大麦草中微量元素的测定及微量元素营养分析

惠秋沙 李天磊

大麦草(Barley Plants)即大麦青苗，《本草纲目》中记载:麦苗，辛、寒、无毒，捣烂绞汁，饮之，消酒毒暴热，酒疸黄目;煮汁滤服，解蛊毒;藏器，除烦闷，解时疾狂热，退胸隔热，利小肠;做食，甚益颜色。近代的研究表明，麦苗中含有大量对生命肌体活动有益的营养物质，经常食用麦苗制品可增强人体免疫能力，防病抗病，抗衰老［1］。本实验从微量元素的角度进一步探索了大麦草营养保健的化学元素基础并为大麦草营养保健品的深度研究和综合利用提供了新的科学依据，并从微量元素营养学的角度探讨八种微量元素对人体的营养作用进一步证明大麦草是非常合适的功能保健食品。

1 实验材料

1.1 仪器设备 WFX-1D型原子吸收分光光度计;400型电沙浴;FA1104型电子分析天平;SX4-10型马弗炉;电炉;研钵。

1.2 材料及试剂 硝酸、高氯酸为优级纯;Fe、K、Cu、Mg、Ca、Mn、Zn、Se标准溶液为光谱纯基准试剂;大麦草压片(系华堂科技开发有限公司出品委托黑龙江地王药业股份有限公司加工)。

2 样品前处理

2.1 样品处理 将厂家提供的大麦草压片取适量在研钵中研成细粉，备用。

2.2 消化

2.2.1 干法 精密称取处理好的大麦草细粉0.1948 g，分别放入坩埚中在通风橱内置电炉上炭化，再置于马弗炉中500℃高温灰化，用0.4%稀硝酸定容10 ml。

2.2.2 湿法 精密称取处理好的大麦草细粉0.2585 g，放入锥形瓶中，加入少量混酸(硝酸:高氯酸=10:0.3)，置电沙浴上消化，用去离子水定容至10 ml。

2.2.3 空白实验 与上述各步完全相同，干法、湿法分别做平行空白实验。

3 含量测定

3.1 设备条件，见表1。

表1 各微量元素的测定条件

3.2 制备标准曲线

3.2.1 铁标准曲线的测定，见表2。

表2 铁标准曲线的测定数据

铁的标准曲线

3.2.2 钾标准曲线的测定，见表3。

表3 钾标准曲线的测定数据

钾的标准曲线

3.2.3 铜标准曲线的测定，见表4。

表4 铜标准曲线的测定数据

铜的标准曲线及线性方程

3.2.4 镁标准曲线的测定，见表5。

表5 镁标准曲线的测定数据

镁的标准曲线及线性方程

3.2.5 钙标准曲线的测定，见表6。

表6 钙标准曲线的测定数据

钙的标准曲线及线性方程

3.2.6 锰标准曲线的测定，见表7。

表7 锰标准曲线的测定数据

锰的标准曲线及线性方程

3.2.7 锌标准曲线的测定，见表8。

表8 锌标准曲线的测定数据

锌的标准曲线及线性方程

3.2.8 硒标准曲线的测定，见表9。

表9 硒标准曲线的测定数据

硒的标准曲线及线性方程

3.3 样品测定 Fe:按国标法GB/T5009.90-2003食品中铁的测定方法进行测定;K:按国标法 GB/T5009.91-2003食品中钾的测定方法进行测定;Cu:按国标法 GB/T5009.90-2003食品中钾的测定方法进行测定;Mg:按国标法GB/T5009.90-2003食品中钾的测定方法进行测定;Ca:按国标法 GB/T5009.92-2003食品中钾的测定方法进行测定;Mn:按国标法GB/T5009.90-2003食品中钾的测定方法进行测定;Zn:按国标法GB/T5009.14-2003食品中钾的测定方法进行测定;Se:按国标法GB/T5009.93-2003食品中钾的测定方法进行测定。

在3.1条件下测定吸收度，扣除空白植，由标准曲线法计算出每千克样品中的微量元素含量(mg/kg)，见表10。

表10 大麦草微量元素的含量(mg/100 g)

4 回收率的测定

为了验证上述结果的可靠性，对以上8种元素进行回收实验，测试数据见表11。

表11 八种微量元素含量回收率测定数据

通过回收率的测定说明实验方法的稳定性。

5 微量元素营养学分析

5.1 微量元素的主要生理功能 微量元素多数是酶的活性中心或酶的激动剂，酶在体内具有独特的催化作用，能加速体内的生化反应和促进体内的代谢。

运输载体，人体99%的宏量元素通过微量元素运送到全身各个细胞。

激素的组成部分，例如甲状腺分泌甲状腺激素，碘是甲状腺激素的组分。

参与核酸代谢，如矾、锰、铬、铁、钴、镍、铜、锌等微量元素都能影响核酸的合成和代谢。

5.2 微量元素的共同特点 含量低，生理功能大，具有双侧阈浓度的特点，即每种微量元素在人体内都一个安全和适宜的摄入范围，只有在此范围内，通过体内稳态平衡的作用，使组织浓度和功能维持在最佳状态，一旦超过安全和适宜范围，就具有潜在毒性，具有扩大功能的能力。

专一性和特效性，其在体内存在的化学形式有:金属酶，金属蛋白质，金属激活酶，形成离子对或盐的形式等。

人体所需的微量元素必须由外界获得。

5.3 八种微量元素的生理功能和营养作用 钙(Ca):钙是人体必需的常量元素，约占人体总重量的1.5% ～2%。钙以羟基林灰石［3Ca3(PO4).Ca(OH)2］的形式构成骨骼和牙齿，它是血液凝结，心脏和肌肉的收缩和弛缓、神经兴奋与传递，细胞膜通透性的维持，多种酶的激活及体内酸碱成平衡等不可缺少的物质。人体长期缺钙就会导致骨骼、牙齿发育不良，血液不正常，甲状腺机能减退，我国目前食物中钙的摄取量普遍偏低，缺钙已成为全球性危害人类健康的营养问题，不仅婴幼儿明显缺钙，妇女与老人的缺钙也是比较严重。

铁(Fe):铁是人体营养极为重要的必需微量元素，成人含量约4.5 g，73%存在于血红蛋白中，3.3%存在于肌红蛋白中，铁蛋白和血铁黄素中贮存有6.3%，体内铁都与蛋白质结合，无游离状态。红细胞内的血红蛋白是由一种叫卟啉的物质与铁构成血红素，血红素再于珠蛋白结合成血红蛋白，因此铁是血红蛋白合成的重要原料之一。若某些原因使机体对铁的需要量增加，而摄入量不足丢失过多，可以造成缺铁，就会影响红细胞内血红蛋白的合成，从而引起缺铁性的贫血。

锌(Zn):锌存在于人体所有组织中，具有多种生理功能和营养作用，成人体内含锌约1.4～2.3 g，主要分布在肝脏、肌肉、骨骼和皮肤中，通常皮肤、头发指甲中的锌水平可以反映营养状况。在抗衰老及毛发美化方面起着重要作用，有人认为锌低是免疫低下的表现。锌是人体中很多金属酶的组成成分或酶激活剂，在组织呼吸和物质代谢中起重要作用，锌与DNA和RNA，蛋白质的生物合成密切相关，能促进机体生长发育，并能加速创伤组织的愈合。锌不但影响味觉和食欲，还与性机能有关，锌参与胰岛素合成及功能，并影响促肾上腺及皮质激素，锌还具有能使细胞膜或机体膜稳定化的重要作用，锌与心血管疾病和癌肿都有一定关系。

硒(Se):硒是目前研究最活跃的一种人体必需微量元素，成人体内含硒14～21 mg，多分布于指甲、头发、肾脏和肝脏［14-15］。硒和生物活性形式为含硒酶和蛋白(GPx等)，硒是谷胱甘肽过氧化物(SOD)活性中心的必需成分，SOD可破坏机体正常代谢过程中形成的有害过氧化物，保护细胞膜，能清除体内自由基具有抗衰老的功能。硒能促进淋巴细胞产生抗体，提高肺泡中谷胱甘肽过氧物酶的活性，促进吞噬细胞功能，硒缺乏时体液免疫功能下降，降低细胞免疫功能和吞噬细胞杀菌功能，硒能使血中免疫球蛋白水平增高，增强人体免疫系统功能。我国目前食物中硒供给量一般不足。

铜(Cu):人体各器官均含有铜，以肝、脑、心、肾较多，肝是铜贮存的仓库，可以调节血中铜量，成人体内含铜总量约为80 μg。铜是人体许多金属酶的组成成分，它们都是氧化酶，在生物氧化过程和代谢过程中有重要作用。铜能促进铁的吸收，缺铜时血红蛋白合成减少，可以导致贫血。每日膳食中铜的安全和适宜摄入量对成人为2～3 mg，铜的摄入过多，也同样会引起中毒，如肝豆状核变性。

钾(K):细胞内液中主要的阳离子，维持体内的水平衡，渗透压及酸碱平衡。增强肌肉兴奋性，维持心跳规律，参与蛋白质，糖类和热能代谢。对心血管系统的作用，主要是参与细胞膜静息电位的形成，传导神经冲动，维持细胞内渗透压，维持神经肌肉的兴奋性，参与细胞的能量代谢。

镁(Mg):细胞内液中重要的阳离子，激活体内多种酶，维持核酸结构的稳定性，抑制神经的兴奋性，参与体内蛋白质合成，肌肉收缩和体温调节作用。Mg对人体心血管系统的作用是参与酶和能量的代谢，抑制房室传导，降低心肌兴奋性。

锰(Mn):锰盐难溶，不易吸收，是活化硫酸软骨素合成酶系统，促进生长和正常的成骨作用，缺乏时生长迟缓，生殖机能受阻，锰还参与造血过程，各种贫血患者血锰量多有降低。锰对心血管亦是有益的元素，能促进细胞内脂肪的氧化作用，降低肝脏内脂肪的含量。

6 讨论

由实验结果可知大麦草中含量最多的微量元素主要是K(4975.34 mg/100 g)、Ca(868.79 mg/100 g)、Mg(584.65 mg/100 g)，其次是 Fe(2.922 mg/100 g)、Se(2.64 mg/100 g)、Zn(2.053 mg/100 g)，最少量的为 Cu(0.7195 mg/100 g)、Mn(0.5175 mg/100 g)。根据微量元素双侧阀浓度的特点和科学安全适宜的摄入范围［2-4］，大麦草中八种微量元素根据微量元素在人体的最适浓度范围刚好呈一种递推关系，对于人体需求量很大的微量元素钙(Ca)、钾(K)在大麦草中含量很大并其含量在人体安全摄入范围内，含量特别少的铜(Cu)、锰(Mn)，人体的本身摄入量本就不能太大，如果过大会造成毒副作用的出现，而这两种元素的含量也是很合理的［5，6］。硒是一种高活性的微量元素，人们都在试图努力开发富硒食品，在大麦草中测到的含量是比较高的，而高硒饮食人群患癌的几率远小于缺硒少硒人群。对于钙、硒、锌的含量对中国人群有特别的营养学意义，人类的缺钙现象比较普遍，而中国人的缺钙现象尤其严重，而硒是抗癌主要微量元素，锌称之为生命元素［7-13］。

本实验研究为大麦草的利用开发提供了一定的理论参考，特别是从无机元素营养学的角度更进一步证明了大麦草的作用元素基础。相信随着功能保健食品的发展，在麦草的研究回全面的探讨。

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