有机和常规栽培的黑芝麻中矿质元素的比较

张珠宝，焦泽鹏，李焕勇，雷 浩

（1.暨南大学化学系，广东广州510632；2.暨南大学分析测试中心，广东广州510632）

黑芝麻（black sesame）又名胡麻，为胡麻科植物脂麻的黑色种子。在当今保健食品和黑色食品盛行时期，黑芝麻以其富含蛋白质、不饱和脂肪酸、氨基酸、维生素、芝麻素、矿物质等营养成分［1］和具有补肝肾、滋五脏、益精血、润肠燥、降血压、延缓衰老等独特功效［2－3］，成为药食兼用的保健和滋补佳品，备受人们热捧。

近年来，随着人们生活水平的提高以及食品安全事件的频繁发生［4－5］，有“安全”、“营养”、“味美”、“健康”美称的有机产品成为了人们的新宠，获得了广泛关注［6］。有机黑芝麻也在一定程度上取代了传统黑芝麻的地位，广为人们食用。然而，对于有机黑芝麻与普通黑芝麻品质优越性与安全性的比较研究报道不多，特别是其中矿质元素的比较研究更加少见。为此，作者采用微波消解，通过电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP－AES）对有机和常规栽培的黑芝麻中的矿质元素进行定性和定量分析，并比较其差异性，以期从矿质元素的角度，对两种不同种植方式的黑芝麻的营养价值作出客观、正确的评价，以便消费者了解它们的差异并正确选择膳食，也为生产者的合理开发、安全生产和使用提供必要的科学依据。

1 实验

1.1 材料、试剂和仪器

有机栽培和常规栽培的黑芝麻样品，产自东北。

Spex Assurance多元素混合标准品（浓度为1 000 mg·L－1，含10%HNO3），美国Spex Certiprep公司；氩气符合GB／T 4842－2006［7］要求，广州科名气体公司；硝酸（65%，优级纯）、过氧化氢（30%，分析纯），广州市化学试剂厂；实验用水为高纯水。

100－1000型微升移液枪，德国Brand公司；BP121S型电子分析天平，北京赛多利斯天平公司；DHG－9145A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；Milli－QS型超纯水机，美国Millipore公司；Optima 2000DV型电感耦合等离子体发射光谱，美国Perkin Elmer公司；MICHEM MD6型微波消解仪，北京盈安美诚科学仪器有限公司。

1.2 仪器工作条件

ICP－AES工作参数：高频发生器射频功率1 100 W；使用氩气，等离子体气流量15L·min－1；辅助气流量0.2L·min－1；雾化器气流量0.8L·min－1；泵流量1.5mL·min－1；样品溶液提升速率1.5mL· min－1；重复3次。

1.3 标准溶液的配制

用高纯水稀释多元素混合标准品制得不同浓度的混合标准溶液，各种元素的系列浓度分别为0mg· L－1、0.4mg·L－1、0.8mg·L－1、1.0mg·L－1、2.0 mg·L－1、5.0mg·L－1。

1.4 样品的制备

准确称取烘干混匀研磨的黑芝麻样品0.5g（精确到0.0001g）于四氟乙烯罐中，加入5mL HNO3、2 mL H2O2，微波消解。将消解液转入100mL容量瓶中，用少量3%硝酸溶液洗涤消解罐3次，洗液合并于容量瓶中，用高纯水稀释至刻度、定容，摇匀后供ICPAES测定。同法制备空白样品溶液和加标样品溶液。每个试样平行测定3次，取平均值。

2 结果与讨论

2.1 黑芝麻中矿质元素的定性分析

在1.2条件下，通过ICP－AES对黑芝麻样品进行33种元素的分析和鉴定，定性分析出黑芝麻中富含Al、Ba、Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、P、Sr、Zn、Si、Ti等15种对人体保健具有重要作用的矿质元素［8］，未检出As、Cd和Pb等危害人体健康的重金属元素。

2.2 分析波长、相关系数及检出限的测定

在实验条件下，测定黑芝麻样品中富含的15种矿质元素的分析线、线性关系，各元素的分析波长、相关系数及检出限如表1所示。

表1 各元素的分析波长、相关系数及检出限（n＝10）Tab.1 Analytical wavelength，correlation coefficient and detection limit of different elements（n＝10）

由表1可知，实验所用方法检出限低、灵敏度高，各元素在工作范围内的线性关系良好，相关系数为0.9991～1.0000，适用于待测样品的测定。

2.3 精密度考察

为了验证本方法测定黑芝麻样品的准确性和可靠性，进行了加标回收实验，同时通过平行测定同一样品6次结果的相对标准偏差（RSD）考察其精密度，结果见表2。

表2 方法的加标回收率和精密度测定结果（n＝6）Tab. 2 Recovery and precision results of the method（n＝6）

由表2可知，各元素的回收率为94.2%～105.1%，RSD＜5.0%，表明实验所用微波消解－ICPAES方法具有良好的精密度，符合分析要求。

2.4 有机和常规栽培的黑芝麻中矿质元素含量的测定和比较

对有机和常规栽培的黑芝麻样品中15种矿质元素的含量进行了测定，结果如表3所示。

对表3结果进行了t（α＝0.05）检验，发现两种黑芝麻中的矿质元素含量存在显著性差异（P＜0.05），除了Mn含量比普通黑芝麻低47.5%外，有机栽培的黑芝麻中其它14种主要矿质元素优势明显。其中常量元素K、Mg、Ca、Na、P较常规栽培的黑芝麻高出58.6%～132.0%，人体必需的微量元素Cu、Fe、Cr、Zn、Si、Sr高出20.7%～553.8%，人体可能需要的元素Al、Ba、Ti分别高出40.3%、47.8%和566.2%。上述差异可能与不同栽培方式下黑芝麻生长的气候、土壤、水质等生态环境不同密切相关。

2.5 讨论

（1）测定结果表明有机栽培能够有效地提高黑芝麻中有益的矿质元素的含量，且没有造成重金属污染，既能提高食品的营养价值和品质的优越性，又能保障其安全无污染。从矿质元素的角度来看，在中国目前的生产条件下，有机种植的生产模式相比常规的生产模式而言，能获得更安全、更营养、更健康的食品，值得大力推行和深入研究。

表3 有机和常规栽培的黑芝麻中矿质元素含量的测定结果（n＝3）／（mg·kg－1）Tab.3 Determination results of mineral elements in organic and traditional black sesame（n＝3）／（mg·kg－1）

（2）作者只对黑芝麻进行了矿质元素这部分营养成分的比较分析，没有涵盖维生素C、蛋白质等其它营养成分以及农药残留等安全指标，有待进一步的深入研究，从而为食品的合理生产、开发和利用提供更全面科学依据。

3 结论

采用微波消解－ICP－AES对有机和常规栽培的黑芝麻中矿质元素的含量进行测定和比较。结果表明，所测的两种黑芝麻中均含有Al、Ba、Ca、Cr、Cu、Fe、Mg、K、Mn、Na、P、Sr、Zn、Si、Ti等15种较为丰富的矿质元素，但其含量差异显著（α＝0.05），均未检出有害重金属As、Cd和Pb。除了Mn之外，有机栽培的黑芝麻中其它14种矿质元素的含量显著高于常规栽培的，这在一定程度上表明有机栽培能够生产出无污染、更高质量、更富营养的生态食品，在保障食品安全性的同时也提高了其品质的优越性。通过分析矿质元素含量的差异，可为食品的品质和安全性的评价提供科学的参考依据。

［1］ 代艳红.黑芝麻的利用价值与开发研究［J］.绿色科技，2013，（6）：64－65.

［2］ 魏甡生.养生佳品——黑芝麻［J］.知识就是力量，2010，（5）：22－23.

［3］ 梁国新.黑芝麻的药用研究进展［J］.中国老年保健医学，2010，8（5）：41.

［4］ CHEN M F.Consumer attitudes and purchase intentions in relation to organics foods in Taiwan：Moderating effects of food－related personality traits［J］.Food Quality and Preference，2007，（18）：1008－1021.

［5］ 左锡贵，罗云，聂菱，等.浅谈食品安全与食品安全风险监测［J］.中国卫生检验杂志，2013，23（10）：2401－2402.

［6］ 世界食品市场的新宠——有机食品［J］.中国农村小康科技，2002，（1）：34－35.

［7］ GB／T 4842－2006，氩［S］.

［8］ 曾琦斐.微量元素与人体健康［J］.中国科技信息，2008，（3）：158－159.