中国大豆主要矿质元素含量特征与分析评价

虞晓凡　蒋高明

摘要：采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）法，对32省（市、自治区，除港澳）的大豆样品进行全定量分析，研究中国不同产地大豆矿质元素含量及分布特征，并采用SPSS主成分分析和聚类分析对其元素进行评价。结果表明，不同产区大豆中元素K、Mg、P、S含量相对稳定，而Fe、Zn、Mn、Cu地区间差异较大；大豆籽粒元素含量依次为K>S>P>Mg>Ca>Fe>Zn>Mn>Cu。不同元素之间存在一定的相关关系；利用主成分分析法将9种元素综合为3个主成分，聚类分析将不同地区分为2个类群，表明不同产地大豆矿质元素含量存在差异性。

关键词：ICP-MS；大豆；矿质元素；主成分分析；聚类分析

中图分类号：S565.1 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2015）01-0021-05

Abstract To study the content and distribution characteristics of mineral elements in soybean from different areas of China， the samples from 32 provinces （cities， autonomous regions， except for HongKong and Macao） were conducted quantitative analysis via ICP-OES technique and the data were evaluated using SPSS principal component and cluster analysis. The results showed that contents of K， Mg， P and S from different regions were relatively stable， while those of Fe， Zn， Mn and Cu had large differences. The mineral element contents in soybean were in the order of K>S>P>Mg>Ca>Fe>Zn>Mn>Cu，and there were certain correlations between different elements. Using principal component analysis， 9 kinds of elements were synthesized into 3 principal components， and 32 areas were divided into 2 groups by cluster analysis. It indicated that the mineral element contents in soybean from different regions were various.

Key words ICP-OES； Soybean； Mineral elements； Principal component analysis； Cluster analysis

中国是大豆原产国，有着5 000多年的种植历史。我国传统饮食讲究“五谷宜为养，失豆则不良”。大豆籽粒中含有约40%的蛋白质和20%的脂肪，并富含各类矿质元素，是兼具经济和营养价值的优质高效作物[1，2]。我国盛产大豆，并且产区跨度大，不同地域的土壤、气候、水质及种植条件等因素均会影响大豆籽粒中矿质元素的含量。

2011年转基因大豆占据全球转基因作物种植面积的47%（7 540万公顷），同年，中国大豆进口量达到5 000万吨，2012年大豆播种面积下降至717万公顷[3]。转基因大豆严重冲击着中国的大豆市场。为充分了解目前市售大豆的矿质元素含量，本实验收集全国共32省（市、自治区，除港澳）共38份大豆样品进行分析，为开展大豆矿质营养研究，促进大豆开发与利用，保护大豆种质资源提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 大豆来源

在全国7个地区（东北、华北、华东、华中、华南、西北、西南）32个省（市、自治区）县级以上市场、超市或者农家随机采购大豆样品共38份。

1.2 样品处理

大豆用去离子水冲洗数次，放入烘箱烘干至恒重，用不锈钢粉碎机粉碎后过100目筛，备用。

1.3 实验仪器及试剂

iCAP 6000系列电感耦合等离子体发射光谱仪（美国Thermo公司）；Mars6 高通量密闭微波消解系统（微波消解仪，美国CEM公司）；ALC-11.4电子分析天平（德国Sartorius公司）；Milli1Q超纯水（美国Millipore公司）。

待测元素钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、磷（P）、硫（S）、铁（Fe）、锌（Zn）、锰（Mn）、铜（Cu）标准储备液（国家标准物质中心）；硝酸、过氧化氢均为分析纯。

1.4 测定方法

元素含量测定采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）法。样品测定均重复3次。

1.5 数据处理与统计

数据处理采用Microsoft Excel 2003和SPSS 18.0统计软件。

2 结果与分析

2.1 大豆主要矿质元素含量特征

如表1所示，对38份大豆样品9种元素分析结果表明，大豆中K、Mg、P、S元素含量变化较小，相对稳定，变异系数分别为5.89%、9.11%、10.28%、5.30%，而Ca、Fe、Zn、Mn、Cu含量变化较大，变异系数分别为24.24%、60.42%、34.29%、27.01%、77.91%。元素含量依次为K>S>P>Mg>Ca>Fe>Zn>Mn>Cu。endprint