基于氢化原子荧光法的苹果中Se形态分析研究

黄田富，胡志彪，刘金仙



基于氢化原子荧光法的苹果中Se形态分析研究

黄田富，*胡志彪，刘金仙

（龙岩学院化学与材料学院，福建，龙岩364000）

采用连续浸提分离技术，将苹果中的Se以水溶态、有机物结合态和残渣态3种形态选择性地提取，并用HG-AFS法检测了各形态的硒含量和总硒含量。结果表明：该方法硒的检出限为0.028 ng/mL，线性范围为0~10 ng/mL，精密度为2.8%，回收率为94.15%~108.95%；苹果中硒的3种形态含量不同，水溶态> 有机结合态> 残渣态，三者的加和略小于总硒含量，误差在2.6%以内。

氢化物发生–原子荧光光谱法；连续浸提；Se形态

硒具有调节维生素A、C、E和K的吸收与利用、调节蛋白质的合成、增强生殖功能等许多重要的生理功能，是肌肉功能的重要成分，还具有抗氧化、抗癌等作用[1-3]，是人体必需的微量矿物质营养元素之一。但硒在人体内的安全含量范围较小，缺硒是导致大骨节病和克山病的病因之一，但摄入量过多则会中毒[4-6]。研究表明，Se在食物链中的迁移转化规律、生物效应及其毒性不仅取决于其总浓度，还依赖于其存在的具体化学形态[7-9]。

人体中的硒来源于食品。苹果富含硒，是人体硒的重要补充源之一。目前的研究集中在苹果的总硒含量上，鲜见对其形态分析的报道。本研究以市售苹果为对象研究，应用连续浸提技术将苹果中的Se以水溶态、有机结合态和残渣态3种形态分别提取，并用氢化物发生-原子荧光光谱法检测各形态Se含量和总Se含量，为富硒苹果新品种的开发及苹果汁加工提供安全科学的理论依据。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

AFS-9800全自动四灯位原子荧光光度计（北京海光仪器有限公司）；硒高强空心阴极灯（北京有色金属研究总院）；台式离心机（长沙英泰仪器有限公司）；恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）；XT-9900A智能微波消解仪（上海新拓分析仪器科技公司）。

硝酸、盐酸（GR，国药集团化学试剂有限公司）；双氧水（AR，质量分数30%，国药集团化学试剂有限公司）；硼氢化钾（AR，国药集团化学试剂有限公司）；硒标准溶液（100 mg/L，国家环保总局标准样品研究所）；所用水为二次蒸馏水。

所用器具均在10%硝酸中浸泡24 h后用去离子水和二次蒸馏水洗净。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

样品于当地大型超市购买：山东栖霞苹果，标号为1# ；澳洲青苹果，标号为2# 。用去离子水洗净，去芯核，碾碎，于40 ℃烘箱中干燥，用玛瑙研钵磨至200目，室温干燥贮存备用。

1.2.2 总硒的测定

按照卫生部食品中硒的测定标准方法（GB/T5009.93-2003），称取苹果样品1#、2# 各1.00 g，分别置于50 mL聚四氟乙烯消解罐中，加入6 mLHNO3，3 mL30%H2O2，5 mL二次蒸馏水，旋紧密封，浸泡12 h，置微波消解仪炉内，按表1程序消解。

表1 微波消解程序

冷却，取出，转移至烧杯中，然后加入5 mL浓盐酸，煮沸10 min，使Se(Ⅵ)还原为Se(Ⅳ)，冷却，用少量的二次蒸馏水洗入50 mL容量瓶中，加入1 mL100g/L铁氰化钾，定容至50 mL待测。同法同时制备试剂空白溶液。在优化的条件下用氢化物发生原子荧光光谱法测定样品中硒的总含量。原子荧光光度计工作条件如表2所示。

表2 原子荧光光度计工作条件

1.2.3 连续浸提分离技术[8,10]

将苹果中的Se相继以水溶态、有机物结合态和残渣态选择性连续提取，具体过程如下：

（1）水溶态：称取1.00 g苹果样品于10 mL离心管中，加入二次蒸馏水8 mL，加盖，平放于振荡器上，室温下连续振荡2 h，然后以8000 r/min转速离心30 min，取出上层清液，定容至10 mL，备测。

（2）有机物结合态：在（1）含有残渣的离心管中，加入8 mL30%H2O2，于90 ℃的恒温水浴中加热2 h，并间歇振荡，然后以8000 r/min转速离心30 min，取出上层清液，定容至10 mL，备测。

（3）残渣态：取出（2）步骤离心管中的残渣，烘干，重新研磨。

1.2.4 提取液中Se的测定

移取1.2.3节中（1）或（2）所得提取液2 mL，加入3 mL30%H2O2溶液，于沸水浴中加热30 min，将低价态Se氧化成Se(Ⅵ)，同时除去有机质。然后再加入2 mL浓盐酸，煮沸10 min，使Se(Ⅵ)还原为Se(Ⅳ)，冷却后加入0.5 mL100g/L铁氰化钾，定容至25 mL待测。在优化的条件下用氢化物发生原子荧光光谱法测定硒的含量。

1.2.5 残渣中Se的测定

以和1.2.2总Se测定相同的方法测定硒的含量。

2 结果与讨论

2.1 硼氢化钾和盐酸浓度对荧光强度的影响

硼氢化钾作为还原剂和氢气来源，其浓度的大小直接影响氢化物生成的速率和氧氢焰的质量。取一定量4 ng/mL标准溶液、5%的盐酸载流液，考察硼氢化钾浓度对产生荧光强度的影响，结果如图1所示。

图1 不同硼氢化钾浓度对荧光强度的影响

由图1可知，荧光强度随着硼氢化钾的浓度的增大先增强后下降，质量分数达到2%时，荧光信号趋于最佳。因此，还原剂硼氢化钾取这一浓度较为合适。当硼氢化钾浓度低时，由于反应不完全，产生气态硒化氢的量少，导致荧光强度低。而硼氢化钾浓度过量时，反应虽完全，但因产生过量的氢气对硒化氢起着稀释作用，荧光强度反而降低[11]。

取一定量4 ng/mL标准溶液、2%的硼氢化钾溶液，考察盐酸载流液浓度对产生荧光强度的影响，结果（如图2）表明：当盐酸浓度为5%时，荧光强度较强，因此，采用5%的盐酸作为载流液。

图2 不同盐酸浓度对荧光强度的影响

2.2 共存离子的影响

苹果中除了硒外，还存在钙、镁、铜、钾、钠、碘、锰、锌等其他元素。用连续浸提分离技术，分离得到硒的水溶态、有机结合态、残渣态中存在微量钙、镁、铜等其它元素，这些元素会对硒的形态分析产生影响[12]。据文献[13]报道，加入一定量的铁氰化钾作掩蔽剂可以消除钙、镁、铜、钾、钠、碘、锰、锌等元素对测硒的干扰。实验结果表明，定容50 mL待测样品容量瓶加入1mL100 g/L铁氰化钾时，可以较好地消除钙、镁、铜等其他元素对硒的测定干扰，且铁氰化钾对硒的荧光强度无影响。

2.3 线性方程、检出限和精密度

根据选定的最优实验条件配制硒标准系列浓度，0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 ng/mL，硼氢化钾浓度2%，盐酸浓度5%。按实验确定的仪器最佳工作条件，全自动进样进行测定，并用仪器自带的软件绘制标准曲线。实验结果表明，硒（Ⅳ）在0~10 ng/mL范围内，呈良好的线性，线性回归方程为：If= 251.47c + 78.744，相关系数R为0.9997，标准偏差（SD）为2.67%。连续11次测量标准空白溶液的荧光强度，标准偏差为1.73%，测得的精密度值用相对标准偏差（RSD%）表示，为2.8%，仪器检出限DL为0.028 ng/mL。

2.4 测定结果和加标回收率

采用标准曲线法，对苹果样品硒形态进行3次平行测定，结果见表3。

表3 苹果样品Se形态分析测定结果

从表3可知，不同产地、不同品种苹果，总硒含量不同，山东栖霞苹果微量元素总硒3次测量平均值为90.94 ng/ mL，通过换算，微量硒的含量为约90.94 ng/g（溶液的密度约为1 g/cm3），而澳洲青苹果为82.79 ng/ mL，通过换算，微量硒的含量为约82.79 ng/g，山东栖霞苹果硒含量比澳洲青苹果高；苹果中硒的水溶态、有机结合态、残渣态三者的含量不同，水溶态> 有机结合态> 残渣态，三者的加和略小于总硒含量，误差在2.6%以内。实验结果表明，采用连续浸提分离技术，能对硒的三种形态成功分离；氢化物发生-原子荧光光谱法检测各形态Se和总Se，该方法快速简便、准确和灵敏度高、重复性好。

在原子荧光分光光度计最佳工作条件下，对山东栖霞苹果各形态Se的测定作加标回收试验，结果见表4。

表4 各形态Se的加标回收率

从表4可知，各形态Se的回收率在94.15%~108.95%之间，说明氢化物发生-原子荧光光谱法是可靠的。

3 结论

（1）还原剂硼氢化钾浓度为2%、载流液盐酸浓度为5%时，原子荧光光度计产生的荧光信号强。

（2）加入一定量的铁氰化钾，可以较好地消除苹果中钙、镁、铜等其他元素对硒测定的干扰，且铁氰化钾对硒的荧光强度无影响。

（3）硒（Ⅳ）在0~10 ng/mL范围内，呈良好的线性，线性回归方程为：If= 251.47c + 78.744，相关系数R为0.9997；连续11次测定标准空白溶液，计算得到检出限0.028 ng/mL，精密度2.8% 。

（4）采用连续浸提分离技术，能对硒的三种形态成功分离；氢化物发生-原子荧光光谱法检测各形态Se和总Se，该方法快速简便、准确和灵敏度高、重复性好，加标回收率为94.15%~108.95%。

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SPECIATION ANALYSIS OF SELENIUM IN APPLE BY HYDRIDE GENERATION-ATOMIC FLUORESCENCE SPECTROMETRY

HUANG Tian-fu , *HU Zhi-biao, LIU Jin-xian

(College of Chemistry and Material Science, Longyan University, Longyan, Fujian 364000, China)

Selenium in apple was divided into three fractions: (1) water soluble, (2) organic compound, (3) residual by using sequential extraction separation technology, all the three forms of selenium and total selenium were determined with HG-AFS. The experimental results indicated that detection limit of selenium was 0.028 ng/mL, the linearity range was 0 ~ 10 ng/mL, the precision was 2.81%, and recovery percent was 94.15 ~ 108.95%. The content of three forms of selenium in apple were different, water soluble > organic compound > residual, and the sum of three was slightly smaller than total selenium, the error was less than 2.6%.

HG-AFS; sequential extraction; selenium speciation

1674-8085(2015)05-0033-04

O613.52

A

10.3969/j.issn.1674-8085.2015.05.007

2015-06-07；修改日期：2015-08-09

福建省教育厅A类科技项目(JA12314)

黄田富(1978-)，男，福建上杭人，讲师，硕士，主要从事重金属离子的检测和功能复合材料的制备及应用(E-mail:hhttff@126.com);

*胡志彪(1972-)，男，福建上杭人，教授，博士，主要从事分析检测和电极材料研究(E-mail:zhibiaohu@163.com);

刘金仙(1982-)，男，福建仙游人，讲师，博士，主要从事有机化学与药物合成研究(E-mail:flyhflyh@163.com).