电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定泡菜在腌渍过程中矿物质元素的含量变化

叶 峻

(成都师范学院 化学与生命科学学院，成都 611130)

电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定泡菜在腌渍过程中矿物质元素的含量变化

叶 峻

(成都师范学院 化学与生命科学学院，成都 611130)

按四川传统方式制作泡菜，用硝酸-过氧化氢作消解剂，微波消解预处理样品，电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定泡菜制作过程中样品的钾、钠、钙、镁、锌、铁、铜、硒、镉、铅、铬等12种矿物质元素的含量变化。结果表明，在乳酸自然发酵环境下，蔬菜腌渍的前5 d，除钠外，所测6种样品中钙、镁、锌、铁、铜等11种矿物质元素含量均大幅度降低，致使泡菜软化；且组织结构相近的不同种蔬菜经过较长时间腌制后，各矿物质元素含量基本一致。

泡菜；腌渍；电感耦合等离子体发射光谱法；矿物质元素

前言

具有“国家农产品地理标志”的四川泡菜，作为国内名优发酵食品，不仅咸酸适度，脆嫩芳香、清爽、开胃，且富含人体必需的多种维生素、氨基酸、粗纤维素等营养素，并易于储存，取食方便。其特有的活性乳酸菌，能调节人体肠道微生态平衡，促进营养物质的吸收，具有增进食欲、降低血脂和预防高血压、糖尿病等保健功效[1]，是深受人们喜爱的佐餐必备与营养休闲食品，已出口到英、美、澳等20多个国家。

目前，国内外关于泡菜的研究主要集中在发酵过程中亚硝酸盐含量、乳酸菌种群变化和制作工艺、保健功能及有关酶等方面[2-5]。针对在较强乳酸(pH=3.0左右)发酵环境下，泡菜中微量元素含量、形态变化及其对营养评价影响方面的相关研究鲜有报道。为保障泡菜食品的安全、营养与科学食用，亦需对泡菜腌渍的各种变化进行深入研究。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Icap-6300型电感耦合等离子体发射光谱仪(美国Thermo Fisher公司)；MD6C(N)型微波消解系统(上海奥谱勒仪器有限公司)。

盐酸、氢氧化钠为优级纯，硝酸、过氧化氢为分析纯，均为成都市科龙化工试剂厂产品；水为超纯水。

1.2 仪器工作参数

电感耦合等离子体发射光谱仪工作功率：1 100 W；进样系统：石英旋流雾化器，3通道蠕动泵；雾化器流量：0.55 L/min；辅助气流量：0.50 L/min；冲洗泵转速：50 r/min；分析泵转速：50 r/min；泵稳定时间：5 s；等离子观测方式：双向观测；校准模式：外标法。

1.3 样品制备

按四川传统泡菜制作方法，制作腌渍盐水(5 kg水+400 g食盐+10 g白酒+20 g花椒+30 g生姜+30 g海椒+适量老盐水)。蔬菜市场购置：芹菜(本地小芹菜，去叶)、莴笋(去皮)、红皮萝卜、豇豆、红辣椒、生姜等制作泡菜常用生鲜蔬菜，清洗、沥水后切成小条状放入陶坛中，于室温下自然发酵腌渍。每间隔一定时间分别采取各蔬菜泡菜样品，密封、冷藏保存；并集中在95 ℃下，干燥6 h制成样品，待用。

1.4 样品前处理

取烘干后的泡菜样品0.1 g(精确至0.000 1 g)于微波消解罐中，加入5.0 mL浓硝酸、1.0 mL过氧化氢(30%)，置于微波消解系统中进行消解(功率：1 000 W)：120 ℃消解10 min后，再160 ℃消解7 min。消解完全后用超纯水定容至25.0 mL，并做相应的空白实验。

1.5 样品测定

取各标准储备溶液(购自国家标准物质中心)用硝酸(2%)稀释成不同浓度的混合标准溶液，以硝酸(2%)作为空白，运用ICP-OES法测定K、Na、Ca、Mg、Zn、Se、Fe、Cu、Cd、Cr、Pb等12种元素，测定的线性回归方程、相关系数和经预处理后的样品液中各矿物质元素含量[6-7]，每个样品分析3个平行样，取平均值(表1)。实验器皿均用硝酸(20%)溶液浸泡24 h后使用。

表1 方法的回归方程、相关系数及检出限

2 结果分析与讨论

2.1 钠含量的变化

随腌渍时间的延长，样品(以干重计)中钠含量逐渐增大(吸附腌渍水中的食盐)，基本在腌渍5 d后即达到平衡。同时，发现组织结构相对疏松、含水量较多的芹菜、莴芛、红皮萝卜吸附钠较多；而组织结构相对紧实、含水量较少的红椒、生姜吸附钠相对较少。表明制作泡菜时，应根据蔬菜原料组织结构进行分坛腌渍，更利于制作盐量适当、可口的泡菜(见图1)。

图1 钠含量的变化Figure 1 The variation of sodium content.

2.2 钙含量的变化

在腌渍的前10 d，钙含量(以干重计)较高的豇豆、红皮萝卜中钙含量逐渐降低；而钙含量较低的红椒、生姜钙含量有所增加，且生姜中钙含量相对增加较多；但各样品均在腌渍10 d后钙含量趋近平衡，除红椒样品钙含量稍偏低外，其余各样品钙含量基本一致(见图2)。

图2 钙含量的变化Figure 2 The variation of calcium content.

2.3 钾、镁的含量变化

在腌渍过程中，样品(以干重计)中钾、镁具有相同的变化趋势，其含量均在第5 d左右降至最低，个别样品在第10 d时稍有增大，且各样品钾、镁含量均在10 d左右趋近平衡，且含量基本一致。表明蔬菜在腌渍的前5 d，钾(图3)、镁(图4)会较多溶出。

图3 钾含量的变化Figure 3 The variation of potassium content.

图4 镁含量的变化Figure 4 The variation of magnesium content.

2.4 锌、铁、铜的含量变化

样品(以干重计)中锌、铁、铜在腌渍过程中均具有相同的变化，其含量均在5 d左右降至最低，个别样品的锌、铁在第10 d时稍有回升并趋近平衡。最终除生姜中锌含量随腌渍时间延长又有所增高外，其余样品中锌、铁、铜含量渐趋一致。表明在腌渍过程中，蔬菜中的锌(图5)、铁(图6)、铜(图7)亦会有较多溶出，生姜可能有吸附锌的作用。

图5 锌含量的变化Figure 5 The variation of zinc content.

图6 铁含量的变化Figure 6 The variation of iron content.

图7 铜含量的变化Figure 7 The variation of copper content.

2.5 硒含量的变化

在腌渍的前5 d，样品(以干重计)Se含量相对较高的生姜、豇豆中硒有所降低，Se含量相对较低的芹菜、莴芛等在腌渍过程中，会从泡菜汁液中吸附一定量的Se。但在腌渍5 d后，各样品中硒含量在0.4 μg/g左右波动，原因不明(见图8)。

图8 硒含量的变化Figure 8 The variation of selenium content.

2.6 镉、铬的含量变化

在腌渍过程中，样品镉、铬含量的变化与铁、铜含量变化基本一致，在腌渍5 d时各样品镉、铬含量均降至最低，并趋稳定，含量一致，见图9。所测6种样品中，只有生姜(以干重计)样品中铬含量超过我国食品卫生标准，其余各样品中铬含量均很低，经过60 d的腌渍，生姜(以干重计)中铬含量由90.85 mg/kg逐渐降至6.80 mg/kg。

图9 镉含量的变化Figure 9 The variation of cadmium content.

2.7 铅、砷的含量变化

在所测6种样品中只有生姜、芹菜、莴芛中含有一定量的铅，且随腌渍时间延长而逐渐降低，在腌渍5 d时铅含量最低并趋稳定；而红皮萝卜、豇豆、红椒三种样品中均未检测到铅，且在腌渍过程中，亦未对铅产生吸附作用，见图10。

图10 铅含量的变化Figure 10 The variation of lead content.

3 结论

选用制作泡菜常用的芹菜、莴芛、红皮萝卜、豇豆、红辣椒、生姜等6种原料，在同一陶坛中按四川传统方式制作样品，运用微波消解预处理和ICP-OES法测定。结果表明：在乳酸(pH=3.0左右)自然发酵环境下，泡菜腌渍的前5 d，除钠含量增加较多外，其余所测11种矿物质元素含量均大幅度降低，并在腌渍后5 d或10 d左右趋于稳定，且各样品中同一矿物质元素含量基本一致。

蔬菜在腌渍过程中，由于果胶分解酶、聚半乳糖醛酸酶等生物软化酶对泡菜原料的分解作用[8-9]，使钾、钙、镁、锌、硒、铁、铜等多种矿物质元素释放而丢失较多，致使泡菜逐渐软化不脆。因此，为科学食用泡菜，腌渍时间不宜过长，最好是即腌即食，不仅微量元素损失少，脆度好，且亚硝酸盐含量低[10-11]，四川的滚水泡菜(又称“洗澡泡菜”，即将蔬菜在泡菜水中腌渍一、两天即可)很值得推荐。同时，应根据蔬菜原料组织结构的不同进行分坛腌制，以满足人们对酱腌菜的低盐、标准化要求。

[1] 陈功,夏有书,张其圣,等.从中国泡菜看四川泡菜及泡菜坛[J].中国酿造(ChinaBrewing),2010(8):5-8.

[2] 徐同成,祝清俊,王文亮,等. 泡菜加工质量的影响因素及其发展趋势[J].中国食物与营养(FoodandNutritioninChina),2010(2):33-35.

[3] 赵丽珺,齐凤兰,陈有容.泡菜研究现状及展望[J].食品研究与开发(FoodResearchandDevelopment),2006,25(3):21-23.

[4] 郑烔,黄明发. 泡菜发酵生产的研究进展[J].中国调味品(ChinaCondiment),2007(5):22-25.

[5] 陈芸芸,李巧云.传统泡菜发酵过程中主要成分的动态分析[J].漳州师范学院学报:自然科学版(JournalofZhangzhouNormalUniversity:Nat.Sci.),2009,33(2):112-117.

[6] 叶峻.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定根茎类蔬菜中12种矿物质元素及食用科学性研究[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2012,2(2):57-60.

[7] 叶峻.电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定不同品种山药中矿物质元素与对比研究[J].中国无机分析化学(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2014,4(4):60-61.

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[9] 余华. 四川泡菜腌制的影响因子及质量问题[J].成都大学学报:自然科学版(AcatScientiarumNaturaliumUniversitatisChengduensis),1996,15(2):5-8.

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Study on Content Variations of Mineral Elements for Pickled Vegetables in Its Production Process by ICP-OES

YE Jun

(AcademyofChemistryandLifeScience,ChengduNormalUniversity,Chengdu,Sichuan611130,China)

According to the traditional way of making pickled vegetables in Sichuan province, the pickled vegetable samples were pretreated by microwave digestion using nitric acid and hydrogen peroxide.The content variations of 12 mineral elements, including potassium, sodium, calcium, calcium, magnesium, zinc, iron, copper, selenium, cadmium, lead and chromium, were determined by inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy(ICP-OES) . The results show that in the first 5 days during the manufacturing process of pickle vegetable under the environment for natural fermentation of lactic acid, the contents of mineral elements such as Ca, Mg, Zn, Fe, etc. were all decreased dramatically except Na, which led to softening pickled vegetables. In addition, for a several kinds of vegetables which have similar organizational structures, after being salted for relative long time, the contents of each mineral element in them were close.

pickle; salting; ICP-OES; mineral elements

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.04.016

2016-03-16

2016-05-27

四川省教育厅科研项目(13ZA0293)；成都师范学院校级科研项目(CJYKT11-12)资助

叶峻，男，教授，主要从事光谱分析与食品安全的研究与教学。E-mail：2609490934@qq.com

O657.31；TH744.11

A

2095-1035(2016)04-0059-05