超級微波消解-ICP-OES法測定藍莓中7種營養(yǎng)元素

陳耿歡，陳 奇，陳 嬌

（1.廣東省食品工業(yè)研究所有限公司，廣東廣州 511442；2.廣東省食品工業(yè)公共實驗室，廣東廣州 511442；3.廣東省食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站，廣東廣州 511442）

藍莓，系杜鵑花科越橘屬叢生灌木，于2000年在我國開始進行商業(yè)化栽培，經(jīng)過20年的發(fā)展，我國藍莓栽培面積從10 hm2增加到6.64萬hm2，種植主要省份有貴州、遼寧、山東、云南、吉林、四川和安徽[1-3]。礦物質(zhì)是構(gòu)成人體組織和維持正常生理功能必需的各種元素的總稱，是人體必需的七大營養(yǎng)素之一[4-5]。對江蘇、山東、四川、遼寧以及貴州等產(chǎn)地的藍莓的無機元素含量進行研究，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的藍莓，部分無機元素含量存在明顯的差異，但各地藍莓中均含有豐富的鉀、鈣、鎂、鐵等礦物質(zhì)元素，同時也富含人體必需的銅、鋅等微量元素[6-7]。

樣品消解在重金屬檢測中起關(guān)鍵性作用，對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性起決定性作用。在國家標(biāo)準(zhǔn)中樣品消解方法有干法消解、濕法消解、壓力罐消解和微波消解法。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，樣品前處理的技術(shù)也不斷創(chuàng)新，超級微波消解是近幾年發(fā)展較快的先進微波消解技術(shù)，其采用預(yù)加壓的微波消解系統(tǒng)的核心是一個“單反應(yīng)室”，這個反應(yīng)室既是樣品的消解罐又是微波的工作腔，微波直接從底部發(fā)射到腔體內(nèi)，消解過程中可以實現(xiàn)更高的溫度、更大的壓力，使用更少的溶劑，從而改善消解效果、提高消解效率，已被廣泛用于食品、中藥材、化妝品和土壤等領(lǐng)域的元素分析[8-10]。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法可同時測定多種元素，具有線性范圍寬、抗干擾性強、穩(wěn)定性高等特點，是目前應(yīng)用廣泛且經(jīng)濟高效的分析手段，適合食品中多元素的同時測定[11-12]。本實驗采用超級微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry，ICP-OES）同時測定藍莓漿果中鉀、鈣、鎂、鐵、磷、銅、鋅7種營養(yǎng)元素。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

網(wǎng)購貴州黔東南苗族侗族14 mm+藍莓（樣品1）、貴州黔東南苗族侗族12 mm+藍莓（樣品2）、遼寧丹東14 mm+藍莓（樣品3）、遼寧丹東12 mm+藍莓（樣品4），均為冷鏈運輸；硝酸（UPS級，68%，晶瑞電子材料股份有限公司）；水為GB/T 6682—2008規(guī)定的一級水；多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心），多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度見表1。

表1 多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液相關(guān)信息

1.2 儀器與設(shè)備

5110電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES，美國安捷倫公司）；ultraCLAVE超級微波消解平臺（Milestone）；ML204/02電子天平（梅特勒·托利多（上海）有限公司）；超純水機（默克密理博）。

1.3 實驗方法

1.3.1 系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的配制

用移液槍分別準(zhǔn)確吸取0.025 mL、0.050 mL、0.100 mL、0.200 mL、0.500 mL和0.800 mL多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（GNM-M093066-2013）于50 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容至刻度，配制成不同濃度的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3.2 樣品處理

把藍莓鮮果洗凈晾干，用勻漿機將藍莓鮮果制成果醬。稱取約1.00 g果醬樣品（精確至0.0001 g）于消化管中，加2.5 mL水和2.5 mL硝酸，加蓋，置于已預(yù)先加入400 mL超純水和10 mL硝酸作為載液的內(nèi)襯桶中，將內(nèi)襯桶放入反應(yīng)釜中，設(shè)定超級微波消解程序（表2）進行消解；泄壓排氣，冷卻后取出樣品，打開蓋子，將消化液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用少量水潤洗消化管及蓋子3次，合并洗液并用水定容至刻度混勻備用，同時做空白試驗。

表2 超級微波消解程序

1.3.3 儀器條件

使用Agilent 5110電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀進行測定。鉀、鈣為徑向觀測，鎂、鐵、磷、銅、鋅為軸向觀測；觀測高度：8 mm；高頻發(fā)生器功率：1.2 kW；泵流速：12 r·min-1；霧化器流量：0.70 L·min-1；等離子體氣流量：12.0 L·min-1；輔助氣流量：1.00 L·min-1；穩(wěn)定時間：15 s；檢測器溫度：-40 ℃；光室溫度：35 ℃。7種元素的分析譜線分別為鉀766.491 nm、鈣317.933 nm、鎂285.213 nm、鐵234.350 nm、銅324.754 nm、磷213.618 nm、鋅213.857 nm。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性范圍、相關(guān)系數(shù)、檢出限

系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液經(jīng)ICP-OES測定得到標(biāo)準(zhǔn)曲線，連續(xù)對樣品空白溶液重復(fù)檢測11次，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差值作為檢出限。由表3可知，7種元素在線性范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)R在0.99973～0.99998，檢出限在0.00029～0.04000 mg·L-1，滿足實驗要求。

表3 系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度及相關(guān)系數(shù)

2.2 準(zhǔn)確度及精密度

對樣品1進行6平行的重復(fù)試驗，并向樣品1中分別加入低、中、高濃度的標(biāo)液，計算各元素精密度及加標(biāo)回收率，結(jié)果見表4。樣品加標(biāo)回收率為94.7%～103.0%，7種元素的RSD值在0.62%～6.50%，回收率良好，符合GB/T 27404—2008的相關(guān)要求。

表4 方法的加標(biāo)回收率及精密度（n=6）

2.3 藍莓中營養(yǎng)元素含量

藍莓樣品中營養(yǎng)元素含量測定值見表5。對2個產(chǎn)地不同規(guī)格藍莓的營養(yǎng)元素含量進行檢測和對比，檢測出藍莓鮮果樣品中鉀含量為734～909 mg·kg-1，鈣含量為56.3～135.0 mg·kg-1，鎂含量為42.6～60.8 mg·kg-1，鐵含量為1.45～3.33 mg·kg-1，磷含量為102～141 mg·kg-1，銅含量為0.364～0.789 mg·kg-1，鋅含量為0.720～1.870 mg·kg-1。不同產(chǎn)地、不同規(guī)格的藍莓中營養(yǎng)元素含量存在明顯差異，遼寧丹東藍莓各營養(yǎng)元素含量比貴州黔東南苗族侗族藍莓的營養(yǎng)元素含量略高一些。也有研究表明，丹東藍莓樣品鉀含量為4121.55 mg·kg-1、鈣含量為344.24 mg·kg-1、鎂含量為222.68 mg·kg-1、鐵含量為18.83 mg·kg-1、銅含量為0.40 mg·kg-1、鋅含量為1.06 mg·kg-1，甚至青島、連云港、成都等地的藍莓樣品中鉀含量14591.55～23935.38 mg·kg-1、鈣含量為1085.86～1893.42 mg·kg-1、鎂含量為852.93～1407.89 mg·kg-1、鐵含量為64.77～93.63 mg·kg-1[7]，以上藍莓營養(yǎng)元素檢測數(shù)據(jù)比本實驗藍莓樣品所測營養(yǎng)元素含量高，本實驗的樣品由市場流通中購入，品質(zhì)存在差異，但通過實驗也驗證了藍莓產(chǎn)品營養(yǎng)價值高，含有豐富的礦物質(zhì)元素和微量元素。

表5 藍莓樣品中營養(yǎng)元素含量測定結(jié)果 單位：mg·kg-1

3 結(jié)論

通過超級微波消解與電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀聯(lián)用測定藍莓中7種營養(yǎng)元素的含量。結(jié)果顯示，7種元素的線性關(guān)系良好，加標(biāo)回收率在94.7%～103.0%，RSD在0.62%～6.50%，準(zhǔn)確度和精密度高。該方法具有成本低、用酸量少、無須趕酸、耗時短、操作簡便、環(huán)保等優(yōu)點，適用于藍莓中7種無機元素含量的快速測定。