可可粉中铜、铁、锌、锰、铅的测定

蒲涛猛，张金生，*，李丽华，焦瑞，牛桂昂

（1.辽宁石油化工大学化学与材料科学学院，辽宁抚顺 113001；2.辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺 113001）

可可粉中铜、铁、锌、锰、铅的测定

蒲涛猛1，张金生1，*，李丽华2，焦瑞1，牛桂昂1

（1.辽宁石油化工大学化学与材料科学学院，辽宁抚顺 113001；2.辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺 113001）

摘 要：建立微波消解火焰原子吸收法测定可可粉中的微量元素铜、铁、锌、锰、铅含量的方法。对酸效应、共存离子干扰、背景干扰、准确度和精密度进行考察。用微波消解法处理可可粉。测得各元素的工作曲线相关系数均大于0.999 0，方法检出限均小于0.004 2 mg/L，相对标准偏差（RSD）均小于4.72%，各元素的加标回收率分别为96.5%～101.2%、97.3%～102.7%、95.4%～101.5%、97.7%～102.3%。经统计对比不同厂家生产的可可粉，发现各元素的含量不存在显著差异。

关键词：火焰原子吸收法；可可粉；铜；铁；锌；锰；铅

可可粉是可可豆经发酵、粗碎、脱壳、焙炒、脱脂、粉碎之后的粉状物[1]，含有多种人体需要的微量元素，这些微量元素参与人体多种生理作用[2-4]。可可粉可用于饮料、糖果、糕点，由于可可制品在人们的日常饮食中消耗巨大，测定可可粉中的微量元素有利于可可制品的进一步研发及帮助人们了解日常饮食时摄入金属元素的含量，避免不健康饮食导致的疾病[5-7]。

本实验采用火焰原子吸收法测定可可粉中的微量元素，结合快捷简便的微波消解技术，保证该实验方法准确可靠[8]。

1 材料与方法

1.1 试剂与主要仪器

1.1.1 试剂

铜、铁、锌、锰、铅标准储备液均为1 g/L，浓硝酸（GR）；双氧水（GR）；二次水；可可粉。

1.1.2 仪器

WFX-110A型火焰原子吸收分光光度计：北京瑞利分析仪器公司；Excel微波消解仪：上海屹尧仪器科技有限公司；FA2104N电子天平：上海天平仪器厂；766-3型远红外干燥箱：上海阳光实验仪器有限公司；SG纯水仪：德国；DRT-SX型数显恒温电热套：郑州长城科工贸有限公司。

实验中所用器皿用（1+1）硝酸浸泡，洗涤，干燥后备用。

1.2 火焰原子吸收工作条件

火焰原子吸收的最佳工作条件如表1所示。

表1 火焰原子吸收仪器工作条件Table 1 Flame atomic absorption working conditions of the instrument

1.3 微波消解仪工作条件

微波消解仪最佳的工作参数见表2。

表2 微波消解仪工作条件Table 2 Microwave digestion working conditions of the instrument

1.4 方法

将少量可可粉，放在远红外干燥箱中，在80℃下烘干8 h，准确称量样品0.2 g，放于消解罐中，加入5 mL浓硝酸，2 mL双氧水，放入消解罐中消解。消解完毕，冷却至室温后，将消解液转移至100 mL烧杯中，多次洗涤消解罐，倒入烧杯中，加热到微沸状态下，持续微沸到烧杯中剩余1 mL～2 mL消解液，冷却后，转移至50 mL容量瓶中，用二次水定容，摇匀备用。

2 结果与讨论

2.1 酸效应的考察

配制一定浓度的铜、铁、锌、锰、铅标准溶液各6份，并调节酸度，使其分别达到1%～6%（体积分数），依次测定吸光度。实验结果表明，火焰原子吸收法测定铜、铁、锌、锰、铅时，吸光度在1%～6%（体积分数）的酸度范围内恒定，考虑硝酸对实验人员的危害，本实验采用1%的硝酸，如图1所示。

2.2 共存离子干扰实验

对于2mg/L的铜、铁、锌、锰、铅试剂的测定，相对误差为±5%时，共存离子的允许量为：K+和Na+为800mg/L，Cu2+、Fe3+、Zn2+、NO3-为 500 mg/L，Ca2+和 Mg2+为 800 mg/L，Mn2+和Pb2+为20 mg/L，以上干扰实验中共存离子的考察浓度均已超过其在可可粉待测液中的可能含量，因而对测定结果无影响。

图1 酸度对吸光度的影响Fig.1 The influence of acidity on spectrophotometry

2.3 背景干扰的考察

在选定的实验条件下，比较使用氘灯和不用氘灯对测定铜、铁、锌、锰、铅标准溶液的吸光度差别。实验结果表明，两种情况下，测定的铜、铁、锌、锰、铅标准溶液的吸光度一致，表明不存在背景吸收。

2.4 绘制标准工作曲线

配制一系列所需浓度的标准工作溶液，按火焰原子吸收仪器最佳工作条件进行测定，并根据所测数据绘制各微量元素的工作曲线，由下表可知，各微量元素在所测的浓度范围内具有良好的线性关系。

表3 线性方程及检出限Table 3 Linear equation and the detection limit

2.5 精密度实验

对试液重复测定6次，测得相对标准偏差见下表。

表4 精密度实验结果（n=6）Table 4 The result of the precision test（n=6）

2.6 样品的测定和加标回收实验

分别测定2种进口可可粉和1种国产可可粉中的铜、铁、锌、锰、铅的含量。每种样品经微波消解，以选定参数的火焰原子吸收仪测定样品中微量元素，并计算回收率。

表5 可可粉中微量元素的测定结果（±s，n=6）Table 5 The test results of trace elements in cacao powder（±s，n=6）

表5 可可粉中微量元素的测定结果（±s，n=6）Table 5 The test results of trace elements in cacao powder（±s，n=6）

注：*表示可可粉中铅含量为0。

元素样品1/（mg/kg）样品2/（mg/kg）样品3/（mg/kg）回收率/%Cu 15.3±0.63 15.9±0.59 14.8±0.52 96.5～101.2 Fe 10.2±0.49 10.8±0.45 10.5±0.42 97.3～102.7 Zn 11.1±0.43 11.8±0.39 11.6±0.37 95.4～101.5 Mn 1.2±0.09 1.3±0.16 1.5±0.14 97.7～102.3 Pb * * * *

依据t检验法对可可粉中微量元素的含量进行统计比较（置信度 P=95%，t0.95，3=3.182）。对 3个不同厂家生产的可可粉两两对比后，发现其中铜、铁、锌、锰的含量均无明显差异（t计

3 结论

1）采用微波消解-火焰原子吸收法测定可可粉中微量元素，保证方法操作简便、快速、无污染，灵敏度高，准确度好，结果可靠。

2）根据统计结果分析，进口与国产的可可粉中微量元素无显著差异，说明国内的生产工艺达到国际水平，为国产可可粉进入国际市场提供可靠的科学依据。

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[1]Maria Laura Colombo,Maria Teresa Pinorini-Godly,Ario Conti.Botany and Pharmacognosy of the Cacao Tree[M].Berlin:Springer-Verlag,2012:41-62

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Determination of Cu Fe Zn Mn Pb in Cocoa Powder

PU Tao-meng1，ZHANG Jin-sheng1，*，LI Li-hua2，JIAO rui1，NIU Gui-ang1
（1.College of Chemistry and Material Science，Liaoning Shihua University，Fushun 113001，Liaoning，China；2.College of petrochemical Technology，Fushun 113001，Liaoning，China）

Abstract：The method of determining the contents of trace element Cu Fe Zn Mn and Pb in cacao powder was studied by microwave digestion-flame atomic absorption spectrometry.Some process variables，including the effects of acid，coexistence ion disruption，background interference，accuracy and precision were optimized.The cacao powder was treated by microwave digestion.We can obtain the linear coefficients （all more than 0.999 0），limits of detection （all less than 0.004 2 mg/L）， the RSDs（all less than 4.72%）.The standard addition recovery rate of each element respectively were 96.5%-101.2%，97.3%-102.7%，95.4%-101.5%，97.7%-102.3%.The result proved that the method was correct and reliable，higher sensitivity and recovery.Compared with the content of each element in cacao powder from different manufacturer through statistical comparison，the results showed that there was no significant difference.

Key words：flame atomic absorption spectrometry；cacao powder； copper；iron；zinc；manganese；lead

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2014.06.025

蒲涛猛（1985—），男（汉），硕士研究生，研究方向：现代分析测试新技术。

张金生，男，博士，教授。

2012-08-22