火焰原子吸收光谱法测定不同产地枣果中的矿质元素

杨卫民++杜京旗++赵君

摘要：通过正交法确定火焰原子吸收光谱法的试验参数，测定不同产地枣果及木枣皮花青素粗提物中矿质元素的含量。用正交法考察了TAS-990原子吸收分光光度计的灯电流、乙炔流量、燃烧器高度、光谱带宽等4个重要工作参数，确定了测量钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）等7种矿质元素的最佳工作参数。结果表明，5种枣果中矿质元素的含量差异明显，柳林木枣、台湾牛奶枣、新疆灰枣、河北赞皇枣、新疆和田骏枣、柳林木枣皮花青素粗提物中矿质元素K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn的含量分别为：745.75、745.62、694.70、739.35、721.30、1 567.54 mg/kg；16.65、16.65、58.35、141.65、225.00、16.65 mg/kg；24.00、18.65、13.35、21.85、16.50、70.18 mg/kg；60.20、51.90、50.95、50.95、41.65、60921 mg/kg；14.88、16.90、30.85、25.55、52.15、130.70 mg/kg；12.50、4.05、4.02、8.25、4.06、91.23 mg/kg；24.40、21.95、57.45、24.40、29.30、176.75 mg/kg。相对标准偏差（RSD）值均在10%以内，精密度良好；矿质元素加样回收率均达到95%以上，表现出较好的稳定性，符合试验要求。可以得出结论：5种不同产地枣果中7种矿质元素含量均较为丰富，其中柳林木枣K、Cu、Fe、Mg等4种元素含量较高；木枣皮花青素粗提物中7种矿质元素含量均明显高于其他5种枣果。

关键词：枣果；正交法；火焰原子吸收光谱法；矿质元素

中图分类号： S665.101文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）09-0331-03

我国枣资源十分丰富，枣果种类繁多，栽培面积已达100多万hm2，主要分布在黄河中下游的山西、陕西、河北、山东、河南5省及新疆的阿克苏地区。枣年产量100多万t，占世界总产量的99%，优质无公害鲜枣有近100%的国际贸易市场[1]。枣果不仅营养丰富、味道鲜美，而且具有独特的药用价值，为药膳珍品[2-3]。王军等研究表明，枣中含有丰富的矿质元素，如钾（K）、钙（Ca）、钠（Na）、镁（Mg）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、铁（Fe）等，它们的存在与大部分营养物质都有着密切的关系[4-5]。目前已有对个别枣果中矿质元素含量的测定研究，而有关不同地域的枣果中矿质元素含量的差异则鲜有报道。本研究测定了5种枣果以及木枣皮花青素粗提物中的7种矿质元素含量，同时研究了原子吸收分光光度计测定不同矿质元素的最佳工作条件、准确性、精密度及介质硝酸浓度对各元素测定结果的影响。

1材料与方法

1.1试剂与仪器

试剂：硝酸、高氯酸，国产分析纯；K、Ca、Mg，Fe、Mn、Cu、Zn国家标准溶液（1 000 μg/mL），由国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院提供。

仪器：TAS-990原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；乙炔气钢瓶、KY-1型K、Ca、Mg，Fe、Mn、Cu、Zn空心阴极灯（北京曙光明电子光源仪器有限公司）；JD-200-3型电子天平（沈阳龙腾电子有限公司）；ZY-121203型中扬超纯水机（北京中扬永康环保科技有限公司）；KDN-04型消化炉（上海新嘉电子有限公司）；DS-T250型高速多功能粉碎机。

试验材料：柳林木枣、台湾牛奶枣、新疆灰枣、新疆和田骏枣、河北赞皇枣，购买于山西省吕梁市集贸市场。

1.2正交试验确定枣中矿质元素的操作条件

1.2.1标准系列溶液的配制K标准系列溶液的配制：取K标准溶液（1 000 μg/mL）1.00 mL置于1 000 mL容量瓶中，用7%HNO3 稀释定容至刻度，摇匀；分别取0.00、2.50、5.00、750、10.00 mL置于5个25 mL容量瓶中，用7%的HNO3定容至刻度，摇匀，即得标准系列浓度0.00、0.10、0.20、030、0.40 μg/mL。其他标准系列溶液的配制方法同K。Ca为000、2.00、4.00、6.00、8.00 μg/mL；Mg为0.00、0.10、0.20、0.30、0.40 μg/mL；Fe为0.00、0.50、100、3.00、5.00 μg/mL；Mn为0.00、0.50、1.00、1.50、2.00 μg/mL；Cu为0.00、0.50、1.00、2.00、3.00 μg/mL；Zn为0.00、0.10、020、0.30、0.40 μg/mL。

1.2.2设计正交表根据TAS-990原子吸收分光光度计操作使用说明书和参考相关文献，用已配好的K、Ca、Mg，Fe、Mn、Cu、Zn标准系列溶液中的0.5 μg/mL作为仪器操作条件选择的试验溶液，空白对照用7%HNO3溶液。随机选择各因素各水平，用L9（34）正交表[6]考察灯电流（mA）、乙

炔流量（mL/min）、燃烧器高度（mm）、光谱带宽（nm）对测定结果的影响，因素水平见表1。1.2.3吸光度的测定根据正交表L9（34）设计方案，调节TAS-990原子吸收分光光度计各工作参数，设定K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn吸收波长分别为 766.5、422.7、285.2、248.3、279.5、324.7、213.9 nm。空气压力均为0.24 MPa，乙炔压力、空气流量分别为005 MPa、6.0 L/min。对灯电流、乙炔流量、狭缝宽度、燃烧器高度等4个因素按照表L9（34）进行不同的组合，并进行吸光度的测定。

1.3不同地域枣果中矿质元素含量的测定

1.3.1器皿处理和样品消解用20%HNO3浸泡玻璃器材24 h以上，再用超纯水充分冲洗，于60 ℃烘箱干燥后备用。准确称取5种枣粉、木枣皮花青素粗提物各2.0 g，各3份，置于 250 mL 的烧杯中，分别加入30 mL混酸（硝酸 ∶高氯酸= 4 ∶1）后作封口处理，于室温下过夜。消化炉消解至无色近干，产物呈白色结晶状即可。再用7%硝酸溶解消解产物，定容至100 mL容量瓶中。

1.3.2矿质元素标准曲线的绘制根据各矿质元素最佳仪器工作条件，对K、Ca、Mg，Fe、Mn、Cu、Zn等7种矿质元素30种标准系列溶液进行逐一测定，自动生成标准曲线（表2）。

1.3.3样品的测定按照仪器操作参数，取样品各7份于10 mL的分样瓶中，共计105个待测分样瓶，依次进行测定，根据回归线性方程计算出矿质元素的含量。

1.3.4介质硝酸浓度对矿质元素测定的影响分别配制0.5 μg/mL各矿质元素的不同浓度（1%～10%）硝酸溶液，按照选定的最佳仪器工作条件，测定矿质元素含量。

1.3.5精密度与回收率精密度用相对标准偏差（RSD）衡量，精密度计算公式如下[7]：

回收率计算公式如下[8]：

回收率=（加标试样测定值-试样测定值）/加标量×100%。

2结果与分析

2.1正交试验方案的确定

2.1.1正交试验方案与结果正交试验的方案与试验结果见表3，计算结果见表4。

2.1.2正交试验结果分析对于多种的因素，比较各水平指标，根据吸光度高低确定最佳条件。对表4所列数据进行综合分析，确定各元素测定条件的最佳组合，详见表5。

结合L9（34）正交设计的方案，考察了TAS-990原子吸收分光光度计灯电流、乙炔流量、燃烧器高度、光谱带宽4个对测量结果影响较大的仪器工作参数，确定了测量K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7种矿质元素的较好仪器工作参数，详见表5。

2.2枣果中矿质元素含量

按照选定的最佳仪器操作条件，测定了5种枣和木枣皮花青素中矿质元素的含量。从表6可知，5种枣中均含有丰富的K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn。其中柳林木枣K、Cu、Fe、Mg含量最高；和田骏枣Mn、Ca含量最高；新疆灰枣Zn含量最高。

不同产地的枣果中矿质元素含量有一定的差异，其中K、Ca、Mg、Fe含量差异较大。从表6中发现，木枣皮花青素粗提物中6种矿质元素含量均高于木枣果品，由此可见，枣中矿质元素大多富集在枣皮中。

素粗提物91.23130.7070.181 567.5416.65609.21176.75

2.3介质硝酸浓度对矿质元素测定的影响

介质硝酸浓度在较低范围（1%～10%）内，对各矿质元素测定结果影响可忽略不计，本试验选用的测定介质为7%的硝酸，结果见表7。

表7硝酸浓度对矿质元素测定的影响

元素含量（μg/mL）K0.500 0±0.000 2Ca0.500 0±0.000 9Mg0.500 0±0.006 3Fe0.500 0±0.001 3Mn0.500 0±0.000 8Cu0.500 0±0.000 6Zn0.500 0±0.000 8

2.4精密度与回收率

根据精密度计算公式，对各样品均做3次平行测定，其结果见表8。结果表明，各元素测定数据相对标准偏差（RSD）均在10%以内，精密度良好，符合测定要求。

3结论与讨论

结合L9（34）正交设计的方案，考察了TAS-990原子吸收分光光度计灯电流、乙炔流量、燃烧器高度、光谱带宽等4个对测量结果影响较大的仪器工作参数，确立了该仪器测量K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7种矿质元素的最佳参数。

柳林木枣、牛奶枣、新疆灰枣、赞皇枣、骏枣中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等7种矿质元素含量均较为丰富，但含量差异明显。其中柳林木枣中K、Cu、Fe、Mg等4种矿质元素含量最高，显示出柳林木枣果种的优良，这与柳林木枣生长在黄河的洪积土矿物质含量极为丰富的滩地密切相关。

与木枣果品相比较，木枣果皮花青素粗提物中有6种矿质元素含量明显增高，说明矿质元素大量富集在枣皮中；Ca含量相对偏低的原因可能与枣成熟时细胞壁中Ca流失有关。

7种矿质元素测定数据相对标准偏差（RSD）均在10%以内，精密度良好；平均回收率在96.2%～106.3%，均大于95%，表现出较好的稳定性。表明火焰原子吸收法测定枣果中矿质元素含量结果准确、可靠，符合试验要求。

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