL，用水定容至刻度搖勻備用。試劑空白試驗同法操作。

1．5.3 微波消解

準確稱取混勻的上述樣品約0.5 g 左右（精確至0.1 mg），于微波消解罐中，加入5 mL 硝酸，于130 ℃預消解30 min，待冷卻后再補加3 mL 硝酸，2 mL 雙氧水，蓋好內、外蓋將消解罐放入微波消解儀中消解，自然冷卻后將消解液用水定量轉移至10 mL 容量瓶中并定容至刻度，制成樣品儲備液。再取樣品儲備液1 mL于25 mL 容量瓶中，加入10 mL 5%氧化鑭溶液，以水定容至刻度搖勻備用。同時做試劑空白試驗。微波消解條件見表1。

表1 微波消解條件Table 1 The conditions of microwave digestion for sample

1．6 測定

按照上述儀器條件，將標準系列溶液從低到高依次上機測定，以吸光度值為縱坐標，標準系列濃度為橫坐標繪制標準曲線，并求出回歸方程。樣品溶液依次上機測定，以樣品吸光度值從標準曲線或回歸方程計算樣品溶液中鈣元素含量。

2 結果與討論

2．1 掩蔽劑的選擇

2．1.1 氧化鑭溶液作掩蔽劑[5，7]

首先向標準系列和樣品中加入不同量的氧化鑭進行了試驗，樣品中氧化鑭濃度分別為0 %、0.2 %、0.5%、1 %、2%、3%、4%、5%，按照上述儀器條件分別對標準系列和樣品進行測定，其結果氧化鑭濃度在0.2%～2%之間對標準系列的測定結果基本無影響，在選定儀器條件下4 μg/mL 鈣標溶液吸光度值均在0.193～0.202 之間。而對樣品溶液測定結果影響很大，特別是成分復雜的保健食品影響更大，對于同一處理好的樣液，樣品中氧化鑭的濃度在0%～2%時隨著氧化鑭濃度的增加，吸光度值隨著增加，其變化范圍在0.049～0.103 之間，當氧化鑭濃度在2%時吸光度值最大，而隨著樣品中氧化鑭濃度在2%～5%時吸光度值變化不大基本穩定。所以試驗中選擇氧化鑭濃度為2%。圖1 為樣品溶液中氧化鑭濃度與吸光度的關系。

2．1.2 EDTA 溶液作保護劑[8]

根據資料報道鈣測定時加入EDTA 保護劑后，鈣與EDTA 結合而不再與磷結合，使鈣不與干擾元素形成難容化合物，從而可以抑制磷對鈣的干擾，利于鈣原子化。試驗中標準系列和樣品中分別加入EDTA 溶液，使EDTA 濃度為0%、0.2%、0.5%、1.0%、2.0%，按照選定的儀器條件分別對含有不同濃度EDTA 的標準系列和樣品進行測定，其結果EDTA 濃度在0.2 %～2.0 %之間對標準系列的測定結果影響不大，4 μg/mL鈣標溶液吸光度值在0.22 左右；而樣品溶液加入不同濃度EDTA 與不加比較，雖然對樣品中的干擾有一定的抑制作用，但正干擾較大，消除干擾效果不理想。而且值得注意的是樣品溶液中的酸度偏大或樣品中EDTA 濃度較大時易產生絮狀沉淀，影響樣品的測定。因此試驗中選擇氧化鑭溶液作掩蔽劑，濃度為2.0%。

2．2 關于樣品處理

2．2.1 干法消解

此方法操作雖相對簡單，但樣品處理周期較長，正常情況大約需要2 d～3 d，易受外界環境污染，而且每次處理樣品數量有限，不利于大批量樣品測定。

2．2.2 濕法消解

此方法為國家標準規定的食品中鈣的測定方法，樣品處理過程中用濃酸量較大，加熱消解及趕酸過程散發出的酸易造成環境污染，同樣樣品處理周期較長，對于成分較復雜的保健食品樣品處理周期在2 d～3 d 或更長，每次處理樣品數量有限，不利于大批量樣品測定。特別是樣品處理過程中常常需要有人照看，否則含有高氯酸的消解液干涸易發生危險。

2．2.3 微波消解法

此方法操作相對簡單，酸的用量少，樣品密閉消解，不受外界環境污染，特別是樣品處理周期短，每批樣品處理大約需要3 h 左右，利于大批量樣品測定。且具有較好的加標回收率及重現性。因此通過試驗考察認為微波消解法處理樣品更好一些。

2．3 線性關系

取1．4.2 標準系列按上述條件上機測定，其結果見表2。

表2 鈣標準系列檢測結果Table 2 Test results of standard series for calcium element

以測定吸光度值為縱坐標，鈣標準系列濃度為橫坐標繪制標準曲線，線性回歸方程為：Y=0.046 1X+0.003 7，相關系數：R=0.999 6。從表2 及相關系數可以看出鈣元素濃度在0～8 μg/mL 之間與其吸光度值具有良好的線性關系，與GB/T 5009.92-2003 中標準系列范圍0～3 μg/mL 比較其范圍更寬，可以減少樣品的稀釋體積。

2．4 鈣加標回收率、精密度及重現性試驗

2．4.1 加標回收率

取已知鈣含量為916 mg/kg 的樣品做兩個濃度加標回收實驗，每個濃度作6 份平行樣品，每份約0.5 g（精確至0.1 mg）。加標回收率（一）各精確加1 000 μg/mL鈣標準溶液0.5 mL，加標回收率（二）各精確加1 000 μg/mL 鈣元素標準溶液1 mL，按上述三種樣品處理方法分別處理樣品。按選定儀器條件上機測定，結果見表3。

表3 三種方法鈣加標回收實驗（n=6）Table 3 Standard addition recovery experiments of calcium element using three methods（n=6）

從表3 可以看出，3 種樣品處理方法鈣加標回收率及相對平均標準偏差無明顯差異，均能滿足測定要求，但從測定結果看微波消解方法處理樣品測得回收率及RSD 更好一些，且微波消解方法處理樣品操作更簡單，省時省力，利于大批樣品測定。因此選擇微波消解方法處理樣品。

2．4.2 方法精密度

取4 μg/mL 鈣標準溶液按上述條件連續測定6次，結果見表4。

表4 鈣檢測方法精密度實驗結果Table 4 The results of method precision for calcium element（n=6）

從表4 中對4 μg/mL 鈣標溶液連續6 次的測定結果及RSD 值可以看出，本方法具有良好的精密度。

2．4.3 方法重現性試驗

取混合均勻相同樣品6 份，每份約0.5 g 按上述選定微波消解方法處理樣品上機測定，結果見表5。

表5 鈣檢測方法重現性實驗結果Table 5 The results of method precision for calcium element

從表5 中對6 份樣品的檢測結果及結果的RSD值可以看出本文中建立的鈣元素檢測方法具有很好的重現性，結果準確可靠。

3 結論

一般來說保健食品成分都很復雜，特別是元素分析干擾因素很多，其準確性、精密度及重現性在很大程度上取決于樣品的處理方法，因此樣品處理對元素分析尤為重要。相對于GB/T 5009.92—2003 食品中的鈣的測定[7]中濕法消解及GB 5413.21—2010 食品安全國家標準中嬰幼兒食品和乳品中鈣、鐵、鋅、鈉、鉀、鎂、銅和錳的測定[5]——干灰化法消解樣品，本研究建立的保健食品中鈣元素的測定——微波消解處理樣品具有操作簡便、快速、結果準確可靠、環境污染小等優點，可以大大縮短檢驗時間，適合大批量樣品的測定。在本實驗研究范圍內鈣元素具有良好的線性關系、回收率及重現性等，已運用于某些膠囊劑、沖劑、片劑及液體鈣等保健食品中鈣元素的檢測。

[1] 王開強.鈣片中鈣含量的測定實驗的改進[J].瓊學院學報,2011,18(2):45-46

[2] 陳鋒.AAS 法測定葡萄糖酸鈣注射液的含量[J].海峽藥學,2009,21(1):57-58

[3] 楊繼遠,袁仲,侯雪梅.我國人口的缺鈣現狀及改善措施[J].鄭州輕工業學院學報:自然科學版,2001,16(1):71-73

[4] 何小琴,丁雙勝.家庭新型離子補鈣劑的初探[J].甘肅聯合大學學報:自然科學版,2009,23(7):149-150

[5] 中華人民共和國衛生部．GB5413.21—2010 食品安全國家標準：嬰幼兒食品和乳品中鈣、鐵、鋅、鈉、鉀、鎂、銅和錳的測定[S]．北京：中國標準出版社出版:1-4

[6] 中華人民共和國, 國家質量監督檢驗檢疫總局．GB/T13885—2003/ISO 6869：2000 動物飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定原子吸收光譜法[S].北京:中國標準出版社出版:1-5

[7] 中華人民共和國衛生部, 中國國家標準化管理委員會． GB/T 5009.92—2003 食品衛生檢驗方法 理化部分(一)：食品中鈣的測定[S]．北京：中國標準出版社出版,2003：655-660

[8] 李敏,王美涵,劉寧，等.火焰原子吸收法測定補鈣制品中的鈣及其干擾抑制[J].中國公共衛生,2001,17(8):759-760