火焰原子吸收光谱法在灞桥樱桃金属元素分析中的应用

王 迁

(渭南师范学院 化学与材料学院，陕西 渭南 714099)

0 引言

【研究意义】樱桃又名朱樱、朱果、莺桃、英桃等，是蔷薇科樱属落叶小乔木，果实色泽艳丽，味道甘美，具有很高的营养价值[1-2]。【前人研究进展】樱桃中富含人体所需的蛋白质、脂肪、膳食纤维、碳水化合物、维生素C和胡萝卜素等，同时，樱桃中还含有丰富的钙、铁和镁等微量金属元素，樱桃的含铁量居各水果之首[3-6]。中医记载，樱桃具有补血益肾，健脑益智，祛风胜湿、养颜驻容、防治荨麻、收涩止痛、调理肠胃等功效[7-8]。【研究切入点】陕西灞桥区地处陕西关中盆地中部，属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，年均温11.3～13.7℃，年均日照时数2 026～2 719 h，水量资源充足，且雨热同期，是樱桃生长的最佳区域之一[9-10]。当地的樱桃颗粒饱满、香气浓郁、果肉细嫩多汁、酸中带甜，香气浓郁，适口性强，由于适宜的生态条件，成熟的栽培技术，优良的果实品质，2012年6月“灞桥樱桃”成功获批地理标志保护产品[11]。据文献[12-15]报道，与其他果品相比，樱桃的营养价值研究越来越受人们关注，但是关于樱桃不同品种间的金属元素分布研究较少。【拟解决的关键问题】以陕西灞桥当地主栽的早大果、美早、红灯和艳阳4个樱桃品种为试验材料，采用HNO3-HCIO4消解法与火焰原子吸收光谱法相结合，测定不同樱桃品种果实中Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn等6种金属元素的含量，旨在为促进陕西灞桥樱桃产业的发展，完善樱桃营养评价体系、加工与利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 植物 供试樱桃采于陕西省西安市灞桥区，包含早大果、美早、红灯和艳阳4个主要品种。

1.1.2 试剂 浓HNO3和HClO4，均为优级纯；MgSO4·7H2O、Fe(NO3)3·9H2O、CaCl2、CuSO4·5H2O、ZnO和MnSO4·H2O，均为分析纯；试验用水为二次蒸馏水。

1.1.3 仪器设备 WFX-200型原子吸收分光光度计，北京瑞利分析仪器公司；1810B型自动双重纯水蒸馏器，上海申立玻璃仪器有限公司；BS-224S型电子天平，上海申立玻璃仪器有限公司；Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn空心阴极灯，北京曙光明电子光源仪器有限公司，最佳测试条件详见表1。

表1 空心阴极灯的工作条件Table 1 The working conditions of hollow cathode lamp

1.2 方法

1.2.1 材料预处理

1) 溶液的配制。准确称取各种金属元素的分析纯试剂，配制成浓度为1.000 0 g/L的元素储备液，然后用逐步稀释法配制成不同浓度梯度的标准溶液(表2)。

表2 标准溶液的浓度Table 2 Concentration of standard solution

2) 樱桃样品处理。分别取不同品种樱桃依次用自来水和二次蒸馏水清洗干净、晾干、去核后用搅拌机将果肉快速打成匀浆备用。准确称取5.000 0 g匀浆样品置于烧杯中，加入10 mL浓HNO3，盖上表面皿，放置在通风橱中浸泡过夜。次日，再加入浓HNO310 mL和HClO45 mL，将样品置于电热板上加热消解，至大量白烟冒出，消化液变为无色透亮，继续加热至近干，待冷却至室温后，转移至25.00 mL容量瓶中，用二次蒸馏水定容至刻度，摇匀，作为待测液备用。相同的条件下做空白对照试验。

1.2.2 指标测定

1) 绘制标准曲线。按照仪器的最佳工作条件，用原子吸收分光光度计分别测定各金属元素不同浓度标准液的吸光度(y)，然后拟合各金属元素浓度(x)与吸光度的标准回归方程。

2) 不同品种樱桃中金属元素的含量。按仪器最佳工作条件，用原子吸收分光光度计分别测定不同品种樱桃样品中Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn的吸光度，根据拟合的回归曲线方程计算样品中各金属元素含量。

3) 精密度试验。精密度是考察测量结果重现性的重要指标，是保证准确度的先决条件。对处理好的红灯样品溶液进行平行测定7次，计算各金属元素的相对标准偏差。

4) 加标回收率试验。加标回收率是判定待测元素检测结果准确度的量化指标。依据GB/T 27404—2008《实验室质量控制规范食品理化检测》的要求，试验选择标准线性曲线范围的低、中及高3点作为考察样品加标回收率的情况[16]。取同一批已知含量的红灯样品，分别精密加入一定量各种元素的标准溶液，在仪器最佳工作条件下测定吸光度，计算各金属元素的加标回收率。

1.3 数据统计与分析

用Excel 2010进行数据整理和分析。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线

从表3可知，经拟合得到各金属元素的浓度(x)与吸光度(y)的标准曲线回归方程和相关系数分别为yMg=0.253 1x+0.005 1(r=0.997 5)、yFe=0.080 2x-0.004 6(r=0.994 8)、yCa=0.059 4x-0.008 3(r=0.999 2)、yCu=0.476 0x+0.067 0(r=0.998 3)、yZn=0.138 5x+0.017 2(r=0.995 1)和yMn=0.039 6x-0.003 1(r=0.996 6)，相关系数为0.994 8～0.999 2。表明，在工作浓度范围内，各金属元素的浓度(x)与吸光度(y)存在良好的线性关系。

表3 线性回归方程和相关系数Table 3 Linear regression equation and correlation coefficient

2.2 不同品种樱桃金属元素的含量

从表4看出，陕西灞桥不同品种樱桃中金属元素含量均为红灯>早大果>美早>艳阳。其中，Mg含量为172.84～265.06 mg/kg，Fe含量为6.93～14.67 mg/kg，Ca含量为146.82～230.19 mg/kg，Cu含量为1.79～3.83 mg/kg，Zn含量为4.63～6.95 mg/kg，Mn含量为1.58～2.17 mg/kg。6种金属元素中，Mg和Ca含量均明显高于Fe、Zn和Cu含量，而Mn含量最低，且不同品种樱桃中各金属元素含量存在相同的规律性，即6种金属元素含量均为Mg>Ca>Fe>Zn>Cu>Mn。同时，不同品种樱桃中各金属元素含量也存在一定差异，其中红灯的Mg、Ca、Fe、Zn、Cu和Mn含量最高。

表4 不同樱桃品种中金属元素含量Table 4 Metal elements content in different cherry cultivars mg/kg

2.3 金属元素测量精密度试验

从表5看出，红灯中Mg含量为265.06～272.13 mg/kg，平均268.24 mg/kg；Fe含量为14.03～15.84 mg/kg，平均14.96 mg/kg；Ca含量为223.75～233.49 mg/kg，平均228.77 mg/kg；Cu含量为3.62～4.10 mg/kg，平均3.85 mg/kg；Zn含量为 6.69～7.25 mg/kg，平均6.92 mg/kg；Mn含量为2.09～2.41 mg/kg，平均2.24 mg/kg。各金属元素的相对标准偏差依次为0.86%、4.08%、1.56%、4.77%、3.39%和4.94%。说明，该测定方法的重现性好，方法精密度高，完全能满足样品分析的要求。

表5 红灯樱桃各金属元素的含量及测量精密度(n=7)Table 5 Content and precision of metal elements in Hongdeng cherry(n=7)

2.4 加标回收率

从表6看出，各金属元素的加标回收率为Mg 93.25%～102.43%，Fe 96.51%～103.72%，Ca 92.57%～100.64%，Cu 98.21%～105.79%，Zn 95.08%～101.47%，Mn 94.32%～103.96%，表明，该分析方法准确可靠。

表6 样品加标回收率的测定结果Table 6 Determination result of the recovery rate of the sample

3 结论

采用V高氯酸∶V硝酸=1∶4混酸体系对样品进行消解，利用火焰原子吸收光谱法测定陕西灞桥不同品种樱桃果实中Mg、Fe、Ca、Cu、Zn和Mn等6种金属元素含量。研究结果表明，不同品种樱桃果实含有丰富的人体必需的金属元素，其含量为Mg>Ca>Fe>Zn>Cu>Mn，红灯樱桃的金属元素含量高于其余3个品种。经过精密度和准确度试验，加标回收率为92.57%～105.79%，RSD<5%，该测定方简便易操作、精密度好、准确度高，适用于樱桃等果蔬中多种金属元素含量的测定。该研究结果为樱桃的药理活性研究、营养价值和保健价值探索奠定了基础。