火焰原子吸收光谱法测量不同产地红枣中钙、铁、锌*

吴忠文，虞安楠，吴小说

(池州学院 材料与环境工程学院，安徽 池州 247000)

红枣是我们生活中常见的一种养生食品，其营养丰富，富含各种维生素和多种人体必需的微量金属元素，如钙、铁、锌等，这些金属元素对人体的健康起着巨大的作用[1]。钙元素在人体内起着代谢平衡调节作用，维持人体各个器官正常运行[2]。铁元素是构成血红蛋白和肌红蛋白的主要成分，广泛参与人体的各项代谢活动[3]。锌元素在人体内参与着一些酶的合成，维持着机体平衡，缺少锌会使平衡失调，影响身体健康[4]。这些微量金属元素都是需要在日常饮食中获取，研究不同食品中各种金属元素的含量对我们日常饮食的安排有着积极的指导作用。

枣类消解常用前处理方法有湿法消解、微波消解、压力罐消解以及干法灰化法等[5-8]。本实验采用压力罐消解法对红枣进行消解处理，该方法操作简单、耗时少、消解效果好。测量微量金属含量的分析方法主要包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法以及比色法等[9-12]。在本文中，我们采用了火焰原子吸收光谱法，该方法操作简单，精密度好，准确度高，常用于食品中微量金属元素含量的测定。

1 实验部分

1.1 主要仪器和设备

TAS-986原子吸收分光光度计，北京普析通用公司；DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；电子天平，FA2204N，上海菁海仪器有限公司。

1.2 主要试剂及材料

不同产地的红枣，超市采购；浓硝酸，国药集团药业股份有限公司；1000 mg/L 钙标准溶液，1000 mg/L 铁标准溶液，1000 mg/L 锌标准溶液，国家钢铁研究总院。

1.3 样品前处理

1.3.1 样品的干燥

将超市随机采购的安徽、新疆、山东、河南4个产地的红枣分别编号为样品1、样品2、样品3、样品4，用剪刀将不同品种的枣子剪成细薄的小块，去掉枣子中间的核，方便后期的研磨。取4个干净干燥的小烧杯，将剪碎的枣子分别装如对应的烧杯中，将4个烧杯放入 120 ℃ 的烘箱中进行干燥，大约 3 h 后将烧杯取出，枣子的水分已经完全烘干，分别倒入研钵中进行研磨，研磨至粉末状态，待用。

1.3.2 样品的消解

分别称取研磨后的不同产地的枣子3份，每份 1 g 左右，精称至 0.0001 g，将其装入玻璃内衬中，再向玻璃内衬中加入 5 mL 的浓硝酸，将玻璃内衬装入聚四氟乙烯内衬中，最后放入不锈钢反应釜中，密封后放入 140 ℃ 的烘箱中消解大约 5 h，自然冷却后取出玻璃内衬，得到清亮消解液。

将消解后的液体转移至烧杯中，烧杯放置于电炉上小火加热挥发去除剩余的硝酸，临近蒸干时加入去离子水，继续蒸发至近干时，关闭电炉，将烧杯内的液体转移 25 mL 比色管中，定容至刻度，待测。

1.4 钙、铁、锌标准溶液的配制

1.4.1 钙标准溶液的配制

将质量浓度为 1000 mg/L 钙标准溶液初步稀释至质量浓度为 10 mg/L，分别取 10 mg/L 的钙标准溶液5.00、10.00、15.00、20.00、25.00 mL 于 25 mL 比色管中，用去离子水稀释至刻度线，摇匀，待用。

1.4.2 铁标准溶液的配制

将 1000 mg/L 铁标准溶液稀释至质量浓度为 10 mg /L ，分别取 10 mg/L 的铁标准溶液1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL 于 25 mL 比色管中，用去离子水稀释至刻度线，摇匀，待用。

1.4.3 锌标准溶液的配制

将 1000 mg/L 锌标准溶液稀释至质量浓度为 5 mg/L，分别取 5 mg/L 的锌标准溶液0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL 于 25 mL 比色管中，用去离子水稀释至刻度线，摇匀，待用。

1.5 样品的测量

打开并预热火焰原子化器，分别调节钙、铁、锌元素灯，优化测量条件，主要测量条件列于表1中，通过测量标准溶液的吸光度，绘制钙、铁、锌元素标准曲线，并同时测量前处理过的样品，通过标准曲线计算得出每种样品中钙、铁、锌元素含量。

表1 火焰原子吸收分光光度计的工作条件

1.6 回收实验

称取一定质量的红枣样品，消解、赶酸后转移至 25 mL 比色管中，定容至刻度，用移液管取 12.50 mL 该溶液置于另一只 25 mL 比色管中，两只比色管其中一只用去离子水稀释至刻度，待测。另一只中加入一定体积的标准溶液(钙标准溶液 5.00 mL、铁标准溶液 1.00 mL、锌标准溶液 0.50 mL)后稀释至刻度，待测。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的绘制

以金属元素质量浓度ρ为横坐标，吸光度值A为纵坐标绘制出了钙、铁、锌的标准曲线，如图1、图2和图3所示。从图中可以看出，钙、铁、锌元素质量浓度和吸光度之间线性关系良好，其中，钙元素的线性方程为y=0.0389x-0.006，R2=0.9986；铁元素的线性方程为y=0.0728x+0.0027，R2=0.9997；锌元素的线性方程为y=0.2897x+0.0039，R2=0.9981。

图1 钙标准曲线

图2 铁标准曲线

图3 锌标准曲线

2.2 不同产地红枣中的钙含量

不同产地红枣中钙含量测量结果如表2所示，平均钙质量分数为182.6～393.5 mg/kg，其中样品2即新疆红枣中的钙含量最高，其次是河南红枣，安徽和山东红枣钙含量相当。

表2 不同产地红枣中的钙含量

2.3 不同产地红枣中的铁含量

各地红枣中铁含量测量结果如表3所示，平均铁质量分数为57.3～157.0 mg/kg，其中，山东、安徽和新疆的红枣中铁含量相差都不大，但河南枣中铁含量较高，平均质量分数达到了 157.0 mg/kg。

表3 不同产地红枣中的铁含量

2.4 不同产地红枣中的锌含量

各地红枣中锌含量测量结果如表4所示，平均锌质量分数为7.3～22.3 mg/kg，其中，河南红枣中锌的平均含量最高，山东枣中锌的平均含量最低，安徽和新疆枣锌含量相当。

表4 不同产地红枣中的锌含量

2.5 不同产地红枣铁、钙、锌含量的比较

红枣中微量金属元素含量丰富，不同产地的红枣功效大体上相同，能够补充人体对钙、铁、锌等微量元素的吸收。如图4所示，本实验选用的4种产地红枣中钙含量最为丰富，铁含量次之，锌元素的含量最低，这是由于不同植物对营养元素的需求以及消化吸收利用能力的差异引起的，和植物种类的营养遗传特性息息相关。不同产地的钙、铁、锌含量也有差异，本实验选用的新疆和河南红枣中钙含量比安徽和山东红枣的钙含量更高，河南红枣中铁和锌的含量比其他产地红枣中的铁和锌的含量高，这些差别很可能是由当地的土壤地矿不同引起的。

图4 不同产地红枣中的钙、铁、锌含量

2.6 回收实验

钙、铁、锌元素的加标回收实验结果如表5所示，钙元素的回收率为97.7%～102.8%，铁元素的回收率为96.2%～103.0%，锌元素的回收率为97.0%～100.0%，3种元素的回收率均满足测量要求。

表5 加标回收实验测量结果

3 结论

本文随机选择了市售安徽、新疆、河南、山东产地的红枣为研究对象，在浓硝酸的作用下，利用不锈钢反应釜压力罐在 140 ℃ 条件下对样品进行前处理，采用火焰原子吸收光谱法测定了4种产地红枣中的钙、铁、锌元素的含量，测量方法线性关系良好，回收率符合要求。测量结果表明不同产地的红枣中钙含量最高(182.6～393.5 mg/kg)，铁元素含量次之(57.3～157.0 mg/kg)，锌元素含量最低(7.3～22.3 mg/kg)，不同产地的铁、钙、锌含量有小的差别，这与各个产地的土壤和地质情况相关。