不同品种葡萄皮渣中常量元素和微量元素的测定

李 浡 李双石 章宇宁

（北京电子科技职业学院，北京 100029）

赤霞珠（cabrnet sauvignon）是世界红葡萄酒酿造的首选品种之一，欧亚种，果粒小、皮厚、晚熟，酿成的酒色泽较深。巨峰（kyoho）是中国主要栽培的鲜食葡萄品种之一。

随着中国葡萄产量的增长和葡萄加工业的发展，每年产生约占葡萄加工量25%的皮渣废弃物，皮渣主要由葡萄皮、籽和梗等组成。葡萄皮渣中含有大量有益成分，如有机酸、多酚、黄酮以及维生素等［1］。然而葡萄皮渣的利用率普遍很低，大多数企业一般是将皮籽丢弃或发酵后用作肥料，不仅造成环境污染，对原料也是的极大浪费。因此，充分利用这些生产副产物，既可减少环境污染，又可创造较好的经济效益和社会效益［1］。目前，关于检测葡萄皮渣中元素的研究报道并不多，而且研究对象主要集中在酿酒葡萄皮渣［2，3］，而关于酿酒葡萄与鲜食葡萄皮渣中元素含量的对比还缺乏相关的研究。

微波消解技术作为新型的消解技术已广泛应用于生物、医药、食品等领域的样品处理，尤其适用于含有易挥发元素的样品，微波消解后测定，精密度与准确度都较好［4］。电感耦合等离子 原子发射光谱法（inductively coupled plasma atomic emission spectrometry，ICP－AES）是近年来发展迅速的分析方法，具有检出限低，灵敏度高，精密度好，线性动点范围宽，对有机物样品可有效的消除化学、物理干扰，利用化学工作站可对光谱干扰进行有效校正，同时检测多种元素的优点，已广泛应用于生物样品中微量元素的测定［5，6］。

本试验以葡萄皮渣样品为原料，进行微波消解处理，利用ICP－AES测定葡萄皮、籽、梗等样品中的元素含量，并对不同品种的葡萄（赤霞珠和巨峰）比较分析，对葡萄皮渣中的元素进行较为深入的研究，为以葡萄皮渣为原料的保健品开发提供参考依据。

1 材料与方法

1．1 材料与仪器

1．1．1 材料与试剂

赤霞珠葡萄：采自河北沙城；

巨峰葡萄：市售；

硝酸：优级纯，北京化工厂；

超纯水：由Millipore公司的Milli－QA 超纯水机制得；

K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Pb、Cd标准溶液：1 000μg／mL，国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院。

1．1．2 主要仪器设备

电感耦合等离子体发射光谱仪：IRIS Intrepid ⅡXSP型，美国热电公司；

光纤压力自控密闭微波消解系统：MK 型，上海新科微波技术研究所；

电子天平：FA200N 型，上海精密科学仪器有限公司。

1．2 方法

1．2．1 试验条件 ICP－AES条件：功率：1 300 W；进样速率：1．5 mL／min；雾 化 器 流 量：0．8 L／min；辅 助 气 流 量：0．2L／min；燃烧气流量：15L／min。AES分析谱线详见表1。

表1 元素分析线Table1 Detection wavelengths of elements

1．2．2 样品采集及样品预处理 根据文献［1］处理样品，将赤霞珠及巨峰葡萄的皮籽梗人工分离，温度保持在105 ℃干燥8h，粉碎后过60目筛，备用。

1．2．3 微波消解 分别称取（0．250±0．005）g赤霞珠及巨峰葡萄皮、籽、梗样品于消解罐中，加入4mL浓硝酸摇匀，采用合适微波消解程序进行消解。消解后样液用超纯水少量多次洗入25mL具塞比色管中定容，同时作试剂空白以供测定。微波消解参数见表2。

2 结果与分析

2．1 方法检出限

重复测定空白溶液10次，测得元素的检出限（3倍标准偏差）结果见表3。

表2 微波消解参数Table2 Parameters of microwave digestion

表3 元素的检出限Table3 Detection limits of elements

2．2 标准工作曲线

分别将Cu、Zn、Cr、Ca、Fe、Na、K、Mg、Mn、Pb、Se、Cd的标准溶液稀释为相应的使用溶液。进样后，仪器工作站得出这12种元素的标准曲线，其线性相关系数均大于0．999 6。

2．3 方法回收率

添加一定量的混合标准溶液，对不同品种葡萄皮渣样品进行加标回收试验，平行测定3次，取平均值，结果见表4。结果表明，样品的加标回收率在96．0%～103．8%，方法具有较高的准确度。

2．4 测定结果

每种样品准备5个平行样，将微波处理后的样液进行检测，平行测定3 次，取平均值。各元素的含量见表5。RSD的范围在1．00%～3．26%，方法具有较高的精密度。

作为酿酒葡萄赤霞珠与鲜食葡萄巨峰的皮渣中均富含K、Ca、Mg等常量元素和Fe、Cu、Zn、Mn、Cr、Se等微量元素。有害元素Pb和Cd含量较低或者未检测出。在赤霞珠与巨峰葡萄样品中，同种葡萄的皮、籽、梗中的元素含量各不相同，不同种的含量也均不相同，甚至有较大差异。

3 结论

利用微波消解法对酿酒葡萄赤霞珠与鲜食葡萄巨峰的皮渣进行消解，ICP－AES测定了两种葡萄的皮、籽、梗样品中的12种元素（K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Pb、Cd）的含量，并对其含量进行分析比较。

在酿酒葡萄赤霞珠与鲜食葡萄巨峰的皮渣中，富含有益的K、Ca、Mg等常量元素。K、Ca、Mg在生理方面具有重要作用，K 可维持酸碱平衡，参与能量代谢和维持神经肌肉的正常功能［7］；Ca和Mg是人体必需的常量元素，可拮抗钠，使血管舒张，在保护人体心血管，预防心脏病等方面具有积极作用［8］。在葡萄皮渣含有的常量元素中，含量最高的元素是K，样品按K 浓度高低分别为巨峰葡萄梗、巨峰葡萄皮、赤霞珠葡萄梗、赤霞珠葡萄皮、巨峰葡萄籽和赤霞珠葡萄籽。而在两种葡萄皮渣中，Ca的含量从高到低分别为赤霞珠葡萄梗、巨峰葡萄梗、赤霞珠葡萄籽、巨峰葡萄籽、赤霞珠葡萄皮、巨峰葡萄皮。巨峰葡萄梗、赤霞珠葡萄梗中Mg 的含量较高，分别为2328．5，2054．3mg／kg，其次分别是赤霞珠葡萄

籽、巨峰葡萄籽，巨峰葡萄皮和赤霞珠葡萄皮含量较接近也最低。巨峰和赤霞珠葡萄梗中的K、Ca、Mg的含量最高，均超过籽和皮。

表4 加标回收率测定结果Table4 Results of standard addition recovery test

表5 样品测定结果Table5 The determination results of elements in samples

两种葡萄皮渣中检测出含有Zn、Fe、Mn、Cu、Cr和Se等有益的微量元素。Zn参与多种酶的合成和代谢，促进生长发育，对血细胞有一定的作用，此外还在抗衰老、抗肿瘤方面起辅助作用［7］。Fe 作为重要的元素，具有良好的补血功能［9］。Mn在机体内一部分作为金属酶的组成成分，一部分作为酶的激活剂起作用，能促进生长和正常的成骨作用可清除超氧化物，降低动脉硬化的危险，同时具有抑制癌细胞的作用［9］。

Cu也是人体必需微量元素之一，人体缺Cu会造成细胞脂质过氧化作用增强，使衰老过程加剧［10］。Cr能促进脂质和糖的代谢，体内缺乏，容易引起糖尿病和高脂血症，还可引起动脉粥样硬化［7，11］。Se具有抗氧化、降低重金属毒性及增强免疫等多种功能，并具有抗癌功效［12］。

赤霞珠葡萄皮和葡萄梗中Zn的含量高于巨峰葡萄皮渣样品的含量。巨峰葡萄皮中Fe、Cr的含量均高于赤霞珠葡萄皮及梗中的含量。巨峰葡萄梗中Mn、Cu、Se的含量高于赤霞珠葡萄梗中的含量。

在巨峰和赤霞珠葡萄皮渣中检测到有害元素Pb和Cd。根据《绿色食品干果》（NY／T 1041－2010）和《绿色食品温带水果》（NY／T 844－2010）两项标准来评价，Pb≤1 mg／kg，Cd≤0．05mg／kg，除了巨峰葡萄皮测出Pb超标，其余样品Pb含量均未超标。巨峰及赤霞珠葡萄梗、皮中测出的元素Cd含量很低未超标，而在两种葡萄籽中则未检测出。

根据已有文献［2，3，13］报道，除了赤霞珠葡萄皮渣中K、Cu、Zn、Cr、Mn的含量以及巨峰葡萄皮渣中Fe、Zn、Cu、Cr的含量与文献报道的结果较接近外，两种葡萄皮渣中的其它元素含量与文献报道有一定的差别，可能与葡萄产地不同以及测定方法不同等因素有关。

总之，两种葡萄梗中元素的含量基本比皮、籽含量高，巨峰葡萄梗中的元素含量也普遍超过赤霞珠皮渣元素含量，为葡萄皮渣进一步开发和综合利用提供了参考依据。

1 李浡，李双石，吴志明，等．不同提取方法对葡萄皮油中脂肪酸的影响［J］．酿酒科技，2012（9）：39～42．

2 马娜娜，张静，万力，等．微波消解－ICP－AES法测定葡萄皮渣中生命元素［J］．食品研究与开发，2012，33（7）：114～117．

3 刘涛，苏德奇，马龙．原子吸收光谱法测定葡萄酿酒副产物中的化学元素［J］．光谱实验室，2011，28（6）：3 227～3 230．

4 王继生，王鹤群，郑永军．微波消解ICP－AES法测定四种中药材中的微量元素［J］．济南大学学报，2008，22（1）：59～62．

5 周立业．青海湖东普氏原羚及生境地微量元素季节变化研究［D］．兰州：甘肃农业大学，2009．

6 殷晶玉．妇炎康冲剂及配伍中微量元素的分析［D］．延安：延安大学，2010．

7 杨开，晋浙，胡君荣，等．12种花粉中20种常量和微量元素的ICP－AES法测定［J］．中国食品学报，2010，10（3）：227～232．

8 胡雪梅，谭光群，李晖．治疗心血管疾病中草药中微量元素的测定［J］．四川大学学报，2003，35（1）：109～111．

9 迟晓峰，星玉秀，董琪，等．ICP－AES法测定不同青稞中的20种元素含量［J］．食品科学，2011，32（10）：130～132．

10 额尔登桑，宝音达来，娜仁格日乐．微波消解ICP－AES法测定蒙药嘎日迪－13 中的多种微量元素［J］．光谱学与光谱分析，2006，26（11）：2 134～2 136．

11 吴常文，迟长凤，何光源，等．微波消解ICP－MS法测定曼氏无针乌贼肉和海螵蛸中八种微量元素［J］．光谱学与光谱分析，2009，29（12）：3 395～3 398．

12 王泽科，程水连．微波消解－原子荧光光谱法测定紧压茶叶中的锌、硒［J］．食品与机械，2011，27（3）：79～81．

13 陈义挺，蔡英卿，朱超凡，等．火焰原子吸收光谱法测定葡萄中微量元素的含量［J］．热带作物学报，2011，32（8）：1 572～1 578．