宿州本地芹菜、菠菜和萝卜中锌和硒含量测定

刘小阳,苏 博,栾锐锐

宿州学院生物与食品工程学院，安徽宿州,234000

微量元素硒(Se)具有预防癌症、保护心脏、增强机体免疫力、延缓衰老等多种作用[1]，在医疗保健上有着重要的生物学意义。硒参与人体内正常的生理代谢，人体缺硒会导致一些疾病的发生，如癌症、心血管疾病和心肌梗塞等，在日常饮食中摄取适量的硒可预防一些疾病的发生[2-4]。对全国各地主要农作物含硒量的调查发现，中国大部分地区都属于硒含量缺乏地区[5]。在日常饮食中通过蔬菜、水果等食物补充硒元素，是人体补硒方式中相对安全有效的方式[6]。在当今快节奏生活中，越来越多的人提高了对身体健康的关注度，市场上也开始出现各种各样的富硒食品和富硒保健品[7]。因此，合理补充硒元素对人体具有十分重要的作用。目前，测定硒含量的方法有很多，如紫外分光光度法、原子荧光光度法和火焰原子吸收法等，其中，常用火焰原子吸收法测定蔬菜中硒含量，因此，本文运用此方法测定宿州本地芹菜、菠菜和萝卜3种蔬菜中的硒含量。

人体中锌元素含量较少，其质量分数约为0.003 3%，但其对人体健康起着重要的调节作用[8-9]。人体缺锌严重时会引起机体的一系列不正常反应，如记忆力下降，伤口不易愈合，容易发生感染等[10]。但摄入锌元素过多会危害人体健康，如引起恶心、发热、贫血等症状[11]。因此，对食品中锌的研究和测定对人体健康有着十分重要的意义。目前，测定蔬菜中锌含量的方法主要有火焰原子吸收法、分光光度法和石墨炉原子吸收法等，实验时，常用消化法和灰化法对样品进行预处理[12-13]，其中灰化法操作简单、成本低、效率高[14]。为此，本文采用灰化法对样品进行预处理，采用火焰原子吸收法测定宿州本地芹菜、菠菜和萝卜3种蔬菜中锌的含量。

1 试剂、仪器与材料

1.1 试 剂

Na2SeO3、硝酸、高氯酸、3，3′-二氨基联苯胺、乙二酸四乙酸二钠、盐酸羟胺、甲酚红、溴甲酚紫指示剂、甲苯、NaOH等试剂为分析纯；盐酸、硝酸等试剂为光谱纯。硒和锌标准品购于上海麦克林生化科技有限公司。实验用水均为去离子水。

混合酸的配制：硝酸和高氯酸按照4∶1体积混合。

混合试剂的配制：50 g·L-1乙二酸四乙酸二钠溶液，100 g·L-1盐酸羟胺以及0.2 g·L-1甲酚红溶液按照 1∶1∶0.05体积混合。

硒标准工作液的配制: 吸取1 mL硒标准溶液，在100 mL容量瓶中用蒸馏水定容至刻度线，充分混合，得到硒标准工作液备用。

锌储备液(1 000 μg·mL-1)的配制：称取金属锌1.000 g,用40 mL硝酸(1∶1)溶解，再用去离子水定容至1 000 mL，混匀，储存于聚乙烯瓶中备用。

锌标准中间液的配制：取2.5 mL锌储备液至50 mL容量瓶中，用0.6 mol·L-1盐酸溶液定容，得到中间液锌浓度为50 μg·mL-1。

1.2 仪 器

紫外可见分光光度计(U-3900H型，日本株式会社)，恒温水浴锅(HH-4型，上海邦西力辰仪器科技有限公司)，原子吸收光谱仪(A3型，北京普析科技有限公司)，锌高性能空心阴极灯(As-1型，上海原光科技有限公司)，马弗炉(SX2-4-10型，龙口市电炉制造厂)。

1.3 材 料

实验用芹菜(ApiumgraveolensL.)、菠菜(SpinaciaoleraceaL.)和胡萝卜(DaucuscarotaL.var.sativaHoffm.)均购自宿州家乐福超市，并通过农作物追溯系统确认为宿州市本地产。

2 硒含量的测定

2.1 样品的采集与处理

从宿州家乐福超市购买本地芹菜、菠菜和胡萝卜3种蔬菜各100 g，洗干净后于避光处自然晾干，分别称取芹菜、菠菜和胡萝卜各5.0 g于研钵中研磨成浆，然后移入50 mL烧杯中并贴上标签备用。样品处理与标准品的处理方法相同，取2 mL样品处理液以待检测。

2.2 硒标准曲线的绘制

精确量取0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL硒标准工作液，在100 mL三角瓶中用蒸馏水定容至10 mL刻度线，吸取10 mL混合酸溶液加入其中，在电热板上消解至溶液变成淡黄色为止。等其冷却后吸取5 mL盐酸溶液加入，继续在电热板上消解至体积为2 mL时为止。取下等其自然冷却，然后加入20 mL混合试剂，摇匀。取10%NaOH溶液滴定混合溶液至黄色，最后加3.5 mL 3，3-二氨基联苯胺溶液，用玻璃棒搅匀使其充分混合，在避光处静置40 min让其自然反应。反应结束后加入3滴1 g·L-1溴甲酚紫指示剂，再用配制好的浓度为10%NaOH溶液滴定混合液变成酒红色。最后向混合液中加入10 mL甲苯溶液,摇晃3 min，等其充分反应分层后取上面的甲苯层，在波长420 nm 处测定最大吸光度，平行测定3次，取平均值绘制硒标准曲线图。

2.3 吸光度的测量

依据文献[15]中的方法操作，获得各浓度硒工作液的吸光度。

3 锌含量的测定

3.1 样品的采集与处理

从宿州家乐福超市购买本地产芹菜、菠菜和萝卜3种蔬菜各100 g，洗干净后于避光处自然晾干，分别称取芹菜、菠菜和萝卜各5.0 g于研钵中研磨成浆，然后移入30 mL坩埚中，并贴上标签备用。将坩埚置于电热炉上低温加热至无烟，取下后放入马弗炉中6 h，温度设置在550 ℃。取出样品，待其冷却后，加入2滴蒸馏水润湿，然后加入6 mol·L-1盐酸溶液10 mL，水浴加热至近干。将溶液移入50 mL容量瓶中，以0.6 mol·L-1盐酸定容，待测。

3.2 锌标准曲线的绘制

锌标准工作液：分别移取0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL锌标准中间液至100 mL容量瓶中，以0.6 mol·L-1盐酸溶液定容，可得锌标准工作液浓度分别为0.00,0.50,1.00,1.50,2.00,2.50 μg·mL-1。

3.3 吸光度的测量

测定芹菜、菠菜和萝卜3种蔬菜中锌含量时，设定马弗炉工作条件为550 ℃，原子吸收光谱仪中灯的工作条件为：波长为213.9 nm，空心阴极灯的电流通量为8.0 mA，光源通带为0.4 nm，燃烧器的高度为7.0 mm，空气流量为5 000 mL·min-1，乙炔的空气流量为1 500 mL·min-1。 并依据文献[16]中的方法操作，平行测定3次，获得各浓度锌工作液的吸光度。

4 结果与分析

4.1 硒的测定结果

4.1.1 硒标准曲线方程

根据测量数据，利用最小二乘估计得到硒标准曲线(图1)，在标准曲线方程中，以硒浓度为自变量，吸光度为因变量，计算出的标准曲线方程为A= 0.055c- 0.005，相关系数R2=0.998。

图1 硒标准曲线图

4.1.2 芹菜、菠菜和萝卜中硒的含量

根据上述实验，利用标准曲线方程计算出的结果如表1所示。由表1可知，宿州本地芹菜、菠菜和萝卜的硒含量分别为0.11、0.08和0.03 μg·g-1。

4.2 锌的测定结果

4.2.1 锌标准曲线方程

根据测量数据，利用最小二乘估计得到锌标准

表1 宿州本地芹菜、菠菜和萝卜中硒的含量

曲线(图2)，在标准曲线方程中，以锌浓度为自变量，吸光度为因变量，计算出的标准曲线方程为A= 0.307c+ 0.017，相关系数R2=0.997。

图2 锌标准曲线图

4.2.2 芹菜、菠菜和萝卜中锌的含量

根据上述实验，利用标准曲线方程计算出的结果如表2所示。由表2可知，宿州本地芹菜、菠菜和萝卜中锌的含量分别为9.65、12.14、4.48 μg·g-1。

表2 宿州本地芹菜、菠菜和萝卜中锌的含量

5 讨论与结论

由于地质特点不同，中国绝大部分地区都是硒缺乏地区，在一些严重缺硒的地区，粮食和蔬菜等农作物含硒量都极低[5]。因此，人体补硒是一项重要的工作，需要引起人们的足够认识。宿州地区是硒缺乏地区[5]，本文对宿州本地芹菜、菠菜和萝卜中硒含量作了测量，结果分别是0.107、0.090、0.027 μg·g-1。有资料显示，全国蔬菜中芹菜、菠菜和萝卜的硒含量分别为0.150、0.130、0.050 μg·g-1[17]。由此可见，宿州本地产芹菜、菠菜和萝卜中硒含量低于全国平均水平。

我国土壤的锌含量总体来说并不缺乏，但因土壤类型不同，各地区的含锌量也不尽相同。居民膳食营养协会推荐每人每天的摄锌量可在10～15 mg之间，人体严重缺锌时会引起一些不良症状，如食欲下降、发育迟缓、代谢异常等。宿州地区土壤的含锌量相较于正常范围而言相对较低[5]，本文测得的宿州本地产芹菜、菠菜和萝卜中锌含量分别为9.645、12.145、4.477 μg·g-1，低于全国的平均值10.39、13.02、5.32 μg·g-1[17]。

综上分析，宿州本地产的芹菜、菠菜和萝卜中硒与锌的含量都低于全国的平均水平，不能满足人体代谢的需要。因此，宿州本地蔬菜生产可适当补充硒肥，同时居民饮食中也应适量补充硒元素，如每天可喝一杯富硒酸奶等，以保障机体健康。另外，宿州本地芹菜、菠菜和萝卜中锌含量虽然也低于全国蔬菜平均水平，因此在芹菜、菠菜和萝卜等蔬菜的生产中也可适当补充锌肥，同时居民饮食中也应适量补充锌。