慕萨莱思葡萄酒中13种常见金属元素及硒含量分析

2017-12-28韩爱芝侯旭杰

中国酿造 2017年12期

马玲，王杰，韩爱芝，侯旭杰，黄英*

（1.塔里木大学生命科学学院，新疆阿拉尔 843300；2.南疆特色农产品深加工兵团重点实验室，新疆阿拉尔 843300；3.塔里木大学分析测试中心，新疆阿拉尔 843300）

马玲1，3，王杰1，2，韩爱芝1，3，侯旭杰1，2，黄英1，2*

采用火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法和原子荧光光度法测定阿瓦提慕萨莱思成品酒、红提葡萄原汁、实验室自酿慕萨莱思及酒泥中镁（Mg）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、锌（Zn）、钙（Ca）、铅（Pb）、镉（Cd）、镍（Ni）、铬（Cr）、钴（Co）、钾（K）、钠（Na）和硒（Se）14种元素含量。结果表明，慕萨莱思葡萄酒中富含Na、K、Fe、Mg、Ca和Se，其Pb、Cd和Cr等重金属元素均符合国家标准限量，但阿瓦提慕萨莱思葡萄酒中Fe含量显著高于实验室自酿慕萨莱思（P＜0.01），为12.13～13.35 mg/L，已超出我国葡萄酒国家标准（≤8 mg/L），但未超出新疆地方标准的限量（≤15 mg/L）。此外，酒泥中富含绝大多数金属元素和Se。由此，实验室自酿慕萨莱思的酿制工艺可有效降低Fe含量。

原子吸收光谱法；原子荧光光度法；金属元素；慕萨莱思；葡萄酒

葡萄酒是一种人们喜爱的健康饮品，适量饮用葡萄酒可以减少心脏病发生的风险，并延长寿命[1-2]。慕萨莱思是阿瓦提县所独有的葡萄酒，并已申请原产地保护[3]，慕萨莱思葡萄酒为维吾尔族民族传统特色饮品，在古代西Ⅱ被称为葡萄酒的“活化石”，研究报告[4]指出，慕萨莱思具有增强机体免疫、强身壮肾、抗衰老、活血化瘀、降血脂等多方面的保健功效。其独特的熬煮工艺有别于其他葡萄酒生产工艺，其口感、风味和酒体特征完全不同于一般葡萄酒[4]。现代慕萨莱思的酿造工艺更注重卫生、健康、环保，加工工序更加科学规范[5]。

葡萄酒中常含微量的金属元素（如铜、锌、铁、镁、钙等），少量的金属元素对人体有益。但部分金属元素含量超过一定限度会影响人体健康[6]，如铬和镍含量过高则刺激皮肤黏膜，引起皮炎、湿疹、气管炎和鼻炎，甚至有致癌作用[7]。然而对慕萨莱思葡萄酒常见元素的含量情况鲜有报道。目前，火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法和原子荧光光度法因具有较高的灵敏度，较好的准确性和重现性，易于操作[8]，被广泛应用于葡萄[9]、葡萄酒[10-11]和饮料[12]等的金属元素的检测。

为明确慕萨莱思葡萄酒中13种常见金属元素及硒的含量，本研究利用火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法和原子荧光光度法测定红提葡萄原汁、实验室酿制葡萄酒和阿瓦提慕萨莱思葡萄酒成品及酒泥中13种常见金属元素及硒的含量，并对比分析其含量差异，以期对慕萨莱思酿制工艺改进提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

红提葡萄：阿拉尔市农贸市场；样品1～3：实验室自酿慕萨莱思葡萄酒；慕萨莱思红提葡萄酒（样品4）、玫瑰花慕萨莱思葡萄酒（样品5）、大芸慕萨莱思葡萄酒（样品6）：新疆阿瓦提刀郎慕萨莱思有限公司提供。酒泥：实验室自酿慕萨莱思葡萄酒过程中产生。

浓硝酸、高氯酸（优级纯）：天津政成化学制品有限公司；镁、铁、铜、锰、锌、钙、铅、镉、镍、铬、钴、钾、钠和硒元素的标准溶液（1 000 mg/L）：国家标准物质中心，使用前用1∶99稀硝酸稀释配制成使用液；去离子水：实验室二次重蒸水。

1.2 仪器与设备

50 L发酵缸：新疆达力宏不锈钢制品厂；SL502N型电子天平：上海羽通仪器仪表厂；LZ1.5螺旋榨汁机：靖江市新达化工机械制造有限公司；LHS-150HC-II恒温恒湿培养箱：上海一恒科学仪器有限公司；RE-52AA旋转蒸发仪：上海亚荣生化仪器厂；756紫外可见光光度计：上海菁华科技仪器有限公司；WYT-4型手持糖度计、JJD-925酒精计：上海精密仪器仪表有限公司；Aanalyst 800原子吸收光谱仪：美国PE公司；AFS-9230型原子荧光光度计：北京吉天有限公司；DL-1万用电炉：上海科恒实业发展有限公司。

1.3 方法

1.3.1 慕萨莱思葡萄酒制作工艺

将新鲜红提葡萄经螺旋榨汁机取汁，即得葡萄原汁。皮、渣加2倍质量的纯净水，100℃加热浸提1 h，取浸提液与原汁混合，将混合汁在夹层锅中熬煮浓缩，不停搅拌使其受热均匀，每隔30 min采样并检测其糖度，当糖度达到22°Bx以上时停止加热，静置，自然冷却至室温；浓缩汁泵入发酵罐，利用罐壁及环境中酵母菌，自然启发，每天搅拌4～5次，自然发酵（当地生产期10月下旬～11月中旬，环境温度一般为18～25℃），经过7 d发酵至泡沫不再产生。静置除去沉淀，上清液倒入新罐密封进行后发酵，约经过90 d，期间倒罐5～6次，除去沉淀（即为酒泥），其上清液即为成品慕萨莱思。实验室自酿慕萨莱思3次重复分别为样品1、2和3。

1.3.2 样品前处理

准确量取慕萨莱思葡萄酒试样5mL于锥形瓶中，在电热板上60℃低温加热，浓缩至溶液体积1～2 mL，加20 mL混合酸（浓硝酸∶高氯酸=4∶1）。盖上小漏斗，置于电热板（140℃）上加热消解，若变棕黑，再加5 mL混合酸直至冒白烟，混合液呈无色透明或略带黄色。待混合液体积为2～3 mL时停止加热，冷却至室温，再将混合液全部转移至25 mL容量瓶中，用去离子水定容，备用。按照上述方法以去离子水为对照组[13]。

1.3.3 慕萨莱思葡萄酒中13种金属元素和硒元素含量的测定

采用火焰原子吸收光谱法测定慕萨莱思葡萄酒中镁（Mg）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、锌（Zn）、钙（Ca）、钾（K）和钠（Na）金属元素含量；利用石墨炉原子吸收光谱法测定铅（Pb）、镉（Cd）、镍（Ni）、铬（Cr）、钴（Co）；利用原子荧光光度法测定硒（Se）元素含量。具体操作设置见表1～表3。

表1 火焰原子吸收光谱仪检测条件Table 1 Detection conditions of flame atomic absorption spectrometry

表2 石墨炉原子吸收光谱仪检测条件Table 2 Detection conditions of graphite furnace atomic absorption spectrometry

表3 原子荧光光度仪检测条件Table 3 Detection conditions of atomic fluorescence spectrophotometry

1.3.4 数据分析

应用SPSS17.0软件对试验数据进行分析，差异显著性比较采用独立样本成组数据的平均数比较t检验及方差分析。

2 结果与分析

2.1 阿瓦提慕萨莱思成品酒与实验室自酿慕萨莱思中13种金属元素及Se含量的比较

由表4可知，实验室自酿慕萨莱思葡萄酒和阿瓦提慕萨莱思成品酒中的K、Na、Ca、Mg、Fe和Se含量高于其他检测元素，Cd、Ni和Cr含量均较低，Pb和Co均未检出。这说明慕萨莱思富含Na、K、Fe、Mg、Ca和Se。这与李茵萍等[14]报道慕萨莱思中K、Mg、Ca含量大，Fe、Sr、Mn含量较丰富结果较为一致。但Fe、Cu和Zn等微量元素和Cd、Pb等重金属超过一定限值时会对葡萄酒的稳定性和健康产生影响[15]。本实验室自酿慕萨莱思葡萄酒中K、Cu和Se含量较高，阿瓦提慕萨莱思成品酒中Na、Ca、Fe、Mn和Cr含量也较高，但检测Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Na均符合我国国家标准GB/T 15037—2006《葡萄酒国家标准》[16-17]或国际葡萄与葡萄酒组织（international organisation of vine and wine，OIV）规定的限量[18]。但阿瓦提慕萨莱思成品酒中Fe含量较高，为12.13～13.35 mg/L，这已超出我国国家标准《葡萄酒国家标准》中规定的铁含量（不得超过8 mg/L）[16-17]，但未超出新疆维吾尔自治区地方标准DB 65/T 2924—2008《慕萨莱思》中规定的铁的限量（不得超过15 mg/L）[19]。此外，实验室自酿慕萨莱思葡萄酒中Na、Ca、Fe、Mn和Cr含量明显低于阿瓦提慕萨莱思成品酒，达极显著水平（P＜0.01）；而K、Cu和Se含量明显高于阿瓦提慕萨莱思成品酒，达极显著水平（P＜0.01），其Cu含量为阿瓦提慕萨莱思的7倍左右，这可能由化肥和农药等因素引起。由此，慕萨莱思检测元素符合限定标准，实验室自酿慕萨莱思的酿制工艺可有效降低Fe含量，但其Cu含量却较高。

表4 阿瓦提慕萨莱思成品酒与实验室自酿慕萨莱思葡萄酒中13种金属元素及Se含量比较Table 4 Comparisons of 13 metallic elements and Se contents in Msalais wine brewed in Awaty and the laboratory

2.2 实验室葡萄原汁、酒泥及自酿慕萨莱思的金属元素及Se测定

表5 红提葡萄原汁、酒泥及实验室自酿慕萨莱思葡萄酒中常见元素含量Table 5 Common element contents in red grape juice，wine lees and Msalais wine brewed in laboratory

由表5可知，红提葡萄原汁与实验室自酿慕萨莱思葡萄酒的11种元素（除Se、Pb和Co）含量均无显著差异（P＞0.05），这表明由红提葡萄原汁酿造的实验室自酿慕萨莱思葡萄酒中金属元素含量变化不明显。这与邱⒔梅等[15]报道的酿造过程对葡萄酒中矿质元素的含量影响较小的结果一致。而红提葡萄原汁Se元素含量显著高于实验室自酿慕萨莱思（P＜0.05），这说明红提葡萄原汁经酿造后使Se元素含量明显降低。另外，酒泥中11种元素（除Na、Pb和Co）含量显著高于红提葡萄原汁、慕萨莱思葡萄酒（P＜0.05）。其中，酒泥中Cd、Ni、Cr、Cu、Mn、Zn、Fe和Ca的含量均高于红提葡萄原汁、实验室自酿慕萨莱思，达极显著水平（P＜0.01）；酒泥中Se元素含量显著高于实验室自酿慕萨莱思，达极显著水平（P＜0.01）。这说明酒泥中富含绝大多数金属元素和Se。这与赵俭波等[18]报道慕萨莱思酒泥含有丰富的K、Fe、Cu、Zn、Mn等矿质元素一致[20]。但本研究中酒泥富含Se元素这一结果与赵俭波等[20]报道慕萨莱思中Se未检出的结果相反，这可能与检测方法和材料存在差异。另外，葡萄皮和籽富含Se元素[20]，利用酒泥Se元素将可开发出慕萨莱思葡萄酒富含Se元素的新特点。

3 结论

本研究采用火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法和原子荧光光度法测定葡萄原料、实验室酿制和阿瓦提慕萨莱思成品及酒泥中13种常见金属元素及硒的含量。结果表明，慕萨莱思成品酒中的K、Na、Ca、Mg、Fe和Se含量高于其他检测元素，而Cd、Ni和Cr含量均较低，Pb和Co均未检出。由此，慕萨莱思葡萄酒中富含Na、K、Fe、Mg、Ca和Se，而镉、镍、铬等重金属含量相对较少，其成品酒Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Na均符合新疆维吾尔自治区地方标准[19]、我国国家标准或国际葡萄与葡萄酒组织（OIV）规定的限量[18]，但阿瓦提慕萨莱思成品酒的Fe含量已超出我国国家标准的铁含量[16-17]，但未超出新疆维吾尔自治区地方标准[19]。由此，实验室自酿慕萨莱思的酿制工艺可有效降低Fe含量。此外，酒泥中11种元素（除Na、Pb和Co）含量均显著高于实验室自酿慕萨莱思葡萄酒（P＜0.05），但红提葡萄原汁与实验室自酿慕萨莱思葡萄酒的11种常见元素（除Se、Pb和Co）均无显著差异（P＞0.05）。

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Analysis of thirteen kinds of common metallic elements and selenium in the Msalais wine

MA Ling1,3,WANG Jie1,2,HAN Aizhi1,3,HOU Xujie1,2,HUANG Ying1,2*
（1.College of Food Science,Tarim University,Alar 843300,China;2.Key Laboratory of Agricultural Products Processing in Xinjiang Production&Construction Group,Alar 843300,China;3.Analysis and Test Center in Tarim University;Alar 843300,China）

14 kinds of elements （Mg,Fe,Cu,Mn,Zn,Ca,Pb,Cd,Ni,Cr,Co,K,Na,Se）in Awati Musalais wine products,red grape juice,Msalais wine brewed in laboratory and wine lees were detected by flame atomic absorption spectrometry,graphite furnace atomic absorption spectrometry and atomic fluorescence spectrophotometry.The results showed that the Msalais wine was rich in Na,K,Fe,Mg,Ca and Se.The heavy metal elements（Pb,Cd and Cr,etc.）were allin line with the nationalstandard.Butthe Fe content （12.13-13.35 mg/L）in AwatiMsalaiswine products was significantly higher than that of Msalais wine brewed in laboratory （P＜0.01）,and was above the national standard of wine in China （≤8 mg/L）,but was in line with the Xinjiang local standard （≤15 mg/L）.In addition,the wine lees were rich in most metal elements and Se.The brewing technology of Msalais wine brewed in laboratory could reduce Fe content effectively.

atomic absorption spectrometry;atomic fluorescence spectrophotometry;metal element;Msalais;wine

TS264.2

0254-5071（2017）12-0149-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.12.031

2017-06-24

南疆特色农产品深加工兵团重点实验室开放课题项目（AP1504）；国家自然科学基金地区基金（31560450）；塔里木大学校长青年资金课题项目（TDZKQN201604）

马玲（1969-），女，高级实验师，大专，研究方向为微量元素检测与分析。

*通讯作者：黄英（1988-），女，讲师，硕士，研究方向为农产品贮藏与加工。