正交实验法测定富硒北五味子中硒的含量

刘艳秀, 可成友

(沈阳化工大学 制药与生物工程学院， 辽宁 沈阳 110142)

正交实验法测定富硒北五味子中硒的含量

刘艳秀, 可成友

(沈阳化工大学 制药与生物工程学院， 辽宁 沈阳 110142)

测定富硒北五味子中硒的含量，并优化仪器测定条件.以吸光度为评价指标，以氢化物发生-原子吸收光谱法为测定手段，采用正交实验方案对富硒北五味子中硒含量测定方法进行条件优选.结果表明：载液质量分数1 %，还原剂质量分数1 %，原子化温度810 ℃，载流流速280 mL/min为最佳条件.硒质量浓度在0～40.0 μg/L范围内，吸光度与质量浓度具有良好的线性关系，相关系数R=0.999；精密度RSD为1.8 %；样品平均回收率为99.6%.该法操作简便、结果准确，可用于测定富硒北五味子中硒的含量.

富硒北五味子； 硒； 氢化物发生-原子吸收光谱法； 正交实验

五味子为木兰科植物Schisandrachinensis(Turcz)Baill的果实，其果实中富含的木脂素成分具有补肾、益气、生津、止泻等作用[1-2].进入21世纪后，我国已把五味子列为保健食品原料[3].近年来，功能性食品在国际上已经掀起热潮，随之也出现了一些如五味子功效饮料、五味子酒等多种关于五味子的功能性食品，可见其食用、保健用价值正逐步为人们所重视.其中北五味子是著名的滋补性中药，因主产于我国东北各地，又称辽五味子[3-7]，然而我国东北三省及内蒙古等地为缺硒区，硒含量较低.

硒是人体必需的微量元素，具有防癌抗癌作用，但过量摄入又会对人体造成毒害.随着人们健康意识和需求的增强，目前，不少种类的富硒保健品和富硒食品大量涌入市场，因此，这些保健品和食品中硒的检测具有很重要的意义.由于硒是一种易挥发性元素，硒的测定大多采用荧光法、分光光度法、石墨炉原子吸收法和氢化物发生-原子吸收法[8-16].荧光法是测定硒的经典方法，具有较高的灵敏度，但因样品需萃取浓缩，操作繁琐，费时，易污染[9]；石墨炉法灵敏度虽高，但存在严重的基体干扰，且易挥发损失，常需要加入适当的基体改进剂以提高硒的挥发温度，消除基体干扰[6].本文采用正交实验方案对氢化物发生-原子吸收光谱法测定人工富硒的北五味子中硒的条件进行优化，对富硒北五味子质量控制具有重要指导价值.

1 仪器与试剂

1.1 仪 器

9602A型原子吸收分光光度计，沈阳华光精密仪器有限公司；硒高性能空心阴极灯，河北宁强光源有限公司；电子天平，上海伦捷机电仪表有限公司；植物组织粉碎机，河北黄骅齐家务科学仪器厂.

1.2 试 剂

硒标准储备溶液：1 000 mg/L硒国家标准溶液(国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院)；硝酸和高氯酸为优级纯；盐酸、硼氢化钾、氢氧化钠为分析纯；实验用水为去离子水；富硒五味子样品由课题实验田人工栽培种植并富硒.

2 实验方法

2.1 标准溶液的配制

精确移取1.00 mL的标准储备液置于1 000 mL容量瓶中用3.0 mol/L的盐酸稀释至刻度，摇匀，配制成1.0 mg/L的硒标准溶液，再移取4 mL上述1.0 mg/L的硒标准溶液置于100 mL容量瓶中用3.0 mol/L的盐酸稀释至刻度，摇匀，配制成40 μg/L的硒标准溶液.

2.2 KBH4的配制

称取KBH40.5 g、1.0 g、1.5 g分别与0.3 g氢氧化钠置于3个100 mL容量瓶中，均用纯化水溶解并稀释至刻度，摇匀，即得质量分数分别为0.5 %、1.0 %、1.5 %的 KBH4溶液.

2.3 HCl的配制

量取浓盐酸2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL分别置于3个200 mL容量瓶中，均加纯化水稀释至刻度，摇匀即得质量分数分别为1.0 %、1.5 %、2.0 %的盐酸溶液.

2.4 正交实验

该实验正交实验因素及水平的选定以40 μg/L的硒标准溶液为测定液，选取测定的载液(HCl)质量分数、还原剂(KBH4)质量分数、载流流速、氢化物温度为考察的主要因素，以测得的吸光度为考察指标，进行4因素3水平L9(34)正交实验(见表1).在波长：196.0 nm；灯电流1：8.0 mA，灯电流2：8.5 mA；光谱通带：0.4 nm的条件下测定吸光度.

表1 因素与水平

3 结果与分析

3.1 正交实验结果

以40 μg/L的硒标准溶液为测定液，测定9种条件下的吸光度(每个水平均测定5次)，其结果见表2.

表2 正交实验结果

3.2 正交实验结果分析

以吸光度为指标，进行正交分析，得出极差R(见表2)，对因素影响主次进行分析，计算结果如表3所示.

表3 正交实验方差分析

用方差分析方法分析正交实验结果，可以得出如下几点结论：

(1) 关于显著性的结论：P=0.000<0.05，可见载液，还原剂，温度，载流均在α=0.05水平上显著.以吸光度为考察指标，由表2中的极差R值大小显示，各因素作用主次为温度>载流 >还原剂>载液.

(2) 吸光度随各因素的变化趋势见图1～图4(用表2中的K1,K2,K3值标绘).

图1 载液-吸光度

图2 还原剂-吸光度

图3 温度-吸光度

图4 载流-吸光度

由图1可见，吸光度随载液质量分数的增加变化不大；由图2可见，还原剂在质量分数为1.0 %之前时，吸光度一直都是处于上升阶段，而过1.0 %后，随着还原剂质量分数的增加，吸光度反而有所降低.其原因是还原剂质量分数太小硒还原不完全，灵敏度下降；质量分数太大则产生大量氢气，稀释硒原子蒸汽，灵敏度亦下降；由图3可见，温度在810 ℃之前时，吸光度一直都是处于上升阶段，而过810 ℃后，随着温度的增加，吸光度反而有所降低.温度过低氢化物的原子化效率低，温度过高使气体过度膨胀，稀释了氢化物；由图4可见，载流流速越大吸光度越大.载气流量太小不能迅速将氢化硒气体带入原子化器.

(3) 最佳测定条件的选择.通过正交设计得出测定富硒五味子的最佳条件为：载液质量分数1 %，还原剂1 %，温度810 ℃，载流流速280 mL/min. 由表3方差分析可知，各因素作用主次为温度>载流流速>还原剂>载液，与直观极差分析结果完全吻合.

3.3 最佳测定条件的验证实验

为考察上述最佳测定条件的可靠性，按该测定条件进行验证实验.

3.3.1 样品溶液的制备

精密称取0.5 g样品置于100 mL的三角烧瓶中，均匀加入5 mL浓HNO3盖上小漏斗冷消过夜.次日均匀加入10 mL HNO3和2.5 mL HClO4，在100 ℃电热板上消解40 min再调至180 ℃消化，剩余1 mL左右时仍有浅黄色，补加4 mL浓HNO3和1 mL HClO4仍旧180 ℃消化，剩余1 mL左右时取下冷却后各加5 mL盐酸(3 mol/L即1∶1)，同时把6价硒还原为4价，剩1 mL左右时取下冷却.用盐酸(3 mol/L)分多次移液到50 mL的容量瓶中，并用此浓度的盐酸定容待测，同时做试剂空白.

3.3.2 标准工作曲线的绘制

从配好的1.0 mg/L的硒标准溶液中分别精确移取0、0.5、1.0、2.0、4.0 mL 置于100 mL容量瓶中用3.0 mol/L的盐酸定容，摇匀得到0、5.0、10.0、20.0、40.0 μg/L的系列标准硒溶液，放置30 min后分别在最佳测定条件下测定,吸光度值依次为：0.01、0.091、0.183、0.368、0.739.以吸光度A为纵坐标，质量浓度ρ为横坐标绘制工作曲线，得回归方程为：y=0.183 4x+0.031 1,R=0.999 9，表明硒质量浓度在0～40.0 μg/L范围内，吸光度与质量浓度具有良好的线性关系.

3.3.3 重复性

照样品溶液制备方法，取同一批样品重复测定6次，相对标准偏差RSD为1.8 %；结果表明重复性良好.

3.3.4 加标回收率

取同一批样品9份分别置于9个100 mL的三角烧瓶中，按样品处理法进行前处理，然后用盐酸(3 mol/L)把9份处理过的样品移到50 mL的容量瓶中，再按高中低分别滴加2.1中1.0 mg/L的硒标准溶液1.5、1.5、1.5、2.0、2.0、2.0、2.5、2.5、2.5 mL，作为回收率用溶液；用2.1中40 μg/L的硒标准溶液作为对照溶液,结果见表4.

表4 加标回收率实验结果

3.3.5 样品测试结果与分析

按上述方法检测用不同富硒方法所得3批富硒五味子中硒含量分别为2.476 μg/g、2.593 μg/g、2.604 μg/g.实验结果表明:用氢化物发生-原子吸收光谱法测定五味子中硒含量可行，具体实验条件要依据不同实验方法来确定.

4 结 论

该法筛选的用氢化物发生-原子吸收光谱法测定五味子中硒含量的最佳条件是可靠的，结果表明：该方法简便、快速、准确、灵敏度高、精密度好，为其他中药材中微量元素硒的测定提供了方法借鉴.其标准工作曲线线性范围为0～40 μg/L，R=0.999 9，平均回收率为99.6%，测定效果良好.

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Determination of Selenium in Selenium-enriched Fructus Schisandrae Chinensi by Orthogonal Experiments

LIU Yan-xiu， KE Cheng-you

(Shenyang University of Chemical Technology， Shenyang 110142， China)

Determines the selenium content of selenium-enriched fructus Schisandrae chinensi,and optimizes the condition of determination.The condition of determination was studied by choosing absorbance as evaluation data,hydride generation atomic absorption spectrometry as test means,and using orthogonal experiment scheme is to optimize the conditions on the determination method of selenium content in Fructus schisandrae chinensis.The carrier liquid concentration of 1 %,the concentration of the reducing of 1 % atomization temperature of 810 ℃,and carrier flow rate of 280 mL/min were the best conditions.Selenium concentration in the range of 0～40.0 μg/L,had a good linear relationship between the absorbance and the concentration,the correlation coefficientR=0.999;precision RSD was 1.8 %;the average recovery was 99.6 %.The method is simple,accurate,and can be used for the determination of selenium in selenium enriched Schisandra chinensis.

selenium-enriched fructus schisandrae chinensi； selenium； hydride generation atomic absorption spectrometry； orthogonal experiments

2013-11-17

刘艳秀(1988-)，女(满族)，辽宁铁岭人，硕士研究生在读，主要从事中药现代化方面的研究.

可成友(1958-)，男，辽宁沈阳人，教授，博士，主要从事中药现代化方面的研究.

2095-2198(2015)02-0123-05

10.3969/j.issn.2095-2198.2015.02.006

TQ255

A