ICP-AES法测定砂糖橘中的矿质元素含量

李云仙,刘祥义,徐娟,2,3,雷然,2,3

(1.西南林业大学 理学院，云南　昆明650224;2.云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室，

云南　昆明650224；3.西南林业大学 材料工程学院，云南　昆明650224)



ICP-AES法测定砂糖橘中的矿质元素含量

李云仙1，2，3,刘祥义1,徐娟1,2,3,雷然1,2,3

(1.西南林业大学 理学院，云南昆明650224;2.云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室，

云南昆明650224；3.西南林业大学 材料工程学院，云南昆明650224)

摘要：以市售广西砂糖橘为材料，采用微波消解法处理样品，以电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)检测砂糖橘中Cu、Fe、Zn、Mn、Na、K、Ca、Mg、P等14种矿质元素的含量，结果表明，砂糖橘果皮和果肉中K、Ca、Mg、P等元素的含量较高；果肉中K含量尤其高，达到9 082.23ug/g，而Na含量则很低，果肉中仅含80.45ug/g，元素Cr在果皮和果肉中均未检出；Sr在果肉中未检出，在果皮中含量为10.24ug/g；在砂糖橘果皮中B、Ca、Mg、Fe、Mn、Si、Zn 7种元素含量均高于果肉。加标回收率实验表明，各元素的相对标准偏差(RSD)为0.18%～4.77%，各元素的回收率在95.15%～106.1%之间，说明该方法测定广西砂糖橘中矿质元素具有较好的精密度和准确度。

关键词：ICP-AES；微波消解；砂糖橘；矿质元素

砂糖橘(CitrusreticulataBlanco cv.‘shiyueju’)又称十月橘，芸香科(Rutaceae)，柑橘属(CitrusL.)，柑橘亚属植物，果期农历10月[1]，原产广西怀集、广宁、四会一带，是当地柑橘主栽品种之一，因其味甜如砂糖而得名。其果肉中含有丰富的Vc、钙、纤维质以及丰富的糖、苹果酸等人体必需的营养物质，具有理气化痰、润肺清肠、补血健脾等功效。目前，对砂糖橘的研究很多，但大都集中在营养成分的分析[2～4]，对微量元素的测定多用原子吸收光谱法，用ICP-AES法测定砂糖橘果实及果皮中矿质元素的研究未有报道。很多研究表明，矿质元素在植物体内起着相当重要的作用，测定方法也很多[5～7]，原子吸收光谱法和ICP-AES法是目前测定矿质元素使用较多的方法，与原子吸收光谱法相比，ICP-AES法具有同时能测定多种元素，检出限更低，线性范围更宽，灵敏度更高，干扰少等优点，因此近几年被广泛应用于矿质元素的分析测定[8]。矿质元素的分析常采用湿法消解、干法消解和微波消解，湿法消解对环境污染大、耗时长，费力；微波消解法处理样品，具有消解能力强，样品消解彻底，热量损耗少、消解效率高，数分钟就可以使样品消化完全,试剂用量也少，比较环保且空白值低等优点，近年来被广泛运用于矿质元素分析的前期样品处理[9～11]。本文采用微波消解对砂糖橘果实和果皮进行消解处理,用ICP-AES法对试样中Mg、P、K、Fe、Zn、Mn等14种常量及微量元素进行研究测定。

1材料与方法

1.1材料

砂糖橘购买自超市(产地为广西)。

1.2仪器及试剂

VISFA-MPX型电感耦合等离子体发射光谱仪(美国VARIAN公司)；波长范围：175～785nm波长连续覆盖，完全无断点；焦距0.4m，中阶梯光栅刻线97.4线/mm，RF发生器频率40.68 MHz；等离子体输出功率700～1 700W；等离子体冷却气0～22.5L/min可调。其他仪器工作参数如表1所示。

表1　仪器工作参数

钙、镁、铁、锌、钾等14种标准储备溶液(国家钢铁材料测试中心),浓度均为1 000ug/mL；硝酸、双氧水为优级纯；超纯水；玻璃仪器均经10%HNO3浸泡过夜，用超纯水清洗。

1.3方法

砂糖橘用蒸馏水冲洗干净，将水果剥开，把果皮和果肉用不同培养皿装好放入烘箱80℃烘干至恒重。样品取出用研钵将其研碎然后按下列方法进行消解。分别精确称取0.500g果皮和果肉样品倒入消解罐中，加5mL浓硝酸，放到电热板上碳化15min，随后补加4mL浓硝酸和1mLH2O2，然后把消解罐置于微波消解仪中。按表2程序进行消解，消解完成后冷却至室温，将消解罐中的液体转移到50mL容量瓶中，用5%硝酸定容。平行做空白试验参照吕琳琳、赵宁的方法[12～13]。

(1)分析线与检出取限确定

待测的矿质元素之间含量差异较大，会相互影响和干扰谱线，因此每个元素均选取2～3条特征谱线进行测定,分析了强度、互相干扰情况及稳定性等因素,综合分析这些因素，进而选择干扰较小、精密度较高的适合砂糖橘果肉和果皮样品的分析线作为仪器的工作分析谱线。

表2　微波消解程序

(2)测定方法的可靠性分析

方法可靠性的验证使用加标回收实验来考察。本实验选取砂糖橘果肉样品来做加标回收率实验。各待测元素的标准溶液按一定的量分别加入到实验样品中，按消解样品的方法进行消解，重复测定5次。

(3)矿质元素测定

将糖橘果肉和果皮分别按上述方法处理成测试液，应用ICP-AES在最佳优化实验条件下进行测定，每个样品平行测定3次，取平均值。

1.4数据处理与分析

所有数据采用Excel处理。

检出限D=3N×Q/I①,式中，D为检出限：Q为进样量；N为噪音；I为信号响应值。I/N即为该进样量下的信噪比，该信噪比可通过工作站对图谱进行自动分析获得。

相对标准偏差(RSD)=标准偏差(SD)/计算结果的算术平均值(X)×100%②

加标回收率=(加标试样测定值-试样测定值)/加标量×100%③

2结果与分析

2.1分析波长的选择及方法的检出限

利用最佳条件对空白溶液重复测定，经过一系列计算得到其检出限。各待测元素的分析线及检出限的结果见表3。

表3　矿质元素的分析谱线和检出限

2.2方法的精密度及准确度

方法的精度及准确度分析结果见表4。由表4可知，本研究采用的实验方法消解样品，各元素的相对标准偏差(RSD)为0.18%～4.77%之间，各元素的回收率在95.15%～106.1%之间，表明该方法具有较好的精密度和准确度。

2.3样品的测定结果

砂糖橘中矿质元素含量检测结果如表5所示。

表4　测定方法的精密度及加标回收实验

表5　砂糖橘中14种矿质元素含量

注：“-”表示未检出。

由表5可知，砂糖橘果皮和果肉中K、Ca、Mg、P等元素的含量较高；果肉中K含量尤其高，达到9 082.23ug/g，而Na含量在果肉中仅为80.45ug/g，元素Cr在果皮和果肉中均未检出，果肉中矿质元素含量最多的5种元素由大到小是K>Ca>P>Mg>Na；Sr在果肉中未检出，在果皮中含量为10.24ug/g；果皮中矿质元素含量最多的5种元素大到小依次是K>Ca>Mg>P>Na。在砂糖橘果皮中B、Ca、Mg、Fe、Mn、Si、Zn 7种元素含量均高于果肉，所以，砂糖橘的果皮也具有一定的营养价值，可以加以开发利用。

3结论与讨论

本实验找到了适合砂糖橘果肉和果皮样品的消解方法以及用ICP-AES发测定砂糖橘中常矿质元素的条件，测量结果较好，回收率较高，为95.15%～106.1%。

很多研究表明，柑橘类水果含有多种维生素、氨基酸和矿物质，能够提高人体抵抗疾病的能力，可阻止动脉粥样硬化的发生和发展，对人体健康有很多益处[14～15]。通过实验研究建立了微波消解处理样品的工艺，电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)法测定砂糖橘矿质元素的方法，经过方法可靠性分析得出，该方法具有较好的精密度和准确度，可为今后砂糖橘矿质元素的测定提供参考。本研究结果表明，砂糖橘是一种营养价值很高的水果，其果K元素含量极高(9 082.33ug/g)而Na元素含量很低(80.45ug/g)，是一种高钾低钠的水果，有助调节血压、维持正常的心律，除K、Cu、Na、P、S外，砂糖橘果皮中的B、Ca、Mg、Fe、Mn、Si、Zn 7种元素含量均高于果肉，Sr在果肉中未检出，在果皮中含量为10.24ug/g，因此，果皮也具有一定的营养价值，可以进一步加工利用。

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Mineral Elements Determination in Citrus reticulata Blanco cv.‘shiyueju’ by ICP-AES

LI Yun-xian1，2，3,LIU Xiang-yi1,XU Juan1，2，3,LEI Ran1，2，3

(1.College of Science,Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,P.R.China;2.University Key Laboratory of Biomass Chemical Refinery & Synthesis,Kunming Yunnan 650224,P.R.China;3.College of Materials Engineering,Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,P.R.China)

Abstract:The contents of 14 elements such as Cu,Fe,Zn,Mn,Na,K,Ca,Mg and P were studied by ICP-AES with microwave digestion in Citrus reticulata Blanco cv.‘shiyueju’,and the results showed that,the contents of K，Ca，Mg，P were higher inpeel and pulp.The content of K in the pulp were very high,reached 9 082.23 ug/g,while the content of Na were very low,with only 80.45 ug/g.The Cr elements were not detected in fruit peel and pulp.Sr was not detected in the flesh,but its content was 10.24 ug/g in the peel.The content of B,Ca,Mg,Fe,Mn,Si,Zn in peel were higher than that in the flesh.The relative standard deviations and recoveries of all elements determined with ICP-AES were between 0.18%～4.77% and 95.15%～106.1% respectively.The combination of microwave digestion with the ICP-AES showed that this technolgy has better precision and accuracy.

Key words:ICP-AES； microwave digestion；Citrus reticulata Blanco cv.‘shiyueju’；mineral elements

中图分类号：S 123;O 657.31

文献标识码：A

文章编号：1672-8246(2016)02-0071-04

第一作者简介：李云仙(1980-)，女，实验师，硕士，主要从事植物化学研究。E-mail:9177257@qq.com

基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目(2014Y329)，国家林业局项目(2010104046)。

*收稿日期：2015-07-01