药食两用食品中微量元素和重金属含量的测定

范文秀，朱芳坤，郝海玲，张玉泉

（河南科技学院化学化工学院，河南新乡453003）

药食两用食品中微量元素和重金属含量的测定

范文秀，朱芳坤，郝海玲，张玉泉

（河南科技学院化学化工学院，河南新乡453003）

建立了微波消解电感耦合等离子体发射光谱法测定药食两用食品中微量元素的方法，并用该法分别测定了14种药食两用食品中Mn、Fe、Zn、Cu、Ni、Cr、Cd和Pb等元素的含量。结果表明，该方法的加标回收率在95.0%～104.0%之间，RSD≤4.35%。药食两用食品中Zn含量高于其它可食性花卉，Fe含量比普通叶菜类蔬菜更高，而其Cu/Zn比值较低，重金属含量普遍较低。此测定结果可为探讨药食两用食品的保健作用与微量元素含量的相关性提供科学数据。

微波消解，等离子体发射光谱法，药食两用食品，微量元素

自古以来，人们对药食两用食品就有研究，唐朝时期的《黄帝内经太素》［1］一书中写道：“空腹食之为食物，患者食之为药物”，就反映出“药食同源”的思想。药食两用食品，既可以作为食品，也可以作为药品，是进行药品或保健食品开发的重要原料，如山楂、槐豆、杏仁、山药、莲子、灵芝、大麦芽、桂圆、葛根、银耳、芡实、百合、银杏、薏米仁等，它们既属于中药，有良好的治病疗效，又是经常食用的富有营养的可口食品，有强身健体，滋补养颜之功效。现代科学研究已证明特定状态的微量元素是维持健康和防病治病的必要条件之一，微量元素是中药归经和药性物质基础的重要组成部分［2］。长期以来，人们对药食两用食品的有效成分研究偏重于有机成分，随着对中药成分的深入探讨，无机成分尤其是微量元素日益被人们所重视。随着医药学、营养学和食品科学的发展，产生了许多微量元素的补充方法［3］，但是最经济有效的微量元素补充方法还是食补，所以研究药食两用食品中微量元素的含量对于人类健康意义重大。另外，当前食品研究的另一个热点是“食品安全”，食品安全的重点研究内容之一就是重金属，它在人体内代谢缓慢，容易积累，对人体危害极大［4］。本文采用微波消解-等离子发射光谱法对14种常见的药食两用食品中的Mn、Fe、Zn、Cu、Ni、Cr、Cd、Pb等8种微量元素含量进行了测定，为探讨药食两用食品的多种保健作用、新产品的开发及其质量控制提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

药食两用食品 包括山楂、槐豆、杏仁、山药、莲子、灵芝、大麦芽、桂圆、葛根、银耳、芡实、百合、银杏、薏米仁等14种，均购于新乡市胖东来中药超市；Fe、Zn、Mn、Cu、Ni、Cr、Cd、Pb标准溶液 由国家钢铁材料测试中心，钢铁研究总院提供的多元素混合标准溶液，各元素的浓度均为1000μg·mL-1；HNO3、HClO4优级纯；实验用水 石英亚沸蒸馏水。

Optima 2100 DV电感耦合等离子体原子发射光谱仪 美国PE公司；等离子体系统 等离子体侧向-轴向双观察系统；光学系统 中阶梯光栅双光路二维色散分光系统，分辨率小于0.003nm（200nm处）；工作方式 光谱直读，顺序多元素同时测定；雾化系统 正交雾化器。仪器工作条件如表1所示。

表1 ICP-AES工作条件

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 将所选14种药食两用食品样品快速用自来水冲洗干净，再用去离子水漂洗，置于电热鼓风干燥箱中，在55～65℃烘干，用微型植物试样粉碎机粉碎后过80目筛，将过筛后的粉末用滤纸包裹好，贮于干燥器中备用。

准确称取样品0.3000g各3份于微波消解罐中，加硝酸8.0mL，高氯酸1.0mL，静置过夜，加2.0mL过氧化氢，按照表2设定程序进行消解。消解结束后，将消解液转入100mL烧杯中加盖表面皿，在可调试电热板上蒸酸至白烟冒尽，溶液澄清透亮近干，冷却，用2.0%硝酸定容至10.0mL的容量瓶中，同时制作空白。

表2 微波消解程序

1.2.2 样品测定 按表1所列仪器的工作条件，用ICP-AES法测定样品溶液中Mn、Fe、Zn、Cu、Ni、Cr、Cd、Pb等8种微量元素含量。

2 结果与讨论

2.1 分析波长的选择

采用ICP-AES法测定药食两用食品中微量元素的含量，ICP-AES法对每个元素的测定都可以同时选择多条特征谱线，一般在实验中选择共存元素谱线干扰少、精密度好和信噪比高的谱线，本实验选定的各元素分析谱线波长见表3。

2.2 标准工作曲线

将各元素的标准储备液配制成一系列的混合标准溶液，浓度分别为0.10、0.50、1.00、5.00、10.00μg·mL-1，在选定的仪器工作条件下对标液进行测定，化学工作站自动绘制工作曲线，其线性相关系数在0.9999～1.0000之间。

2.3 消解试剂

采用浓HNO3及HClO4混酸作为微波消解试剂。浓硝酸具有强酸性和强氧化性，是理想的微波消解试剂。为了完全消解复杂的中药材，需要加入强氧化剂，并进行预消解。采用加入混酸比仅加入浓硝酸时的消解效果明显得到了改善，因此采用混合酸消解。

表3 元素分析谱线波长

表4 回收率和精密度的测定结果（n=5）

2.4 方法的准确度和精密度

为考察方法的可靠性，对药食两用食品百合进行了加标回收实验，加标回收结果见表4，由表4可知，各元素的回收率在95.0%～104.0%之间，RSD≤4.35%，表明该方法具有良好的准确度和精密度。

2.5 样品分析

按上述方法测定了14种药食两用食品中Cu、Zn、Fe、Mn、Ni、Cd、Cr、Pb等8种微量元素的含量，测定结果见表5。

2.6 元素的含量及特征

从表5可以看出，14种药食两用食品中人体必需的微量元素Cu、Zn、Fe、Mn、Cr含量丰富，与普通叶菜类蔬菜相比［5］，药食两用食品中Fe含量更高，与其它可食性花卉相比［6］，药食两用食品中Zn含量较高，Fe是血红蛋白和肌红蛋白的核心部分，缺Fe容易导致贫血，引起氧的运输和储存不足，Zn是参与免疫功能的一种重要元素，对部分病菌有抗生作用。中国生理科学会和中国医学科学院等提出了正常人日摄入微量元素的部分标准［7-8］，如成年男子每日膳食中铁摄入量为12.0mg，锌为15.0mg。通过这些标准和所测药食两用食品中微量元素的含量可以合理地食用药食两用食品。市售药食两用食品中对人体有害的重金属元素Ni、Cd、Pb含量很少，符合相关国家标准［7］。

哈尔滨医科大学第三临床医学院庞达等研究发现［9］，由胃癌、胃良性疾病和健康对照组血清中微量元素的比较发现，胃癌、胃良性疾病患者血清中Cu/Zn比值均高于正常对照组。而所测14种药食两用食品中其Cu/Zn比值都远小于1，如薏米仁、山楂、山药、银耳、莲子的Cu/Zn比值分别为0.015、0.016、0.024、0.048、0.076，这些中药都是较好地的癌食品。胃癌、胃良性疾病患者可以通过食用薏米仁、山楂、山药、银耳、莲子这些食品来改善体内Cu和Zn的含量，从而抑制损坏组织的进一步恶化。

表5 14种药食两用食品中微量元素含量的测定结果（μg·g-1）

［1］王洪图，李云.黄帝内经太素（修订版）［M］.北京：科学技术文献出版社，2005：129.

［2］范文秀，杨素兰，郝海玲.山楂及其中药制剂中无机元素的光谱测定［J］.广东微量元素科学，2005，12（8）：60.

［3］秦俊法，李增禧.中国微量元素研究二十年［J］.广东微量元素科学，2004，11（12）：1.

［4］栾娜，张莹.北京市部分市售儿童小食品重金属污染分析［J］.食品科学，2006，27（10）：473.

［5］中国预防医学科学院营养与食品研究所编.食品成分表［M］.北京：人民卫生出版社，1995：12.

［6］范文秀，李新峥.洋槐花中微量元素的光谱测定［J］.光谱学与光谱分析，2005，25（10）：1714.

［7］中国预防科学院标准处.食品卫生国家标准汇编［M］.北京：中国标准出版社，1995：356.

［8］王夔，唐任寰，徐辉碧.生命科学中的微量元素［M］.北京：中国计量出版社，1991：128.

［9］庞达，刘凤玉，邓中慧.黑龙江省胃癌患者血清微量元素含量分析［J］.中国地方病学杂志，1999，18（3）：55.

Determination of trace elements and heavy metals in some edible Chinese herbs

FAN Wen-xiu，ZHU Fang-kun，HAO Hai-ling，ZHANG Yu-quan
（School of Chemistry and Chemical Engineering，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453003，China）

A method was studied for the analysis of trace elements in some edible Chinese herbs by using lCP-AES with microwave digestion.The contents of trace elements such as Mn，Fe，Zn，Cu，Ni，Cr，Cd and Pb in 14 kinds of edible Chinese herbs were determined.The results showed that the recoveries obtained by standard additive method were from 95.0%to 104.0%，and the relative standard deviation was lower than 4.35%.The contents of Zn in edible Chinese herbs were higher than edible flowers.The concentrations of Fe in edible Chinese herbs were higher than leafy vegetables，while w（Zn）/w（Cu）ratio of edible Chinese herbs were lower.But the edible Chinese herbs contained tiny heavy metals.The research would provide scientific data for the study on the correlations between trace elements and health functions in edible Chinese herbs.

microwave digestion；lCP-AES；edible Chinese herbs；trace elements

TS201.1

A

1002-0306（2010）11-0363-03

2009-09-22

范文秀（1963-），男，教授，主要从事分析化学的教学与研究工作。