火焰原子吸收法分析花椒中锰、钙、锌、铁、镁

齐海燕，唐万侠，方奇

（齐齐哈尔大学化学与化学工程学院，黑龙江齐齐哈尔 161006）

火焰原子吸收法分析花椒中锰、钙、锌、铁、镁

齐海燕＊，唐万侠，方奇

（齐齐哈尔大学化学与化学工程学院，黑龙江齐齐哈尔 161006）

10个地区的花椒样品采用微波消解，利用火焰原子吸收光谱法测定了其中锰、钙、锌、铁、镁5种重金属元素的含量，结合聚类分析进行分析。在选定的实验条件下，利用标准曲线法分析测定花椒中锰、钙、锌、铁、镁5种重金属元素的含量，方法线性关系良好，其回收率分别为110.0%～120.0%，91.2%～103.7%，100.0%～120.0%，90.7%～112.0%，95.0%～110.0%。

花椒；火焰原子吸收光谱法；金属元素；聚类分析

花椒属芸香料植物，生长于我国多个地区，有野花椒和栽培花椒之分，主要品种为青花椒和红花椒［1］。其种皮具有使用价值，是一味重要的调味品，同时，药用历史悠久，主要用于治疗呕吐、腹泻、消肿等，外用可治疗湿疹痉痒、活血散癖，而且花椒对心血管系统、消化系统疾病的治疗及镇痛、镇静、抗炎、抑菌等方面均有较强的药理活性［2，3］。研究认为：花椒的功效除了与其含有丰富的营养成分和多种药理活性物质有关外，还可能与它含有多种微量元素相关。微量元素在药理活性中发挥重要的协同作用［4］，其中钙、镁、铁、锌、锰是必不可少的元素，如钙是骨骼的主要组成部分，镁离子是多种酶的辅因子和活化剂［5］，锌使人体的多种酶具备活性，起抗菌作用［6］，铁离子具有生理功能和广泛的生物学效应［7－9］，锰是许多酶的活化剂，是抑癌公认的重要元素［10］。对花椒中的无机元素进行研究分析有利于更好地了解花椒的药性和药用功效，对其的鉴定和利用提供了帮助和依据本文采用火焰原子吸收光谱法对10种花椒中的钙、镁、铁、锌、锰等金属元素进行测定，为研究不同种花椒的食用价值和药用价值提供微量元素含量的参考数据［11］，并利用其含量进行聚类分析处理，为花椒品质评价奠定基础。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

北京普析通用仪器有限责任公司TAS－990AFG原子吸收光谱仪，锰、钙、锌、铁和镁空心阴极灯。在实验中，为了提高测定的精密度采用峰面积测量方式。上海新仪微波化学科技有限公司MDS－2002A微波消解系统，带有压力测量系统，内衬式双层密封罐，消解液为3mL H2O2和6mL HNO3。收集并购买了10种不同产地的花椒（其中包括青花椒和红花椒），见表1。

表1 花椒原料及产地

1.2 实验方法

精密称取样品粉末0.5g，置于聚四氟乙烯（PTFE）消解罐内，再加入6mL浓硝酸和3mL过氧化氢，旋紧消解罐盖子，浸泡2h以上。将消解罐放置在微波消解仪内进行消解，消解参数见表2。

表2 消解参数

样品消解完全后取出冷却至室温，每个样品分4次进行消解。将消解液转移至烧杯中，用纯净水反复冲洗消解罐，冲洗液一并转移到烧杯，将烧杯放置在电热板上加热，蒸干溶液，去除多余的酸，最终将样品转移至100mL容量瓶中，并用纯水定容。试剂空白溶液制备方法同上。

测定方法：10种地区的花椒利用1.2.1项下方法处理后，利用火焰原子吸收法测定其中的锰、钙、锌、铁、镁5种元素的含量。火焰原子吸收光谱仪的工作条件见表3。

表3 仪器工作条件

1.3 聚类分析

利用元素含量的差异作为下一步聚类分析的数据。利用统计学软件SPSS 22.0做出聚类分析树形分析图［12］，进行聚类分析研究。

2 结果与讨论

2.1 标准方程及相关性系数

标准曲线法测量10个地区中铁、镁、锌、钙、锰5种元素的含量，其检出限、标准方程及相关系数见表4。

表4 元素测定的线性方程

结果表明：5种元素的标准曲线在实验浓度范围内有较好的线性关系，其线性范围分别为0～5，0～0.5，0～1.0，0～25，0～20μg／mL。

2.2 准确度考察

对10种样品进行测定，同时通过加标回收率的方法得到准确度。测定大凉山花椒中铁、镁、锌、钙、锰的回收率，测得回收率为90.0%～120.0%，见表5。

表5 回收率试验结果

2.3 样品分析

在上述的实验条件下，采用标准曲线法分别测定了10种花椒中铁、镁、锌、钙、锰5种元素的含量，结果见表6，其中重庆花椒中的铁、锌、钙含量较低。此结果真实可信，且说明此种方法有较好的准确性，方法可行。

表6 10种花椒中铁、镁、锌、钙、锰分析结果μg／g

2.4 聚类分析

花椒的地区种类较多，运用“物以类聚”的原则对样品进行分类分析。选用SPSS 22.0软件，利用Ward法（Ward＇s method），并用欧式距离的平方（squared Euclidean distance）为测度，对各个不同产地的花椒中5种金属元素含量数据进行聚类分析，以10种不同产地的花椒样作为样本进行编号，分别为四川大凉山（1）、陕西韩城（2）、山东青岛（3）、山东（4）、北京平谷（5）、陕西泾阳（6）、重庆（7）、河南驻马店（8）、甘肃合水（9）、辽宁（10）。以钙元素为例，见图1。

图1 Ca元素聚类分析

由图1可知，根据钙的含量可将10个地区的花椒分为4类。10个地区样品的聚类分析结果见表7。

表7 聚类分析结果

续 表

由表7可知，分别分析5种元素可把花椒样品分成4类，这说明花椒样中的有效成分及含量存在差异。

3 结论

采用原子吸收并结合聚类分析（cluster analysis），能够快速地对不同产地的花椒进行微量元素的检测和质量鉴别研究，该法具有方便、快捷、准确等优点，有一定的可靠性和实用性，具有广阔的应用前景。

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Determination of Mn，Ca，Zn，Fe，Mg in Zanthoxylum bungeanum by Flame Atomic Absorption Spectrometry

QI Hai－yan＊，TANG Wan－xia，FANG Qi
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China）

Take Zanthoxylum bungeanumfrom 10areas as the test samples，combine the cluster analysis with flame atomic absorption spectrometry to study the content of Mn，Ca，Zn，Fe，Mg in the samples.Under the optimum experimental conditions，the five elements are determined by the standard curve.All calibration curves show good linearity within test range.The metal elements＇recovery rates are 110.0%～120.0%，91.2%～103.7%，100.0%～120.0%，90.7%～112.0%，95.0%～110.0%respectively.

Zanthoxylum bungeanum；flame atomic absorption spectrometry；metal elements；cluster analysis

TS264.2

A

10.3969／j.issn.1000－9973.2017.04.026

1000－9973（2017）04－0116－03

2016－10－11 ＊通讯作者

黑龙江省自然科学基金项目（B2015016）；齐齐哈尔大学青年教师科学技术类科研启动支持计划项目（2014K－Z12）；黑龙江省教育厅项目（135109202）

齐海燕（1980－），女，讲师，博士，研究方向：应用化学。