三種不同顏色藜麥的礦質元素含量分析*

張國香，胡秋霞

(山西省科技資源與大型儀器開放共享中心，山西 太原 030000)

隨著人們飲食結構的改變，營養健康的食品越來越受到關注。藜麥是唯一一種可滿足人體基本營養需求的單體植物，在我國山西、新疆、青海、甘肅等地均有種植[1]。藜麥是莧科藜亞科藜屬植物，是一種偽谷物[2]，相關研究表明藜麥籽粒營養豐富，含有多種蛋白質、氨基酸、礦物質、維生素以及多酚類、皂苷類和黃酮類化合物，具有較高的營養價值和經濟價值，對抗氧化、抗腫瘤、抗病毒有很好的效果[3-5]。藜麥因具有全面且優于大多數谷物的營養價值以及食用功能特性，被譽為適宜人類食用的全營養食物，并將其列為全球十大健康營養食品之一[6]。

近年來，藜麥產量逐年上升，使得其營養和安全性問題備受關注。其種子顏色主要有黑、白、紅三種顏色，而不同顏色藜麥的口感、營養、形狀均有差異[7]。

目前，有關藜麥礦質元素含量與藜麥顏色的相關性研究較少。因此本研究以3種不同顏色的藜麥為研究對象，利用電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定了藜麥中的無機元素，比較分析3種不同顏色藜麥中礦質元素含量，探究礦質元素含量與藜麥顏色的關系，了解藜麥品種的品質及安全性，為藜麥的種植資源的發掘和開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

標準物質小麥GBW 10010a (GSB-2a)(中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究院)；樣品來自山西、山東、青海等地，見表1。

表1 樣品信息

多元素混合標準溶液(Agilent)：含有K、Ca、Fe、Mg、Na(1000 μg/mL)，Sr(100 μg/mL)，As、Pb、Cd、Zn(10 μg/mL)。Hg元素標準溶液(1000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心)；濃硝酸(優級純，成都市科龍化工試劑廠)；實驗室自制超純水。

Perkin Elmer NexTON 300X ICP-MS電感耦合等離子體質譜儀(美國，PerkinElmer公司)；DigiBlock ED54電熱消解儀(Lab Tech公司)。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備

將干燥后的藜麥粉碎過 0.25 mm 篩，備用。稱取 0.5 g 樣品于 50 mL 消解管中，加入少量超純水潤濕，再加 5 mL 濃硝酸后加蓋，搖勻浸泡過夜后，置于電熱消解儀上，升溫至 120 ℃ 保溫 1 h，旋開蓋子趕酸至近干，用純水定容至 50 mL，搖勻，待測。同時處理標準物質和試劑空白，每個樣品一式3份。

1.2.2 ICP-MS測定條件

電感耦合等離子體質譜儀工作條件設定：射頻功率 1100 W，等離子體氣流速度 15.0 L/min，霧化氣流速 1.0 L/min，輔助氣流速 1.0 L/min，每個樣品重復3次。

1.2.3 準確度和精密度

為評價方法的準確性，試驗采用生物成分標準物質GBW 10010a (GSB-2a小麥)作為參考。經過標準物質小麥對比分析證實本方法準確性良好，可滿足藜麥樣品中無機元素含量測定的要求。

取混合標準溶液，在1.3.2的條件下連續進樣6次，計算可得各元素的SRSD為0.20%～0.95%，表明儀器的精密度良好。

2 結果與分析

2.1 藜麥樣品礦質元素含量

由檢測結果可知(表2)，30份藜麥中均含有豐富的礦質元素，尤其是K、Ca、Mg 3種元素，其中含量最多的是K元素，最高可達 11104 mg/kg，這可能與K是植物生長的必需元素有關，K可以維持細胞的正常含水量，提高植物的抗寒、抗旱能力[8]。藜麥中K元素含量遠遠高于Na元素的含量，符合現在營養健康學所提倡的高K低Na的要求，為有心血管、高血壓疾病的患者提供幫助[9]。鍶(Sr)元素具有抗癌、抗衰老等作用[10]，3種顏色的藜麥都具有較高的營養價值，經常食用可補充人體所需的礦質元素。3種顏色藜麥相比，礦物質平均含量相差不是很大，但同一顏色藜麥中礦物質元素的含量差異較大，這可能因其品種和生長壞境不同所造成的。

表2 樣品中各元素含量

2.2 藜麥中的重金屬元素種類及質量分數

由表3 可知，以 GB 2762—2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》為參照標準，30份藜麥中汞元素均未檢出，其它重金屬元素均未超過其限量，因此不同顏色的藜麥在有害元素方面具有食用安全性。

表3 樣品中的重金屬元素的質量分數

2.3 元素含量間相關性分析

2.3.1 黑藜麥中元素含量間相關性分析

表4結果表明，黑藜麥中元素含量之間大部分呈一定的正相關，其中Fe-K、Sr-K有顯著的正相關，Fe-Mg、Fe-Sr、Sr-Mg有極顯著的正相關，Zn與Ca、Sr沒有相關性，Na與Fe、Mg、Sr呈極顯著或顯著負相關。

表4 黑藜麥中各元素含量間的相關性

2.3.2 白藜麥中元素含量間相關性分析

表5結果表明，白藜麥中元素含量之間大部分呈一定的正相關，Fe-Mg有極顯著的正相關，Na與K、Ca沒有相關性，Na與Fe、Mg、Sr呈極顯著或顯著負相關。

表5 白藜麥中各元素含量間的相關性

2.3.3 紅藜麥中元素含量間相關性分析

表6結果表明，紅藜麥中元素含量之間大部分呈一定的正相關，其中Ca-K、Fe-K有顯著的正相關，Zn-K、Zn-Ca、Fe-Mg、Zn-Mg、Zn-Fe有極顯著的正相關。Zn與大部分元素有協同吸收作用。

表6 紅藜麥各元素間的相關性

3種不同顏色藜麥中Fe和Mg元素都呈極顯著相關性。Mg 是細胞新陳代謝過程中各種酶的活化劑，對人體正常生理功能有重要作用。 Fe 則是細胞色素氧化酶的輔基，具有良好的補血功能[11]。

2.4 不同顏色藜麥中礦質元素的方差分析

通過對30份藜麥樣品進行方差分析(表7)發現，P值均大于0.05，所以7種元素在不同顏色藜麥之間不具有顯著差異，推測7種礦質元素含量的累積可能受很多因素的影響，受藜麥顏色的影響較小，可能與品種、生長環境等因素有關。通過對比3種顏色藜麥中各元素的平均質量分數，黑藜麥和紅藜麥中Ca、Mg、Sr 3種元素的平均質量分數均比白藜麥高，白藜麥中K元素的平均質量分數(6160.8 mg/kg)最高，其次是黑藜麥，紅藜麥最低。紅藜麥中Zn元素的平均質量分數最高，其次是黑藜麥，白藜麥最低。

表7 不同顏色藜麥中礦質元素的方差分析

3 結論

通過對30份三種不同顏色藜麥中11種無機元素含量分析發現，黑色、白色和紅色藜麥中K、Ca、Mg、Fe、Zn的質量分數較高，都是人體健康必須的元素，且不同顏色藜麥中的有害元素均未超標，具有食用安全性。3種不同顏色藜麥中大多數礦質元素間有協同作用，但是黑藜麥中Zn與Ca、Sr相關性較少，Na與Fe、Mg、Sr存在拮抗吸收作用；白藜麥中除Zn元素外，Na與其他元素相關性較差；紅藜麥中Zn與大部分元素有協同吸收作用。通過方差分析發現，7種元素在三種顏色藜麥中的質量分數不存在顯著差異性。因此，推測不同顏色的藜麥之間存在礦質元素較大的含量差異和一定程度的品質差異，可能與品種、生長環境等因素有關，受藜麥顏色的影響較小。

本研究選用黑、白、紅3種不同顏色藜麥為研究對象，利用電感耦合等離子體質譜法對其礦質元素含量進行了測定，但試驗所選取的樣本較少，對不同顏色藜麥中礦質元素差異情況的解釋具有一定的局限性。后續將進一步擴大不同顏色的樣本量，對其礦質元素含量及其他營養功能組成差異情況進行更加全面深入的研究，為藜麥健康食品加工、產品開發以及優良品種選育提供數據支撐。