同产地的黑米与白精米中微量元素含量的测定

梁振芬，王文佳，王小雨，房 阳

（黑龙江质量监督检测研究院，黑龙江哈尔滨150050）

微量元素与人体健康密切相关，现已证明许多元素在人体发育和生命活动以及衰老、防病治病方面起着重要作用。黑米自古以来就是人们比较喜爱的食品，兼具药食双补的效果，俗称“药米”、“长寿米”[1]。现代医学证实，黑米具有滋阴补肾，健脾暖肝、补益脾胃、益气活血等疗效。常食用黑米，有利于防治头昏、贫血、白发、眼疾等症。经研究证实黑米的营养价值要远远高于精白米。

黑色作物中微量元素含量的测定报道不多见，多选用AAS 法和ICP-AES[2，3]法，但是相较于前两者电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法以其动态线性范围宽、检出限低、干扰少、精度高等优点更显优越性[4，5]。因此，为进一步探讨黑米和白精米中的营养价值差异，本文采用ICP-MS 法对黑龙江4 个地区的黑米及白精米中的13 种微量元素进行了测定。

1 实验部分

1.1 仪器设备

电感耦合等离子体质谱分析仪（美国Agilent，7700e），使用前用含1ng·mL-1Li、Y、Ce 和Tl 的调谐溶液优化仪器参数，见表1。

表1 ICP-MS 的工作参数Tab.1 Instrumental conditions and data ac quisition parameters of ICP-MS

1.2 材料与试剂

Na、Mg、K、Ca、Al、V、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Se、Mo微量元素混合标准储备液（Agilent 公司，1000μg·mL-1）；HNO3（高纯，科密欧公司）；实验用水为超纯水（美国Millipore，Milli-Q）；实验用样品来自黑龙江省哈尔滨市松北区（A）、五常市（B）、木兰县（C）、延寿县（D）4 地。

1.3 实验方法

首先将4 个地区（A、B、C、D）的黑米及白精米样品脱壳、粉碎、制成粉沫。准确称取试样各0.50g于50mL 高硼硅消解管中，加入8mL 硝酸置于电热消解仪上预处理一晚，然后升温至120℃，消解120min，其后将样品在150℃消解至澄清透明，赶酸后转入50mL 容量瓶中，定容摇匀。每个样品做3 个平行样，同时做样品试剂空白。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线

标准溶液系列导入ICP-MS 进行测定，分别得到13 种元素的线性方程及元素检出限见表2。

表2 线性方程和检出限Tab.2 Linear equations and detection limits of elements

2.2 样品中微量元素的测定

根据不同标准曲线序列分别加入5 和50ng·mL-1于D 地区黑米样品中做加标回收，测定结果显示各元素的加标回收率均处于87%～108%，见表3。

表3 大米样品中的微量元素含量（mg·kg-1）Tab.3 Measurement results of trace elemental concentration in rice samples

这证实了采用ICP-MS 法定量测定这些元素含量是可靠的，每个样品的13 种微量元素含量亦列入表3。

根据这些数据，我们大体可以将同一产地的黑米和白精米中各微量元素含量的比较分为如下两种情况进行归类分析。第一类，黑米中Na、Mg、K、Ca、Al、V、Mn、Fe 等8 种元素含量比白精米高，见图1～8，其中1、2、3、4 分别代表A、B、C、D 4 个产地，这说明在生长环境基本相同的情况下，黑米比较容易吸收富集这8 种元素。这些元素中含量最高的是K，最低的是V，其含量从大到小为：Al＞Mg＞Na＞Ca＞Al＞Mn＞Fe＞V。其中同产地黑米Na、Mg、K、Ca、Mn 等5 种元素含量小于该地白精米含量的两倍，且其含量趋势与白精米基本一致，该数据显示这5 种元素在4 个产地环境中分布较均匀。但是其铝、铁、钒等3 种元素含量与白精米中相比相差明显，能达到白精米的3～4 倍，这说明当环境情况允许时黑米对某些特定微量元素的富集能力远强于白精米。

图1 黑米与白精米中的Al 含量Fig.1 Content of Al in rice sample

图2 黑米与白精米中的Fe 含量Fig.2 Content of Fe in rice sample

图3 黑米与白精米中的V 含量Fig.3 Content of V in rice sample

图4 黑米与白精米中的Na 含量Fig.4 Content of Na in rice sample

图5 黑米与白精米中的Mg 含量Fig.5 Content of Mg in rice sample

图6 黑米与白精米中的K 含量Fig.6 Content of K in rice sample

图7 黑米与白精米中的Ca 含量Fig.7 Content of Ca in rice sample

图8 黑米与白精米中的Mn 含量Fig.8 Content of Mn in rice sample

第二类，实验数据显示黑米中Cu、Zn、Se、Mo、Co 等5 种微量元素含量普遍没有白精米高，如图9～13 所示，其中1、2、3、4 分别代表A、B、C、D 4 个产地，这说明在生长环境基本相同的情况下，黑米中微量元素含量并不全比白精米多。当然，有些情况可能与产地土壤环境中个别地块这些元素的含量存在直接关系，如D 产地的钴含量明显与其他三地中含量趋势不同。由此可见，对于Se、Mo 和Co 这些稻米中含量较低的元素，其生长环境中元素的些微差别也会对产品产生较明显影响，因此，如需获取微量元素含量均明显高于白精米的黑米，那么其产地土壤、水源等因素应充分考虑。

图9 黑米与白精米中的Cu 含量Fig.9 Content of Cu in rice sample

图10 黑米与白精米中的Zn 含量Fig.10 Content of Zn in rice sample

图11 黑米与白精米中的Se 含量Fig.11 Content of Se in rice sample

图12 黑米与白精米中的Mo 含量Fig.12 Content of Mo in rice sample

图13 黑米与白精米中的Co 含量Fig.13 Content of Co in rice sample

3 结论

综上所述，我们利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法准确测定了4 组同产地的黑米与白精米样品中的Na、Mg、K、Ca、Al、V、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Se、Mo 13 种微量元素的含量。研究中我们发现这些黑米中Na、Mg、K、Ca、Al、V、Mn 和Fe 等8 种微量元素含量比白精米高，这说明在生长环境基本相同的情况下，黑米确实比较容易富集这些微量元素，从有益微量元素含量角度来说黑米的营养价值更高。同时Al、V、Fe 等个别元素的比较也显示了黑米对某些特定微量元素的富集能力强于其它。但是对于Se、Mo 和Co 等稻米中含量较低的元素来说，其生长环境中微量元素的些微差别也会对产品产生明显影响。因此，我们不能一概而论的说黑米中微量元素含量均远高于白精米，即使同产地的样品也应充分考虑土壤、水源等因素。

［1］冯彦博.黑色食品的营养价值及开发利用［J］.西部粮油科技,2003,（2）:36-38.

［2］邱洪久,景立新,杨立军，等.火焰原子吸收光谱法测定啤酒新原料黑米中铁锰锌［J］.分析试室,1994,13（1）:92-93.

［3］王平,孙慧,张兰杰，等.黑米,黑豆,黑芝麻中几种微量元素含量的测定［J］.鞍山师范学院学报,2000,2（1）:95-98.

［4］Dri K.E.Jarvis,A.L.Gray,R.S.Houk,感耦合等离子体质谱手册［M］.北京:原子能出版社,1997,10.

［5］谢永臻,陈宾,庄峙厦,王小如，等.电感耦等离子体质谱（ICP-MS）同时测定人发中的微量元素［J］.厦门大学学报（自然科学版）,1998,37（4）:557-562.