不同地區林蛙油無機元素及重金屬元素含量特征分析

商云帥，王東，溫紅珊，*

（1.吉林工商學院糧食學院，吉林 長春 130507；2.長春職業技術學院，吉林 長春 130033）

中國林蛙（Rana chensinensis）是兩棲綱無尾目蛙科，林蛙屬，主要生長在中國東北的長白山、松花江及鴨綠江上游森林地區，此外在河北、河南、山東、四川、山西、陜西和青海等處也有分布。中國林蛙最珍貴的部分是雌性的輸卵管，即林蛙油。林蛙油味甘咸，性平，歸腎、肺經，具有“益精補腎、養陰潤肺”之功效，對于氣血虧損、陰虛體弱、神疲乏力等癥有很好的藥效[1]。基于林蛙油的藥用價值，人們研究的熱點也集中在林蛙油成分和功能上，大量研究已經證實了林蛙油中富含糖蛋白、必需氨基酸、多糖、酶等生物活性物質，市場上也出現了具有抗氧化、抗衰老、提高免疫力功能的多種林蛙油保健品[2-3]。

有關林蛙油無機微量元素的研究報道很少，常平等[4]采用濕法消解前處理技術，結合電感耦合等離子體原子發射光譜的儀器分析方法建立了林蛙組織中多種微量元素的分析方法。侯天平等[5]利用電感耦合等離子體原子發射光譜法研究了林蛙皮膚中多種微量元素。付春旺等[6]利用電感耦合等離子體質譜法測定了黑龍江林蛙中10 種微量元素的含量。吉林長白山中國林蛙油標準GB/T 19507-2008《地理標志產品吉林長白山中國林蛙油》在衛生指標中規定了4 種重金屬含量的限量，無機砷含量≤0.5 mg/kg，鉛含量≤0.5 mg/kg，鎘含量≤0.1 mg/kg，甲基汞含量≤0.5 mg/kg[7]。綜合上述文獻報道可知，其實林蛙油中元素含量也是一項重要指標，但相關報道甚少。本研究采集吉林、遼寧境內11 個地區林蛙樣本，以林蛙油為研究對象，考察其無機元素及重金屬元素含量，建立了成熟可靠的定量分析方法，并運用SAS 統計分析軟件對測定結果進行了聚類分析，對試驗樣本中元素含量進行了整體評價，期望為林蛙油質量控制提供檢測依據，為開發新型保健食品提供理論支撐，進一步提升林蛙的高附加值綜合利用。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

原子吸收光譜儀（ZEEnit700）：德國耶拿公司；非色散原子熒光光譜儀（PF6-3）：北京普析通用儀器有限責任公司；電感耦合等離子體質譜儀（NexION350X）：PE公司；微波消解儀（SW-4）：美國利曼公司。

元素標準儲備液銅（GBW08615）、鐵（GBW08616）、錳（GBW（E）080157）、鋅（GBW08620）、鉀（GBW（E）080125）、鈉（GBW（E）080127）、鎂（GBW（E）080126）、砷（GBW08611）、汞（GBW08617）、硒（GBW（E）080215）、鉛（GBW08619）、鎘（GBW08612），含量均為1000μg/mL：國家標準物質研究中心。5%硫脲（優級純）+5%抗壞血酸（優級純）溶液，1.5%硼氫化鉀（優級純）+0.5%氫氧化鉀（優級純）溶液，鹽酸、硝酸（優級純）。

1.2 樣品前處理

試驗采集吉林和遼寧地區包括通化、安圖、新賓、撫松、白山、桓仁、磐石、敦化、集安、寬甸、永吉的11 個地區林蛙，將林蛙解剖取出林蛙油，40 ℃烘干粉碎后用于試驗。樣品采用微波消解前處理技術，利用火焰原子吸收光譜法測定 Cu、Mn、Zn、Fe、K、Na、Mg 含量，利用電感耦合等離子體質譜法測定Pb、Cd 含量，利用原子熒光光譜法測定Hg、As、Se 含量。試驗中稱取0.3 g林蛙油樣品置于消解罐中，加入5 mL 濃HNO3，預反應30 min 后于微波消解儀180 ℃消解50 min，用超純水定容至100 mL，同時做樣品空白。砷、硒測定時，每100 mL 溶液中加入5%硫脲+5%抗壞血酸10 mL，濃鹽酸10 mL。

1.3 分析儀器的工作參數

試驗所用火焰原子吸收光譜儀、電感耦合等離子體質譜儀、原子熒光光譜儀3 種儀器的工作參數如表1所示。

表1 儀器工作參數Table 1 Parameters of instrument

1.4 數據處理

試驗數據應用Excel 對數據進行初步處理，運用SAS 統計分析軟件利用類平均數法進行聚類分析[8-11]。

2 結果

2.1 方法的線性關系

優化各元素測定的儀器參數后，對系列標準工作液進行上機測定，得到各元素的線性回歸方程、相關系數及線性范圍，結果見表2。

表2 線性方程和線性范圍Table 2 Linear equations and linear range

2.2 精密度試驗

將微波消解后的林蛙油樣品（產地：通化），在相同的儀器條件下平行測定6 次，計算樣品中各元素的濃度和精密度。結果顯示，12 種元素的RSD 均小于3%，表明儀器精密度較好，符合分析方法的要求[12]。

2.3 穩定性試驗

將微波消解后的林蛙油樣品（產地：通化），分別放置 0、2、4、8、12、24 h 時測定樣品中各元素的濃度并計算RSD。結果顯示，12 種元素的RSD 均小于3%，表明這12 種元素在24 h 內穩定性良好[13]。

2.4 重復性試驗

將產地為通化的林蛙油樣品做6 次平行試驗，測定6 平行樣品中各元素的濃度并計算RSD。結果顯示，12 種元素的RSD 均小于5%，表明本方法重復性較好[14]。

2.5 加樣回收率試驗

將產地為通化的林蛙油樣品做6 次平行試驗的同時做加標回收率試驗，測定6 平行樣品加標后的濃度值并計算加標回收率和RSD，詳見表3。

表3 加標回收試驗結果（n=6）Table 3 Result of revovery tests（n=6）

續表3 加標回收試驗結果（n=6）Continue table 3 Result of revovery tests（n=6）

結果顯示，12 種元素的平均加標回收率在80%～120%之間，方法回收率良好，12 種元素的RSD 均小于5%，符合分析要求。

2.6 樣品中各元素含量測定

試驗測定了11 個不同地區的林蛙油樣本的12 種元素含量結果如表4所示。

從試驗結果可知，林蛙油中含有豐富的無機元素，其中 K、Na、Mg 含量最高；Fe、Mn、Zn、Cu 含量次之，在7.4 mg/kg～59.5 mg/kg 之間；Se 含量在 0.38 mg/kg ～0.47 mg/kg 之間。K、Na、Mg 含量均達到了百分含量級別，K 含量最高的是白山地區，為1.48%，最低的是敦化地區，為0.85 %；Na 含量最高的是通化地區，為0.6 %，最低的是敦化地區，為0.11%；Mg 含量最高的是敦化地區，為0.25%，最低的是寬甸地區，為0.045%。Fe、Mn、Zn、Cu 含量中，Fe 含量最高的是白山地區，為 59.5 mg/kg，最低的是通化地區，為27.5 mg/kg；Mn 含量最高的是磐石地區，為58.0 mg/kg，最低的是通化地區，為12.2 mg/kg；Zn 含量最高的是敦化地區，為36.1 mg/kg，最低的是新賓地區，為8.6 mg/kg；Cu 含量最高的是磐石地區，為10.3 mg/kg，最低的是新賓地區，為7.4 mg/kg。分析Pb、Cd、Hg、As 重金屬含量可知，均未超出標準GB/T 19507-2008《地理標志產品吉林長白山中國林蛙油》規定的限量值。其中Hg 含量在0.01 mg/kg 左右，未超出規定值 0.5 mg/kg；As 含量在 0.17 mg/kg ～0.50 mg/kg之間，未超出規定值0.5 mg/kg；Pb 含量在0.14 mg/kg～0.48 mg/kg 之間，未超出規定值0.5 mg/kg；Cd 含量在0.061 mg/kg～0.099 mg/kg 之間，未超出規定值 0.1 mg/kg。

由結果分析可知，同種元素在不同生長地區的樣本中含量有一定差異，這可能與林蛙生長的地貌氣候特征有關，引起差異的最重要原因應該是土壤、水源等環境因素。

表4 林蛙油中無機元素及重金屬元素含量Table 4 Contents of 12 elements in samples of Oviductus ranae

3 討論

3.1 林蛙油中元素聚類分析

由測定元素含量結果可知，某些元素含量較高，為常量級別，如K、Na、Mg 元素。若直接將高低含量相差較大的元素混在一起識別分析，常量元素帶來的影響會比微量元素的大[15]，分析結果不明顯，如圖1所示，就是12 種元素聚類分析結果。

為了更加清楚元素的聚類情況，對 Zn、Fe、Cu、Mn、As、Se、Pb、Cd、Hg 這 9 種元素進行了單獨聚類分析，結果如圖2所示。

分析結果可知，As、Pb、Cd、Hg、Se、Cu、Zn 聚為一類，Mn、Fe 聚為一類，結論為含量相近的元素聚為一類。

3.2 林蛙油產地聚類分析

對11 個地區的林蛙油樣本進行產地聚類分析，結果如圖3所示。

圖1 林蛙油中所測12 種元素聚類分析樹狀圖Fig.1 Dendrogram of CA for 12 elements in Oviductus ranae

圖3 11 個地區林蛙油的聚類分析樹狀圖Fig.3 Dendrogram of CA for oviductus ranae from 11 regions

分析結果可知，通化、撫松、寬甸、白山為一類，安圖、新賓、桓仁、磐石、集安、永吉為一類，敦化為一類。基本上相鄰地區有相似的元素含量值，但也有個別轄區內相鄰采樣點的樣品不能很好的聚集在一起，這可能受地區、地形、地貌及氣候特征影響。

4 結論

本研究利用微波消解前處理技術結合多種儀器分析手段，建立了林蛙油產品中12 種元素檢測的定量分析方法。結果表明，林蛙油中含有豐富的無機元素，K、Na、Mg 含量最高；Fe、Mn、Zn、Cu、Se 含量次之；林蛙油中重金屬 Pb、Cd、Hg、As 含量較低，均未超出國家標準規定的限量值。運用SAS 統計分析軟件進行元素和產地聚類分析，分析了其含量分布特征。元素聚類分析結果為 3 類，K、Na、Mg 聚為一類，As、Pb、Cd、Hg、Se、Cu、Zn 聚為一類，Mn、Fe 聚為一類；產地聚類分析結果為3 類，通化、撫松、寬甸、白山為一類；安圖、新賓、桓仁、磐石、集安、永吉為一類；敦化為一類。結果表明，林蛙油中各種元素含量存在較大差異，但含量相近或是相鄰地區的能聚為一類。本研究建立了林蛙油中多種元素的定量分析方法，對多地區樣本含量進行了聚類分析，期望為林蛙油質量控制提供檢測依據，為林蛙油系列產品開發提供了數據支撐。