不同地区黑加仑的成分分析与研究

陈宝宏，蒋彩云，蒋欣宇，李玉啸

(江苏经贸职业技术学院 健康学院，江苏 南京 211168)

黑加仑又名黑夏果、黑豆果、紫梅、黑穗醋栗[1-2]，是一种浆果植物。世界主产区是欧洲北部，我国新疆北部和东北地区广泛种植[3-4]。在我国，黑加仑不仅可以加工制成果汁、果酱、果酒,还可以被当作食品添加剂。在欧洲，果汁生产的重要原料之一就是黑加仑[5-6]。黑加仑含有糖类、有机酸、多种维生素、原花青素、活性矿物质及特殊芳香物质等，在饮料工业和医药行业得到广泛应用，是酿酒、提取天然色素以及生产化妆品、药品、食品的上等原料[7]。本研究采用常量营养素国标方法、改进的盐酸-香草醛法和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对新疆阿勒泰、黑龙江伊春和大兴安岭以及内蒙古额尔古纳旗四个地区黑加仑的常量营养素、原花青素和金属元素进行测定，并对结果进行对比分析，以期为黑加仑的深加工和精准开发提供数据支撑。

1 实验材料与实验方法

1.1 实验材料

本实验所用材料是产自新疆阿勒泰、黑龙江伊春和大兴安岭、内蒙古额尔古纳旗等四个地区的新鲜黑加仑。

1.2 实验试剂

本实验所需试剂有：浓盐酸,浓硝酸,碱性酒石酸铜甲液,碱性酒石酸铜乙液,1 g/L葡萄糖标准溶液,0.1 mol/L NaOH标准溶液,1%酚酞指示剂溶液,1%香草醛甲醇溶液,铁(Fe)、钾(K)、硒(Se)和铅(Pb)元素等标准溶液,锗(Ge)、铟(In)、铋(Bi)、钪(Sc)等内标元素储备液。以上试剂均为分析纯及以上。水：GB/T 6682—2008规定的一级水及以上；原花青素标准品。

1.3 实验仪器和设备

本实验所需仪器和设备有：赛多利斯BSA224S电子天平、Agilent Cary 60紫外分光光度计、安捷伦电感耦合等离子体质谱仪 ICP-MS7700、MilLi-Q超纯水系统、美国CEMMARS6微波消解仪、KH-5压力消解罐、BHW-08B恒温加热器、FW-80高速粉碎机、DB-1控温电热板、KIRGEN微量离心管、GZX-GF-Ⅱ电热恒温干燥箱、SXF-6-13 高温炉。

1.4 实验方法

1.4.1 样品预处理

新鲜黑加仑真空干燥，粉碎，密闭保存待测定。

1.4.2 常量营养素测定

采用直接干燥法测定新鲜黑加仑和预处理过的样品的水分含量[8]。分别采用直接灰化法[9]、直接滴定法[10]和指示剂法[11]测定预处理后的黑加仑样品的灰分、还原糖和总酸度。

1.4.3 原花青素含量测定

准确称取1 g香草醛，加入8 mL浓盐酸，用甲醇定容于200 mL容量瓶中，配制成系列浓度的甲醇溶液(即使用液)。分别取1 mL标准品使用液与5 mL显色剂立即混匀，在30 ℃避光条件下反应30 min。以甲醇为空白对照，于波长500 nm处测量吸光值，建立标准曲线，做回收率实验，同时测定样品中原花青素含量[12]。

1.4.4 金属元素测定

根据GB 5009.268—2016测定金属元素[13]。从每种黑加仑预处理样品中称取0.2～0.5 g，放入已准备好的微波消解内罐中，再分别加入6 mL硝酸，消解30 min，取出冷却，加盖旋紧，置于微波消解仪中消解，具体消解条件见表1。冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，再于恒温加热器内加热消解约2 h，取出冷却，用超纯水冲洗内盖,一并转移至离心管中，用超纯水定容至25 mL，摇匀备用，同时做空白试验。

表1 消解仪参考条件

1.4.4.1 标准溶液配制

精密量取适量铁、钾、硒、铅标准溶液，用1%的硝酸将多元素标准溶液逐级稀释。混合标准元素溶液的铁元素浓度依次为0、40、80、160、320 μg/mL，钾元素浓度依次为0、2.5、5、7.5、10 μg/L，硒元素浓度依次为0、1、2、4、8 μg/mL，铅元素浓度依次为0、1、2、4、8 μg/mL。空白溶液为1%硝酸。

1.4.4.2 内标溶液配制

取适量锗、铟、铋、铳混合内标溶液，用1%硝酸制成500 μg/L混合内标溶液。

1.4.4.3 样品中金属元素测定

ICP-MS调谐(主要参数见表2)通过后，依次对待测元素标准溶液、混合内标溶液、标准空白溶液、样品空白溶液和样品溶液进行测定，分别将空白溶液和样品溶液注入电感耦合等离子体质谱仪中测定待测元素和内标元素的信号响应值。

表2 电感耦合等离子体质谱仪主要参数

2 结果与分析

2.1 花青素标准曲线

精密称取1 g香草醛、8 mL浓盐酸，用甲醇定容于200 mL容量瓶中作为显色剂。将原花青素标准品配制成0.00、0.08、0.16、0.24、0.32、0.40 mg/mL的甲醇溶液，分别移取1 mL标准品溶液与5 mL显色剂立即混匀，在 30 ℃避光条件下反应30 min，以甲醇为空白对照，于波长500 nm 处测量吸光度A，建立标准曲线，得其线性回归方程为y=1.2489x -0.0043，R2=0.9997，相关系数r=0.9996(加标回收率为94.87%)。表明原花青素测定方法可行，其浓度为0.08～0.40 mg/mL时呈现良好的线性关系，具体情况见图1。同时测定样品中原花青素含量。

图1 原花青素标准曲线

2.2 常量营养素和原花青素结果分析

对不同地区黑加仑果实的水分、灰分、还原糖及总酸常量营养素含量进行测定，结果见表3。

表3 四地区黑加仑成分测定结果对比

结果显示，不同地区新鲜黑加仑的水分含量差异较小。将四地区样品预处理后，在水分含量相同的条件下对比测定结果。结果显示：产自新疆阿勒泰的黑加仑灰分含量和还原糖含量最高、酸度最低，这与新疆地区光照时间长、昼夜温差大有一定关系，这种黑加仑甜酸适宜，适合鲜食，可以在最大程度上保留其中的营养成分；产自黑龙江大兴安岭和内蒙古额尔古纳旗的黑加仑原花青素含量较高，适宜于开发保健食品、提取色素；产自黑龙江伊春的黑加仑原花青素含量最低。

2.3 金属元素测定结果分析

2.3.1 标准曲线的绘制

依次测定待测元素和内标元素的信号响应值，以待测元素的浓度为横坐标，以待测元素与所选内标元素响应信号值的比值为纵坐标，分别绘制标准曲线，具体情况见图2—图5。

图2 铁元素的标准曲线

图3 钾元素的标准曲线

图4 硒元素的标准曲线

图5 铅元素的标准曲线

2.3.2 金属元素测定结果

利用ICP-MS仪器，根据标准曲线得到消解液中待测元素的浓度，测定黑加仑中铁、钾、硒和铅元素的含量，比较新疆阿勒泰、黑龙江伊春和大兴安岭以及内蒙古额尔古纳旗四地区黑加仑中铁、钾、硒和铅元素的含量，具体结果见表4。

表4 四地区黑加仑金属元素测定结果 单位/(mg/kg)

由表4可知：在四个地区中，新疆阿勒泰的黑加仑铁、钾、硒元素含量最高;黑龙江伊春的黑加仑硒含量较高;黑龙江大兴安岭的黑加仑钾含量较高;内蒙古额尔古纳旗的黑加仑铁、钾、硒三种金属元素含量都处于中间水平，但铅元素含量最高。这与不同地区土壤的金属元素含量有一定关系。其中，铅的含量与当地工业及环境均有一定相关性。

3 结论

从实验测定的数据来看，不同地区黑加仑的营养元素含量存在一定差异，其原因可能是不同地区的气候、土壤、水质等不同。黑加仑喜欢在阳光充足、土壤肥沃湿润、气候凉爽的环境下生长，适宜在寒冷的地区栽培。伊春属北温带大陆性季风气候，春秋两季时间短促，冷暖多变，升降温快，四季分明[14]；大兴安岭属于中温带大陆性季风气候，雨热同期[15]；阿勒泰属温带大陆性气候，昼夜温差大，日照时间充足[16]。新疆阿勒泰的综合条件比较适合种植黑加仑。该地种植的黑加仑糖分含量最高、酸度较低，适合鲜食，也可用于生产咀嚼片和果汁等对甜度要求较高的产品。大兴安岭的黑加仑甜度较低、酸度较高，适合生产果酒类产品。大兴安岭和额尔古纳旗种植的黑加仑原花青素含量高，适合用于保健食品开发。本研究能为黑加仑的深加工和精准开发提供数据支撑，对黑加仑的综合开发利用具有深远意义。