微波消解-火焰原子吸收法测定谷物食品中的钙元素

冯然军，何恩鹏，粟智，刘俊

(1.新疆师范大学 体育学院，新疆 乌鲁木齐 830054;2.新疆师范大学 化学化工学院，新疆 乌鲁木齐 830054;3.新疆出入境检验检疫局 技术中心，新疆 乌鲁木齐 830063)

钙是人体必需的矿物质营养素，在人体中发挥着重要的生理和营养作用，钙元素的补充可以有效预防老年人因缺钙导致的骨质疏松，少儿缺钙引起的发育不良等问题［1］。目前，钙元素的测定方法主要有电位滴定法、电感耦合离子体质谱法、原子吸收光谱法、吸收分光光度法等［2-4］。其中电位滴定法测定操作条件苛刻，电感耦合离子体质谱法费用高，难以满足大批量检测需求。近年来由于原子吸收法操作简单的特点，多用于检测微量元素，但有关在谷物类食品中的运用并不多见。

传统的样品处理一般采用干灰化法和湿法消化［5］，前处理方法耗时费力且易造成样品污染。本实验通过微波消解处理样品，采用空气-乙炔火焰原子吸收法测定谷物食品中的钙。该方法操作简单、耗时短、精确度高、重复性好，在谷物类食品中测定钙元素含量应用良好。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

碳酸钙、硝酸、盐酸(浓度为69% ～71%)、氧化镧均为分析纯;谷物类食品玉米粉、小麦粉、黄豆粉。

Pin AAcle 900T 型火焰原子吸收仪(工作条件见表1);MARSX 型微波消解炉;AL204-IC 型电子分析天平;消化管(材质为聚四氟乙烯);涡旋仪［德国IKAMS3 basic(基本型)旋涡混合器］;移液枪。

表1 原子吸收光谱仪测定的操作参数Table 1 Operation conditions of atomic absorption spectrometry

1.2 标准储备液及工作液配制

准确称取氧化镧20 g，加盐酸80 mL，用蒸馏水定容至1 L，配制成20 g/L 的氧化镧溶液。准确称取碳酸钙标准品，用20 g/L 氧化镧溶液配制成质量浓度为500 μg/mL 的标准储备溶液。储存于聚乙烯瓶中，4 ℃保存，有效期3 个月。用蒸馏水逐级稀释成浓度为0.5，1.0，1.5，2.0，3.0 μg/mL 的标准工作液。

1.3 实验方法

准确称取0.5 g(精确至0.001)样品放入消化管内，加入8 mL 硝酸(质量分数69%)。移入微波消解炉内的转动架上，按表2 微波消解程序进行消解。取出消化管，置于通风橱内打开消化管，放置5 min。将消化管内消解的样品用蒸馏水洗涤过滤转移至50 mL 容量瓶中，用20 g/L 氧化镧定容至刻度，涡旋混匀，进行测试。取相同量的样品，按上述过程操作做实际空白实验测定。

表2 微波消解仪工作参数Table 2 Conditions for microwave digestion of samples

2 结果与讨论

2.1 微波消解条件优化［6-8］

样品微波消解过程中一般采用盐酸、硝酸进行消解。实验发现，加硝酸钙的吸光度效果比盐酸的好。故选择硝酸对谷物食品进行消解。

2.2 释放剂氧化镧的选择

考虑到空气-乙炔火焰原子吸收在测定样品中的钙时容易受酸根离子的干扰，在实验处理过程中参考并采用La3+浓度为20 g/L 时消除酸根离子的干扰［9］。

2.3 校准曲线的绘制

取浓度分别为1.0，1.5，2.0，3.0 μg/mL 的标准工作液，用火焰原子吸收仪测定其吸光度值(Y)，以Y 为纵坐标，标准溶液浓度(X)为横坐标绘制标准曲线(图1)，线性回归，得回归方程Y =0.007 65+0.064 71X ，相关系数R=0.997，线性关系良好。

图1 钙的标准曲线Fig.1 The standard curve of calcium

2.4 方法的精密度和回收率

在3 种不同样品中，分别将浓度为100，200，300 μg/kg的钙标准品溶液进行加标空白测定回收和精密度实验测定［10］，每个样品水平测定5 次，结果见表3。

表3 方法的回收率及精密度(n=5)Table 3 Recoveries and RSD of the method(n=5)

由表3 可知，不同浓度下目标物的回收率为90.7% ～105.9%，相对标准偏差均小于0.1%，说明本方法准确可靠。

3 结论

采用火焰原子吸收法测定谷物类食品中钙元素的实验过程简单，方法灵敏度高、准确度精确、选择性好、操作简便、分析速度快，该方法适用于检测部门对谷物类产品中钙元素含量的检测。

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