不同的样品处理方法测定保健食品中的钙

那海秋，高广慧

（辽宁省食品药品检验所，辽宁沈阳110023）

钙是人们日常生活必需的元素，是人体健康不可缺少的重要矿物元素之一，约占成人体重的1.5%～2%。钙不仅是构成人体骨骼和牙齿的主要成分，而且可以维持神经肌肉的正常兴奋性，促进神经末梢分泌乙酰胆碱，在血液凝固、细胞黏着、酶促反应的激活等一系列的生理活动中，发挥极其重要的作用。缺钙可引发多种疾病，如常见的软骨症、抽搐症、高血压、小儿佝偻病、骨质疏松症等[1-2]。一些报道称我国无论男女老幼均有不同程度的缺钙[3-4]，因此补充钙制剂备受国人的关注，由此各种补钙保健食品、制品应运而生，但品质良莠不齐，某些称之为具有补钙作用的保健食品其钙含量很低。因此规范和准确测定保健食品中钙含量非常重要。

1 材料和方法

1．1 试剂

硝酸：微电子化学品，超净高纯试剂；氧化镧：高纯试剂；盐酸、高氯酸、过氧化氢等试剂为分析纯，所用水为超纯去离子水；钙标准溶液：1 000 μg/mL，国家标准物质研究中心，批号：6044。

1．2 仪器

Z2010 型原子吸收分光光度计、HLA-4S 型钙空心阴极灯：日本日立公司；MARS 型微波消解仪：美国CEM公司；CWF11/13 型马弗炉：英国CARBOLITE 制造。

1．3 仪器条件

检测波长：422.7 nm；灯电流：7.5 mA；燃烧器高度：7.5 cm；狭缝宽度：1.3 nm；火焰种类：空气-乙炔；燃气流量：2.2 L/min，助燃气流量：15 L/min；背景校正方式：塞曼背景校正。

1．4 测定方法

1．4.1 钙标准使用液制备

取1 000 μg/mL 钙标准溶液2.5 mL 于50 mL 容量瓶中，加水定容至刻度，摇匀，即为50 μg/mL 钙标准使用液。

1．4.2 钙标准系列

取上述钙标准使用液0、0.25、0.5、1、2、4 mL 分别置于25 mL 容量瓶中，加10 mL 5%氧化镧溶液，用水定容至刻度，摇匀备用。标准系列中钙元素含量分别为0、0.5、1、2、4、8 μg/mL。

1．5 样品处理

1．5.1 干法消解[5-6]

准确称取混匀富含磷、钾、钙等成分保健食品-南瓜粉的样品约0.5 g 左右（精确至0.1 mg），于100 mL 磁坩锅中，先在电炉板上小火慢慢碳化至无烟，移入马弗炉中550 ℃灼烧6 h。冷却后加5 mL 20%盐酸溶解灼烧残渣转移至10 mL 容量瓶中，用水洗涤坩埚并定量转移至10 mL 容量瓶中，摇匀即为样品储备液。再取样品储备液1 mL 于25 mL 容量瓶中（视样品中钙元素含量而定取用量和稀释体积），加5%氧化镧溶液10 mL，以水定容至刻度摇匀备用。同法做试剂空白试验。

1．5.2 湿法消解[7]

准确称取混匀的上述样品约0.5 g 左右（精确至0.1 mg），于250 mL 高脚烧杯中，加入25 mL 混合酸（硝酸∶高氯酸=4 ∶1），上盖表面皿，先在（160±20）℃电炉板上消解至样品无黄烟冒出，逐渐增加消解温度至300 ℃左右，消解至样品澄清透明（如消解不完全，可补加混合酸每次3 mL～5 mL，直至样品完全消解），取下表面皿，加入10 mL 水以赶去多余的酸，至样品溶液剩余约2 mL 左右，取下冷却，用水洗涤烧杯并定量转移至10 mL 容量瓶中。再取上述样品消解液1 mL 于25 mL 容量瓶中，加5%氧化镧溶液10 mL，用水定容至刻度摇匀备用。试剂空白试验同法操作。

1．5.3 微波消解

准确称取混匀的上述样品约0.5 g 左右（精确至0.1 mg），于微波消解罐中，加入5 mL 硝酸，于130 ℃预消解30 min，待冷却后再补加3 mL 硝酸，2 mL 双氧水，盖好内、外盖将消解罐放入微波消解仪中消解，自然冷却后将消解液用水定量转移至10 mL 容量瓶中并定容至刻度，制成样品储备液。再取样品储备液1 mL于25 mL 容量瓶中，加入10 mL 5%氧化镧溶液，以水定容至刻度摇匀备用。同时做试剂空白试验。微波消解条件见表1。

表1 微波消解条件Table 1 The conditions of microwave digestion for sample

1．6 测定

按照上述仪器条件，将标准系列溶液从低到高依次上机测定，以吸光度值为纵坐标，标准系列浓度为横坐标绘制标准曲线，并求出回归方程。样品溶液依次上机测定，以样品吸光度值从标准曲线或回归方程计算样品溶液中钙元素含量。

2 结果与讨论

2．1 掩蔽剂的选择

2．1.1 氧化镧溶液作掩蔽剂[5，7]

首先向标准系列和样品中加入不同量的氧化镧进行了试验，样品中氧化镧浓度分别为0 %、0.2 %、0.5%、1 %、2%、3%、4%、5%，按照上述仪器条件分别对标准系列和样品进行测定，其结果氧化镧浓度在0.2%～2%之间对标准系列的测定结果基本无影响，在选定仪器条件下4 μg/mL 钙标溶液吸光度值均在0.193～0.202 之间。而对样品溶液测定结果影响很大，特别是成分复杂的保健食品影响更大，对于同一处理好的样液，样品中氧化镧的浓度在0%～2%时随着氧化镧浓度的增加，吸光度值随着增加，其变化范围在0.049～0.103 之间，当氧化镧浓度在2%时吸光度值最大，而随着样品中氧化镧浓度在2%～5%时吸光度值变化不大基本稳定。所以试验中选择氧化镧浓度为2%。图1 为样品溶液中氧化镧浓度与吸光度的关系。

2．1.2 EDTA 溶液作保护剂[8]

根据资料报道钙测定时加入EDTA 保护剂后，钙与EDTA 结合而不再与磷结合，使钙不与干扰元素形成难容化合物，从而可以抑制磷对钙的干扰，利于钙原子化。试验中标准系列和样品中分别加入EDTA 溶液，使EDTA 浓度为0%、0.2%、0.5%、1.0%、2.0%，按照选定的仪器条件分别对含有不同浓度EDTA 的标准系列和样品进行测定，其结果EDTA 浓度在0.2 %～2.0 %之间对标准系列的测定结果影响不大，4 μg/mL钙标溶液吸光度值在0.22 左右；而样品溶液加入不同浓度EDTA 与不加比较，虽然对样品中的干扰有一定的抑制作用，但正干扰较大，消除干扰效果不理想。而且值得注意的是样品溶液中的酸度偏大或样品中EDTA 浓度较大时易产生絮状沉淀，影响样品的测定。因此试验中选择氧化镧溶液作掩蔽剂，浓度为2.0%。

2．2 关于样品处理

2．2.1 干法消解

此方法操作虽相对简单，但样品处理周期较长，正常情况大约需要2 d～3 d，易受外界环境污染，而且每次处理样品数量有限，不利于大批量样品测定。

2．2.2 湿法消解

此方法为国家标准规定的食品中钙的测定方法，样品处理过程中用浓酸量较大，加热消解及赶酸过程散发出的酸易造成环境污染，同样样品处理周期较长，对于成分较复杂的保健食品样品处理周期在2 d～3 d 或更长，每次处理样品数量有限，不利于大批量样品测定。特别是样品处理过程中常常需要有人照看，否则含有高氯酸的消解液干涸易发生危险。

2．2.3 微波消解法

此方法操作相对简单，酸的用量少，样品密闭消解，不受外界环境污染，特别是样品处理周期短，每批样品处理大约需要3 h 左右，利于大批量样品测定。且具有较好的加标回收率及重现性。因此通过试验考察认为微波消解法处理样品更好一些。

2．3 线性关系

取1．4.2 标准系列按上述条件上机测定，其结果见表2。

表2 钙标准系列检测结果Table 2 Test results of standard series for calcium element

以测定吸光度值为纵坐标，钙标准系列浓度为横坐标绘制标准曲线，线性回归方程为：Y=0.046 1X+0.003 7，相关系数：R=0.999 6。从表2 及相关系数可以看出钙元素浓度在0～8 μg/mL 之间与其吸光度值具有良好的线性关系，与GB/T 5009.92-2003 中标准系列范围0～3 μg/mL 比较其范围更宽，可以减少样品的稀释体积。

2．4 钙加标回收率、精密度及重现性试验

2．4.1 加标回收率

取已知钙含量为916 mg/kg 的样品做两个浓度加标回收实验，每个浓度作6 份平行样品，每份约0.5 g（精确至0.1 mg）。加标回收率（一）各精确加1 000 μg/mL钙标准溶液0.5 mL，加标回收率（二）各精确加1 000 μg/mL 钙元素标准溶液1 mL，按上述三种样品处理方法分别处理样品。按选定仪器条件上机测定，结果见表3。

表3 三种方法钙加标回收实验（n=6）Table 3 Standard addition recovery experiments of calcium element using three methods（n=6）

从表3 可以看出，3 种样品处理方法钙加标回收率及相对平均标准偏差无明显差异，均能满足测定要求，但从测定结果看微波消解方法处理样品测得回收率及RSD 更好一些，且微波消解方法处理样品操作更简单，省时省力，利于大批样品测定。因此选择微波消解方法处理样品。

2．4.2 方法精密度

取4 μg/mL 钙标准溶液按上述条件连续测定6次，结果见表4。

表4 钙检测方法精密度实验结果Table 4 The results of method precision for calcium element（n=6）

从表4 中对4 μg/mL 钙标溶液连续6 次的测定结果及RSD 值可以看出，本方法具有良好的精密度。

2．4.3 方法重现性试验

取混合均匀相同样品6 份，每份约0.5 g 按上述选定微波消解方法处理样品上机测定，结果见表5。

表5 钙检测方法重现性实验结果Table 5 The results of method precision for calcium element

从表5 中对6 份样品的检测结果及结果的RSD值可以看出本文中建立的钙元素检测方法具有很好的重现性，结果准确可靠。

3 结论

一般来说保健食品成分都很复杂，特别是元素分析干扰因素很多，其准确性、精密度及重现性在很大程度上取决于样品的处理方法，因此样品处理对元素分析尤为重要。相对于GB/T 5009.92—2003 食品中的钙的测定[7]中湿法消解及GB 5413.21—2010 食品安全国家标准中婴幼儿食品和乳品中钙、铁、锌、钠、钾、镁、铜和锰的测定[5]——干灰化法消解样品，本研究建立的保健食品中钙元素的测定——微波消解处理样品具有操作简便、快速、结果准确可靠、环境污染小等优点，可以大大缩短检验时间，适合大批量样品的测定。在本实验研究范围内钙元素具有良好的线性关系、回收率及重现性等，已运用于某些胶囊剂、冲剂、片剂及液体钙等保健食品中钙元素的检测。

[1] 王开强.钙片中钙含量的测定实验的改进[J].琼学院学报,2011,18(2):45-46

[2] 陈锋.AAS 法测定葡萄糖酸钙注射液的含量[J].海峡药学,2009,21(1):57-58

[3] 杨继远,袁仲,侯雪梅.我国人口的缺钙现状及改善措施[J].郑州轻工业学院学报:自然科学版,2001,16(1):71-73

[4] 何小琴,丁双胜.家庭新型离子补钙剂的初探[J].甘肃联合大学学报:自然科学版,2009,23(7):149-150

[5] 中华人民共和国卫生部．GB5413.21—2010 食品安全国家标准：婴幼儿食品和乳品中钙、铁、锌、钠、钾、镁、铜和锰的测定[S]．北京：中国标准出版社出版:1-4

[6] 中华人民共和国, 国家质量监督检验检疫总局．GB/T13885—2003/ISO 6869：2000 动物饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠和锌含量的测定原子吸收光谱法[S].北京:中国标准出版社出版:1-5

[7] 中华人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会． GB/T 5009.92—2003 食品卫生检验方法 理化部分(一)：食品中钙的测定[S]．北京：中国标准出版社出版,2003：655-660

[8] 李敏,王美涵,刘宁，等.火焰原子吸收法测定补钙制品中的钙及其干扰抑制[J].中国公共卫生,2001,17(8):759-760