关于不同产地马铃薯中磷元素含量的研究

＊付英骁 任晓聪

（湖北大学知行学院生物与化学工程学院 湖北 430000）

引言

马铃薯又叫做土豆，原产地位于南美洲的安第斯山区，是仅次于小麦、高粱、玉米的全球第四大重要的粮食产物。马铃薯不仅可作为蔬菜，亦可作为主粮。马铃薯早在16世纪已传入我国，我国目前已成为世纪上马铃薯总产量最大的国家。根据农业部的相关消息，我国即将启动马铃薯主粮化战略，将马铃薯作为大米、小麦、玉米之外的又一主粮。马铃薯中含有大量的淀粉，具有非常高的蛋白质营养价值。除此之外，马铃薯中如钙、磷、铁、钾、钠、锌，锰等无机盐，对于人的健康和幼儿发育成长来说也是不可或缺的重要元素。其中的磷元素不仅是人体结构的重要构成，而且还参与人类生命活动中一些重要的代谢活动，磷元素在人体中的含量仅次于钙元素的含量排列第六位，是生物机体非常重要的一种元素。

1.实验部分

(1)实验目的

本实验的目的在于测定不同产地马铃薯中的磷元素的含量，并根据实验所测定的结果分析不同地区环境及土壤对于土豆中磷元素含量的影响。

(2)实验原理

分光光度法是对于磷元素含量的测定方法中应用最广泛的分析方法之一，在有机化合物、生物物质、矿石、海水、合金、肥料等多种试样的磷元素含量的测定中已被广泛应用。在这里我们对于马铃薯中的磷元素含量的测定所采用的钒钼酸铵分光光度法具有操作简便、特异性高、干扰性小等特点。马铃薯试样中的正磷酸根离子在酸性介质中与钒钼酸铵试剂反应，生成稳定的黄色络合物，用721型分光光度计在420nm波长的条件对试样进行比色测定。

(3)实验试剂

①钒钼酸铵显色剂

准确取偏钒酸铵1.25g，加蒸馏水200mL进行加热溶解，待溶液冷却后再加入硝酸250mL，另称取钼酸铵25g，加水400mL加热溶解。在冷却的条件下，将两种溶液混合至1000mL，贮于棕色试剂瓶中，避光保存。

②磷标准液

将磷酸二氢钾在105℃干燥1h，在干燥器中冷却，待其完全冷却后准确称取磷酸二氢钾0.2195g溶解于蒸馏水中，定量转入1000mL容量瓶中，加入硝酸3mL，用蒸馏水稀释至刻度后，摇匀，即可以得到浓度为50µg/mL的磷元素标准溶液母液。

(4)实验仪器

721型分光光度计；分析天平（感量0.0001g）；马弗炉；25mL比色管；50mL比色管；100mL容量瓶。

(5)实验步骤

①样品预处理

我们从市场上买来了的长沙、武汉、山东、安徽等四地的马铃薯作为实验样品，将样品清洗干净并将其表面擦干，用小刀将马铃薯样品的皮与肉分离并绞碎，然后将4种土豆样品的皮与肉分别准确称取2g左右，为保证实验的准确性每种马铃薯样品的皮与肉各称取2份，所以共有16组样品。将16组样品编号后，放置于电炉上加热碳化。待碳化完全后，再将16组样品转移至马弗炉中灰化，待样品灰化完全后，将其取出冷却。待样品冷却完全后，向16组样品中滴加稀硝酸溶解，样品充分溶解后用滤纸过滤到100mL容量瓶中定容，并充分混匀，以作为试样母液。

②标准曲线绘制

取6只50mL比色管，分别向其中5只中加入磷元素标准溶液母液1mL、2mL、3mL、4mL、5mL，另一只比色管中不滴加磷元素标准溶液，以作为参比溶液。然后向6只比色管中各加入钒钼酸铵显色剂10mL，最后加蒸馏水定容至50mL，并充分混匀后，作为标准溶液，此时标准溶液的浓度分别为0µg/mL、1µg/mL、2µg/mL、3µg/mL、4µg/mL、5µg/mL。以参比溶液在波长420nm的条件下将仪器调零，待标准溶液经15min显色后，在波长为420nm的分光光度计下按照浓度由低到高依次测量标准溶液的吸光度，最后按照所测得的结果绘制标准曲线，得到标准回归方程，并根据回归方程检验标准曲线的相关系数是否符合实验要求。最后所得标准曲线如下：

表1 标准溶液吸光度

图1 磷元素标准曲线

2.结果

(1)马铃薯样品中磷元素含量的计算

将测得的16组试样的吸光度分别带入磷元素标准曲线方程中，计算出待测马铃薯试样中磷元素的浓度。通过所测试样中磷元素的浓度及待测试样的体积计算出所测试样磷元素的质量，此时所测试样溶液中磷元素的质量为马铃薯样品中质量的1/20，将所计算出的所测试样中磷元素的质量乘以20倍即可以得出马铃薯样品中磷元素的质量，将马铃薯样品中磷元素的质量除以马铃薯样品质量，就可以计算出马铃薯样品中的磷元素的含量。

(2)实验数据

表2 实验数据

本实验采用了钒钼酸铵分光光度法测定了来自武汉、长沙、山东、安徽4个不同产地的4种马铃薯样品，且实验结果与所查阅的资料相符合，结果见表2。从表2可以在马铃薯中果肉中的磷元素的含量要高于果皮中的磷元素含量，且不同品种中磷元素含量有明显不同，其中以山东产的马铃薯肉中磷元素含量最低，而以安徽产的马铃薯中磷元素含量最高。至于马铃薯的皮中磷元素含量差距则更加明显，其中以武汉所产的马铃薯中所含磷元素最多，而长沙所差马铃薯中磷元素含量最低，武汉所产的马铃薯的皮中磷元素含量是长沙所产的马铃薯的皮中磷元素含量的1.9倍。由此可见，马铃薯中的磷元素含量可能受到地域和品种的限制，不同地域土壤中磷元素含量直接影响马铃薯中的磷元素含量。且马铃薯的果肉与果皮中磷元素的含量有明显的差异，这可能与磷元素在马铃薯中所起的作用有关。由于磷元素在植物细胞的生长和增殖过程中起着重要作用，并且磷元素还参与了植物生命过程中的光合作用、糖和淀粉的利用和能量的传递等过程。所以植物在结果时，磷元素大量转移到了籽粒中，使得籽粒饱满，这就是为什么马铃薯肉中的磷元素含量要远高于马铃薯皮中磷元素含量的原因。

3.结论

本实验研究了钒钼酸铵分光光度法测定马铃薯样品中的磷含量的方案。将马铃薯样品先用电炉碳化，再转移至马弗炉中于550℃下灰化后，用稀硝酸溶解，以钒钼酸铵作为显色剂在420nm的波长下用分光光度法测定马铃薯样品中磷元素的含量，测定得出不同产地的马铃薯中磷含量有较明显的差异，且这一差异在马铃薯皮中较为明显。本实验方法所得出的实验数据均与所查得的数据相吻合，且本实验操作步骤简单、速度快，可作为马铃薯中磷元素含量的测定方法。