可可粉中銅、鐵、鋅、錳、鉛的測定

蒲濤猛，張金生，*，李麗華，焦瑞，牛桂昂

（1.遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，遼寧撫順 113001；2.遼寧石油化工大學(xué)石油化工學(xué)院，遼寧撫順 113001）

可可粉中銅、鐵、鋅、錳、鉛的測定

蒲濤猛1，張金生1，*，李麗華2，焦瑞1，牛桂昂1

（1.遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，遼寧撫順 113001；2.遼寧石油化工大學(xué)石油化工學(xué)院，遼寧撫順 113001）

摘 要：建立微波消解火焰原子吸收法測定可可粉中的微量元素銅、鐵、鋅、錳、鉛含量的方法。對酸效應(yīng)、共存離子干擾、背景干擾、準(zhǔn)確度和精密度進(jìn)行考察。用微波消解法處理可可粉。測得各元素的工作曲線相關(guān)系數(shù)均大于0.999 0，方法檢出限均小于0.004 2 mg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均小于4.72%，各元素的加標(biāo)回收率分別為96.5%～101.2%、97.3%～102.7%、95.4%～101.5%、97.7%～102.3%。經(jīng)統(tǒng)計(jì)對比不同廠家生產(chǎn)的可可粉，發(fā)現(xiàn)各元素的含量不存在顯著差異。

關(guān)鍵詞：火焰原子吸收法；可可粉；銅；鐵；鋅；錳；鉛

可可粉是可可豆經(jīng)發(fā)酵、粗碎、脫殼、焙炒、脫脂、粉碎之后的粉狀物[1]，含有多種人體需要的微量元素，這些微量元素參與人體多種生理作用[2-4]。可可粉可用于飲料、糖果、糕點(diǎn)，由于可可制品在人們的日常飲食中消耗巨大，測定可可粉中的微量元素有利于可可制品的進(jìn)一步研發(fā)及幫助人們了解日常飲食時攝入金屬元素的含量，避免不健康飲食導(dǎo)致的疾病[5-7]。

本實(shí)驗(yàn)采用火焰原子吸收法測定可可粉中的微量元素，結(jié)合快捷簡便的微波消解技術(shù)，保證該實(shí)驗(yàn)方法準(zhǔn)確可靠[8]。

1 材料與方法

1.1 試劑與主要儀器

1.1.1 試劑

銅、鐵、鋅、錳、鉛標(biāo)準(zhǔn)儲備液均為1 g/L，濃硝酸（GR）；雙氧水（GR）；二次水；可可粉。

1.1.2 儀器

WFX-110A型火焰原子吸收分光光度計(jì)：北京瑞利分析儀器公司；Excel微波消解儀：上海屹堯儀器科技有限公司；FA2104N電子天平：上海天平儀器廠；766-3型遠(yuǎn)紅外干燥箱：上海陽光實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；SG純水儀：德國；DRT-SX型數(shù)顯恒溫電熱套：鄭州長城科工貿(mào)有限公司。

實(shí)驗(yàn)中所用器皿用（1+1）硝酸浸泡，洗滌，干燥后備用。

1.2 火焰原子吸收工作條件

火焰原子吸收的最佳工作條件如表1所示。

表1 火焰原子吸收儀器工作條件Table 1 Flame atomic absorption working conditions of the instrument

1.3 微波消解儀工作條件

微波消解儀最佳的工作參數(shù)見表2。

表2 微波消解儀工作條件Table 2 Microwave digestion working conditions of the instrument

1.4 方法

將少量可可粉，放在遠(yuǎn)紅外干燥箱中，在80℃下烘干8 h，準(zhǔn)確稱量樣品0.2 g，放于消解罐中，加入5 mL濃硝酸，2 mL雙氧水，放入消解罐中消解。消解完畢，冷卻至室溫后，將消解液轉(zhuǎn)移至100 mL燒杯中，多次洗滌消解罐，倒入燒杯中，加熱到微沸狀態(tài)下，持續(xù)微沸到燒杯中剩余1 mL～2 mL消解液，冷卻后，轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用二次水定容，搖勻備用。

2 結(jié)果與討論

2.1 酸效應(yīng)的考察

配制一定濃度的銅、鐵、鋅、錳、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液各6份，并調(diào)節(jié)酸度，使其分別達(dá)到1%～6%（體積分?jǐn)?shù)），依次測定吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，火焰原子吸收法測定銅、鐵、鋅、錳、鉛時，吸光度在1%～6%（體積分?jǐn)?shù)）的酸度范圍內(nèi)恒定，考慮硝酸對實(shí)驗(yàn)人員的危害，本實(shí)驗(yàn)采用1%的硝酸，如圖1所示。

2.2 共存離子干擾實(shí)驗(yàn)

對于2mg/L的銅、鐵、鋅、錳、鉛試劑的測定，相對誤差為±5%時，共存離子的允許量為：K+和Na+為800mg/L，Cu2+、Fe3+、Zn2+、NO3-為 500 mg/L，Ca2+和 Mg2+為 800 mg/L，Mn2+和Pb2+為20 mg/L，以上干擾實(shí)驗(yàn)中共存離子的考察濃度均已超過其在可可粉待測液中的可能含量，因而對測定結(jié)果無影響。

圖1 酸度對吸光度的影響Fig.1 The influence of acidity on spectrophotometry

2.3 背景干擾的考察

在選定的實(shí)驗(yàn)條件下，比較使用氘燈和不用氘燈對測定銅、鐵、鋅、錳、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度差別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種情況下，測定的銅、鐵、鋅、錳、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度一致，表明不存在背景吸收。

2.4 繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

配制一系列所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按火焰原子吸收儀器最佳工作條件進(jìn)行測定，并根據(jù)所測數(shù)據(jù)繪制各微量元素的工作曲線，由下表可知，各微量元素在所測的濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系。

表3 線性方程及檢出限Table 3 Linear equation and the detection limit

2.5 精密度實(shí)驗(yàn)

對試液重復(fù)測定6次，測得相對標(biāo)準(zhǔn)偏差見下表。

表4 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果（n=6）Table 4 The result of the precision test（n=6）

2.6 樣品的測定和加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)

分別測定2種進(jìn)口可可粉和1種國產(chǎn)可可粉中的銅、鐵、鋅、錳、鉛的含量。每種樣品經(jīng)微波消解，以選定參數(shù)的火焰原子吸收儀測定樣品中微量元素，并計(jì)算回收率。

表5 可可粉中微量元素的測定結(jié)果（±s，n=6）Table 5 The test results of trace elements in cacao powder（±s，n=6）

表5 可可粉中微量元素的測定結(jié)果（±s，n=6）Table 5 The test results of trace elements in cacao powder（±s，n=6）

注：*表示可可粉中鉛含量為0。

元素樣品1/（mg/kg）樣品2/（mg/kg）樣品3/（mg/kg）回收率/%Cu 15.3±0.63 15.9±0.59 14.8±0.52 96.5～101.2 Fe 10.2±0.49 10.8±0.45 10.5±0.42 97.3～102.7 Zn 11.1±0.43 11.8±0.39 11.6±0.37 95.4～101.5 Mn 1.2±0.09 1.3±0.16 1.5±0.14 97.7～102.3 Pb * * * *

依據(jù)t檢驗(yàn)法對可可粉中微量元素的含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較（置信度 P=95%，t0.95，3=3.182）。對 3個不同廠家生產(chǎn)的可可粉兩兩對比后，發(fā)現(xiàn)其中銅、鐵、鋅、錳的含量均無明顯差異（t計(jì)

3 結(jié)論

1）采用微波消解-火焰原子吸收法測定可可粉中微量元素，保證方法操作簡便、快速、無污染，靈敏度高，準(zhǔn)確度好，結(jié)果可靠。

2）根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，進(jìn)口與國產(chǎn)的可可粉中微量元素?zé)o顯著差異，說明國內(nèi)的生產(chǎn)工藝達(dá)到國際水平，為國產(chǎn)可可粉進(jìn)入國際市場提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

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[1]Maria Laura Colombo,Maria Teresa Pinorini-Godly,Ario Conti.Botany and Pharmacognosy of the Cacao Tree[M].Berlin:Springer-Verlag,2012:41-62

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Determination of Cu Fe Zn Mn Pb in Cocoa Powder

PU Tao-meng1，ZHANG Jin-sheng1，*，LI Li-hua2，JIAO rui1，NIU Gui-ang1
（1.College of Chemistry and Material Science，Liaoning Shihua University，F(xiàn)ushun 113001，Liaoning，China；2.College of petrochemical Technology，F(xiàn)ushun 113001，Liaoning，China）

Abstract：The method of determining the contents of trace element Cu Fe Zn Mn and Pb in cacao powder was studied by microwave digestion-flame atomic absorption spectrometry.Some process variables，including the effects of acid，coexistence ion disruption，background interference，accuracy and precision were optimized.The cacao powder was treated by microwave digestion.We can obtain the linear coefficients （all more than 0.999 0），limits of detection （all less than 0.004 2 mg/L）， the RSDs（all less than 4.72%）.The standard addition recovery rate of each element respectively were 96.5%-101.2%，97.3%-102.7%，95.4%-101.5%，97.7%-102.3%.The result proved that the method was correct and reliable，higher sensitivity and recovery.Compared with the content of each element in cacao powder from different manufacturer through statistical comparison，the results showed that there was no significant difference.

Key words：flame atomic absorption spectrometry；cacao powder； copper；iron；zinc；manganese；lead

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2014.06.025

蒲濤猛（1985—），男（漢），碩士研究生，研究方向：現(xiàn)代分析測試新技術(shù)。

張金生，男，博士，教授。

2012-08-22