微波消解火焰原子吸收光谱法测定香菜中的金属元素

曹叶霞，郭杨，李秋

(忻州师范学院，山西 忻州 034000)

微波消解火焰原子吸收光谱法测定香菜中的金属元素

曹叶霞，郭杨，李秋

(忻州师范学院，山西 忻州 034000)

采用微波消解样品，火焰原子吸收光谱法测定香菜叶及其茎中Ca，Mg，Zn，Mn，Fe 5种金属元素的含量。结果表明：香菜样品中5种金属元素标准曲线良好，其相关系数r>0.9969，空白试样的检出限<0.2 mg/L；香菜叶中各金属元素回收率在94.37%～98.09%之间，相对标准偏差RSD<2.5%；而香菜茎中各金属元素回收率>96.8%，相对标准偏差RSD<2.5%。该实验仪器简便快速、检出限低、准确可靠、分析速度快，可用于对香菜样品中各元素含量进行测定。

微波消解；火焰原子吸收光谱；香菜；金属元素

香菜(CoriandrumsativumL.)又名芫荽、胡荽、松须菜，为伞形科植物的带根全草[1]。香菜以全草入药，性温，味辛，功能解表，透发麻疹，内有驱风、健胃和刺激的作用，主要用于治疗麻疹、消化不良、感冒风寒、流行性感冒、发热头痛、痢疾下泻，还可以治疗高血压，外用有镇痛效果，还对某些食物中毒有解毒作用[2]。同时，香菜是一年生香辛叶类蔬菜，全草茎叶翠绿芳香，清脆鲜嫩，营养丰富，具有特殊的极强清香气味，是人类历史上药用和调味用最古老的芳香蔬菜之一，是药食同功的保健美食。香菜的这些药用和保健作用与其所含有的金属元素有直接关系[3]，金属元素对人体免疫能力有着重要的作用，维持着人体正常的新陈代谢及生命活动，香菜中含有多种金属元素，每天可以选择食用作为金属元素的补充。

目前，测定食品中矿物质元素的检测方法有很多[4-8]，但是样品处理速度已成为制约分析速度的瓶颈。微波消解技术[9-17]是一种简便快速的样品处理技术，关于用微波消解法处理样品的报道不少，测定的样品有几十种，但没有文献运用微波消解-火焰原子吸收法处理测定香菜样品。因此，本实验通过微波消解火焰原子吸收光谱法对香菜样品进行研究，微波消解能直接穿透香菜样品内部，同时加热，消解罐内温度较高，压强较大，在此条件下混酸的氧化效果极好，香菜样品可以被完全消化，且所加的混酸体积较少，污染较低。两种方法有效结合，简便快速，可以作为研究样品的处理方法，值得推广。

1 实验部分

1.1 样品来源

香菜：购买于忻州市蔬菜市场。

1.2 试剂及仪器

硝酸(GR)：购于国药集团化学试剂有限公司；Ca，Mg(标准值1000 μg/mL)：购于国家有色金属及电子材料分析测试中心；Fe，Mn，Zn(标准值100 μg/mL)：购于国家标准物质研究中心。过氧化氢、高氯酸等均为分析纯。实验用水都为二次蒸馏水，乙炔气体，消解罐用10%体积的硝酸浸泡，其他仪器均用二次蒸馏水清洗备用。

SL-500A型高速多功能粉碎机 浙江省永康市松青五金厂；Mettler Toledo AL204电子分析天平 上海梅特勒-托利多仪器有限公司；MSD-6G多通量微波消解/萃取系统 上海新仪微波化学科技有限公司；AA-6300原子吸收光谱仪 日本岛津公司；DK-11型1000 W单联万用电炉 天津天泰仪器有限公司；KQ-C玻璃仪器气流烘干箱 巩义市予华仪器有限责任公司；SY1O1S-2电热鼓风干燥箱 天津市三水科学仪器有限公司；KDM型调温电热套 山东鄄城光明仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 香菜样品预处理

将新鲜香菜样品清洗之后，自然晾干。茎叶分离，用高速多功能粉碎机分别粉碎，过60目筛，收集到干燥洁净的试剂瓶中保存，贴上标签待用。

精确称量香菜叶粉末2份、茎粉末2份各若干(见表1)，置于洁净的4个微波消解罐中，各加入8 mL硝酸、2 mL过氧化氢，静置一段时间，待混酸与香菜样品完全混合后，按照微波消解仪消解参数(见表2)。消解完毕之后，将消解罐内叶、茎预处理溶液分别倒入2个洁净的烧杯中，并放在2个电热套上进行赶酸，除去剩余的混酸，待烧杯内溶液约为1～5 mL时，赶酸基本完毕，之后用二次蒸馏水将样品溶液定容到50 mL容量瓶中，分别得到香菜叶、茎样品溶液。同时制备香菜叶、茎的空白溶液。

表1 消解样品质量Table 1 The weight of digested samples g

表2 微波消解条件Table 2 Conditions of microwave digestion

1.3.2 标准溶液的配制

分别精确移取5.00 mL Ca，Mg，Fe，Mn，Zn标准溶液于5个洁净的50 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释定容至刻度，得到Ca，Mg浓度为100 μg/mL，Fe，Mn，Zn浓度为10 μg/mL的标准储备溶液。精确移取2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL的Ca标准储备液置于100 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释定容至刻度，得到Ca元素的标准溶液浓度为2，4，6，8，10 mg/L；精确移取0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mL的Mg标准储备液置于100 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释定容至刻度，得到Mg元素的标准溶液浓度为0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mg/L；精确移取4.00，6.00，8.00，10.00，12.00 mL的Fe标准储备液置于25 mL比色管中，用蒸馏水稀释定容至刻度，得到Fe元素的标准溶液浓度为1.6，2.4，3.2，4.0，4.8 mg/L；精确移取1.00，2.00，4.00，6.00，8.00 mL的Mn标准储备液置于25 mL比色管中，用蒸馏水稀释定容至刻度，得到Mn元素的标准溶液浓度为0.4，0.8，1.6，2.4，3.2 mg/L；精确移取1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL的Zn标准储备液置于25 mL比色管中，用蒸馏水稀释定容至刻度，得到Zn元素的标准溶液浓度为0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mg/L。

2 实验结果

2.1 线性回归方程及检出限

火焰原子吸收光谱仪具有同步背景校正功能，选择谱线干扰少、灵敏度高、背景低的分析线工作，各金属元素的测定条件见表3。

表3 仪器的工作条件Table 3 Working conditions of instruments

通过火焰原子吸收光谱仪对以上所配制的每种元素标准系列溶液依次进行测量，分别得到以上步骤中所配制的每种金属元素溶液的线性方程与相关系数；对之前处理得到的空白溶液中各金属元素重复检测11次，通过计算得到空白试剂中各金属元素的标准偏差，三倍标准偏差与线性方程斜率之比即为空白试剂中各金属元素的检出限数值。各种元素测定结果见表4。

表4 线性回归方程、相关系数和检出限Table 4 Linear regression equations, correlation coefficients and detection limits

结果显示：5种元素线性关系良好，相关系数r>0.9969，5种元素的检出限均低于0.2 mg/L 。

2.2 精密度实验

精确称量香菜叶样品5份，每份约1.0000 g，分别按照1.3.1实验步骤进行样品微波消解处理，然后测定其中各元素的吸光度，并计算香菜叶样品中每种元素的含量和相对标准偏差(RSD)，实验结果见表5。使用相同的实验方法对香菜茎样品再次进行重复性实验，实验结果见表5。

表5 样品精密度实验结果Table 5 The precision experimental results of samples μg/g

测定结果显示：香菜叶、茎样品中各金属元素的平均含量分别不同，对比香菜样品金属元素含量可得：香菜叶样品中5种元素平均含量都多于香菜茎样品，样品中钙、镁含量相对较多，铁、锰、锌含量相对较少，其中香菜叶样品中各金属元素相对标准偏差RSD<2.5%，香菜茎样品中各金属元素相对标准偏差RSD<2.5%。

2.3 回收率实验

精确称量香菜叶样品3份，每份约1.0000 g，然后微波消解处理，分别加入标准溶液适量，平行3份，按照1.3.1实验步骤、2.1实验步骤测定香菜叶加标样品，计算香菜叶加标样品中每种元素的回收率和相对标准偏差，实验结果见表6。

表6 香菜叶回收率实验结果Table 6 The recovery experimental results of leaves of coriander

使用同上实验方法再次测定香菜茎加标样品中各元素的回收率及相对标准偏差，实验结果见表7。

表7 香菜茎回收率实验结果Table 7 The recovery experimental results of stems of coriander

结果显示：香菜叶加标样品回收率在94.37%～98.09%之间，相对标准偏差RSD<2.5%。香菜茎样品回收率在94.43%～98.31%之间，相对标准偏差RSD<2.5%。

3 结论与讨论

3.1 结论

通过微波消解火焰原子吸收光谱仪分别对香菜茎和叶中Ca，Mg，Zn，Mn，Fe 5种元素进行了测定，结果表明：香菜叶、茎中5种元素含量丰富且各元素含量分别不同，其中叶中5种元素平均含量分别为Ca：9695.6 μg/g；Mg：5231.6 μg/g；Fe：221.775 μg/g；Mn：72.265 μg/g；Zn：95.155 μg/g。茎中5种元素平均含量分别为Ca：9405.3 μg/g；Mg：3147.4 μg/g；Fe：121.93 μg/g；Mn：47.985 μg/g；Zn：56.345 μg/g。由实验数据可得：香菜样品中Ca，Mg这2种金属元素含量相对较多，而Fe，Mn，Zn这3种金属元素含量相对较少。香菜叶样品中各金属元素回收率在94.37%～98.09%之间，相对标准偏差RSD<2.5%，而香菜茎样品中各金属元素回收率>96.8%，相对标准偏差RSD<2.5%。

3.2 混酸体系的选择

不同混酸、不同比例的消解溶剂对香菜样品的消解效果不同。经查阅相关文献后，有的文献采用硝酸HNO3∶高氯酸HClO4为4∶1的消解溶剂；有的文献采用硝酸HNO3∶过氧化氢H2O2为4∶2的消解溶剂。借鉴前人经验及本人大量实验结果，总结得出：本实验采用硝酸HNO3∶过氧化氢H2O2为8∶2的消解溶剂体系对香菜样品进行充分消解处理可使香菜样品消解完全，消解效果极佳。

本文通过应用微波消解与原子吸收光谱法相结合的检测方法，对香菜叶、茎样品中所含的金属元素进行检测，由所测实验结果可以得出该检测方法准确可靠，可用于对香菜样品中各元素含量进行测定。

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Detection of Metal Elements in Coriander by Microwave Digestion-Flame Atomic Absorption Spectrometry

CAO Ye-xia, GUO Yang, LI Qiu

(Xinzhou Teachers University, Xinzhou 034000, China)

The content of five metal elements such as Ca, Mg, Zn, Mn, Fe in the leaves and stems of coriander is detected by microwave digestion-flame atomic absorption spectrometry. The results show that the standard curve is good with the correlation coefficient r>0.9969; the detection limit of the method is less than 0.2 mg/L； the recovery rate is 94.37%～98.09% in the leaves of coriander, the relative standard deviation RSD<2.5%; and the recovery rate is greater than 96.8% in the stems of coriander, the relative standard deviation RSD<2.5%. The experimental instruments are simple and rapid, the detection limit is low, the method is accurate and reliable, and the analysis speed is fast. The experimental method can be used to detect the content of each element in coriander sample.

microwave digestion；flame atomic absorption spectrometry；coriander；metal elements

2017-03-20

山西省青年自然科学基金(2012021007-3)；化学化工创新实践基地

曹叶霞(1977-)，女，副教授，硕士，主要从事无机及分析化学方面的研究。

TS207.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.09.029

1000-9973(2017)09-0119-04