黄瓜、冬瓜、苦瓜、丝瓜和西瓜中的钾、钙、镁等8种元素含量分析

郭智广 王毅红 张颖 朱香玲 申战宾 徐为霞

摘    要：分析黄瓜、冬瓜、苦瓜、丝瓜、西瓜等5种葫芦科蔬菜中的K、Ca、Mg、Na、Fe、Cu、Zn、Mn等8种元素含量特点，为葫芦科蔬菜的营养功效提供数据支持。在市售的5种蔬菜中，每种随机抽取5个样品，对其中的K 、Ca、Mg、Na、Fe、Cu、Zn、Mn等8种元素进行测定并比较分析。结果表明，5种瓜菜中钾元素含量（w，后同）为762～2 750 mg·kg-1，钙元素含量为161～376 mg·kg-1，镁元素含量为21～162 mg·kg-1，钠元素含量为2.14～36.36 mg·kg-1，铁元素含量为0.56～4.52 mg·kg-1、铜元素含量为0.10～0.96 mg·kg-1、锌元素含量为0.21～2.33 mg·kg-1、锰元素含量为0.12～1.66 mg·kg-1。5种葫芦科蔬菜中K、Ca、Mg元素含量丰富，Na、Fe、Cu、Zn、Mn 5种元素含量较低。葫芦科蔬菜高钾低钠的元素含量特征明显，多食葫芦科蔬菜可以降低高盐低钾膳食结构引发高血压病的风险，为瓜菜类蔬菜的选择性食用、药用及养生等功效提供数据参考和理论依据。

关键词：瓜菜;元素;含量分析;高钾低钠

Component analysis of 8 elements including potassium， calcium and magnesium in cucumber， winter melon， balsam pear， towel gourd and watermelon

GUO Zhiguang， WANG Yihong， ZHANG Ying， ZHU Xiangling， SHEN Zhanbin， XU Weixia

（Zhengzhou Agricultural Product Quality Inspection Circulation Center， Zhengzhou 450006， Henan， China）

Abstract： The components of K， Ca， Mg， Na， Fe， Cu， Zn， Mn etc.eight elements in cucumber， winter melon， bitter gourd， towel gourd， watermelon etc. five kinds of melon vegetables were analyzed to provide data support for the health preservation effect of cucumber vegetables. Fve samples were randomly selected from five kinds of melons and vegetables on the market. The elements K， Ca， Mg， Na， Fe， Cu， Zn and Mn were detected and compared. The component of potassium was 762-2 750 mg·kg-1， the component of calcium was 161-376 mg·kg-1， and the component of magnesium was 21-162 mg·kg-1. The component of sodium is 2.14-36.4 mg·kg-1， the component of iron is 0.56-4.52 mg·kg-1， the component of copper is 0.10-0.96 mg·kg-1， the component of zinc is 0.21-2.33 mg·kg-1， and the component of manganese is 0.12-1.66 mg·kg-1. The components of K， Ca and Mg in five kinds of melon vegetables are rich， but the components of Na， Fe， Cu， Zn and Mn are low. Melon vegetables are high in potassium and low in sodium， and taking more of them can reduce the risk of hypertension caused by the dietary structure with high salt and low potassium， which provides the theory of consumption and health preservation of those melons and vegetables  with datas for reference.

Key words： Melon and vegetable; Element; Content analysis; High potassium and low sodium

民間有句谚语“春吃芽、夏吃瓜、秋吃果、冬吃根”。夏季是吃瓜的季节，新鲜瓜菜中富含水分和矿物质元素，具有消暑、降低血压、保护血管等理疗养生作用。钠作为人体必需的大量元素，摄入的主要形式是氯化钠，即食盐。钠对神经传导和维持血液、体液中水的浓度有极其重要的作用。但摄入过量的钠可导致血压升高，高血压的发病与每日钠的摄入量有着密切的关系。钾作为主要的碱金属存在于组织及细胞中，对酸碱平衡的调节起着重要作用;钾将神经冲动传递到肌肉纤维，而肌肉收缩本身也离不开钾的作用[1]。许多研究证实，血压与膳食钾、尿钾、总体钾或血清钾呈负相关[2-12]。补钾对高血压及正常血压者都有降低血压的作用，对高血压患者的作用较正常患者强，对钠敏感者的作用尤为明显[3-7]。给高血压患者补钾，可减少降压药的用量[8]。近10年来，国内有关钾预防高血压的研究逐渐增多，也证实了提高膳食钾的摄入量有助于预防高血压等慢性病[13-15]。摄入富含钾的食物可以避免由于大量服用含钾药物或口服钾制剂等引起体钾过多带来的风险。钙是人体内含量最多的矿物质，大部分存在于骨骼和牙齿之中。高钙饮食有明显降低血压的作用，血压与钙的摄入量成反比[16-17]。钙和磷相互作用，制造健康的骨骼和牙齿;还和镁相互作用，维持健康的心脏和血管。成人骨骼中的钙每年都有20%被再吸收和更换。钙和铁是中国人特别是中国妇女最缺乏的矿物质。有研究表明，钙与维生素 A、C、D，镁和磷一起服用效果更佳[18]。镁是人体内一种必需的常量元素，参与人体内有机物转化的重要环节—―三羧酸循环。如果缺镁，使人产生疲劳，易激动，心跳加快。此外，大量研究表明，人体中钙、镁与高血压呈负相关性。提高钙、镁摄入量对预防高血压有一定积极作用[19]。钙、镁合用，还可有效保护心脏、心脑血管，预防高血压、糖尿病等[18]。

现代医学已证明，微量元素与人体健康、生长发育和防止疾病有密切关系，人体的营养生理需要和膳食之间建立平衡关系。另外，生物无机化学在分子水平上已经或正在揭示微量元素在人体的作用机制，所以人体必需摄取不同种类的微量元素，以满足正常生理需要[20]。黄瓜、冬瓜、苦瓜、丝瓜和西瓜中钾、钙、镁等元素含量丰富，对人体健康十分有益，所以对其中部分矿物质元素含量进行了分析。

1 材料与方法

1.1 仪器

WFX-120型原子吸收分光光度计由北京瑞利分析仪器公司提供，K、Ca、Mg、Fe、Na、Mn、Cu、Zn空心阴极灯由北京有色金属研究总院提供。

1.2 仪器工作条件选择

经对仪器测量参数进行优化比较，选择最佳工作条件如表1所示。

1.3 试剂及器皿处理

试剂：硝酸、盐酸、高氯酸均为优级纯，氧化镧、氯化铯为分析纯。标准溶液：1 mg·mL-1的 K、Ca、Mg、Na、Mn、Fe、Cu、Zn标准物质溶液（由国家标准物质中心提供）。器皿处理：玻璃器皿均经20%的HNO3浸泡24 h，用二次去离子水冲干净，晾干备用。

1.4 样品来源

所有样品均来自郑州市场，每個种类随机抽取5个样品。

1.5 样品处理

将抽回的新鲜瓜菜样品用纯净水洗净晾干。冬瓜去皮、瓤，取果肉部分;西瓜取瓜瓤;苦瓜去籽;丝瓜去皮。将上述样品打碎匀浆，备用。

按照《食品安全国家标准》（GB 5009.91—2017）食品中钾、钠的测定[21]、《食品安全国家标准》（GB 5009.92—2016）食品中钙的测定[22]、《食品安全国家标准》（GB 5009.241—2017）食品中镁的测定[23]、《食品安全国家标准》（GB 5009.242—2017）食品中锰的测定[24]、 《食品安全国家标准》（GB 5009.90—2016）食品中铁的测定[25]、《食品安全国家标准》（GB 5009.13—2017）食品中铜的测定[26]、《食品安全国家标准》（GB 5009.14—2017） 食品中锌的测定[27]等7项国家标准的要求，称取打碎成浆的新鲜样品各2 g（精确到0.000 1），置于50 mL三角烧瓶中，加入V硝酸∶V高氯酸=4∶1的混合酸10 mL浸泡过夜。放置于电热板上加热消解，待冷却后分别用二次去离子水（K、Na、Cu）、0.5 mol·L-1 HNO3（Fe、Mg、Mn）、0.1 mol·L-1 HCl（Zn）、25 g·L-1 La2O3溶液（Ca）将三角烧瓶内消解完成的样品溶液转移入至25 mL容量瓶中，K、Na样品需再加入1 mL 10%的氯化铯溶液，定容至刻度。同时做一空白试样，待测。

1.6 上机检测

样品经湿法消解后，导入WFX-120型原子吸收分光光度计中进行定量分析，由于钾、钙、镁3种元素含量较高，上机测定时分别对钾、镁、钙元素上机液进行了100倍、20至50倍、50倍的稀释。

2 结果与分析

2.1 方法的线性范围及其相关性

针对各元素在样品中的含量分别配置相匹配的标准溶液，逐级稀释。采用1.2 的仪器工作条件进行分析，并绘制标准曲线，拟合回归方程。各元素的线性范围、回归方程和相关系数如表2所示，从表2中可以看出，各元素在相应的线性范围内线性关系良好，相关系数为0.998 5～0.999 7，均大于0.99，符合检测要求。

2.2 方法的准确度及精密度

为了验证检测结果的可靠性，试验过程中选择了河南小麦生物成分标准物质（GBW10046）作为质控样来进行回收试验，结果见表3。由表3可以看出，钾、钙、镁、钠、锰、铜、铁、锌8种元素的回收率在90%～120%之间。由此可见，该分析结果精确可靠。

2.3 样品中各元素含量的差异性

样品经湿法消解后，导入WFX-120型原子吸收分光光度计中进行定量分析，由于钾、钙、镁3种元素含量较高，上机测定时分别对钾、镁、钙元素上机液进行了100倍、20至50倍、50倍的稀释。各元素检出的含量范围见表4。采用火焰原子吸收分光光度法对黄瓜、冬瓜、苦瓜、丝瓜、西瓜等中的K 、Ca、Mg、Na、Fe、Cu、Zn、Mn等8种元素进行了测定，操作简便、准确性良好。

由表4可以看出，钾平均含量由高到低分别为苦瓜、黄瓜、丝瓜、冬瓜和西瓜，其中苦瓜含量最高，达2.207 mg·g-1;其次是黄瓜和冬瓜，二者钾含量相当，分别为1.399、1.394 mg·g-1，丝瓜为1.284 mg·g-1，西瓜为1.031 mg·g-1。钙含量由高到低分别为黄瓜、西瓜、苦瓜、丝瓜和冬瓜，黄瓜最高，达0.336 mg·g-1，最低为冬瓜的0.232 mg·g-1。镁含量由高到低分别为苦瓜、西瓜、丝瓜、黄瓜和冬瓜，苦瓜最高，达0.140 mg·g-1;冬瓜最低，为0.036 mg·g-1。钠含量由高到低分别为黄瓜、苦瓜、西瓜、丝瓜和冬瓜，其中黄瓜含量最高，达40.0 mg·kg-1，其次是丝瓜，为30.1 mg·kg-1，冬瓜为20.2 mg·kg-1，苦瓜为17.5 mg·kg-1，西瓜为16.9 mg·kg-1。锰含量由高到低分别为黄瓜、苦瓜、丝瓜、西瓜和冬瓜，黄瓜最高，达1.2 mg·kg-1;冬瓜最低，为0.24 mg·kg-1。铜含量由高到低分别为西瓜、丝瓜、冬瓜、苦瓜和黄瓜，西瓜和丝瓜含量相当，西瓜的含量为0.6 mg·kg-1，丝瓜为0.59 mg·kg-1，冬瓜、苦瓜和黄瓜的含量依次分别为0.24、0.24 、0.22 mg·kg-1。铁含量由高到低分别为黄瓜、苦瓜、西瓜、丝瓜和冬瓜，黄瓜最高，达3.50 mg·kg-1;依次分别为3.42、3.21、2.57、1.24 mg·kg-1。锌含量由高到低分别为丝瓜、苦瓜、西瓜、黄瓜和冬瓜，丝瓜最高达1.57 mg·kg-1，其余依次分别为0.86、0.78、0.46、0.32 mg·kg-1。

2.4 与中国营养成分表葫芦科蔬菜中钾、钠含量的比较

由表5可知，鉀、钠元素的检出值与中国营养成分表[28]中数据基本一致。唯独冬瓜中钾含量检出值与中国营养成分表中数据差异较大，检出值为1 394 mg·kg-1，中国营养成分表中数据为570 mg·kg-1，这可能与地域差别和生产过程中施肥有关。

由于瓜菜类蔬菜高钾低钠的特点可以满足高血压患者的饮食需求，所以笔者针对蔬菜中钾含量对钠含量的比值来作为一个评价食物高钾低钠含量特点的明显程度指标来讨论，钾钠含量比数值越大说明其高钾低钠的特点越明显。瓜菜类蔬菜检出值钾钠比在35～123倍之间，中国营养成分表中数据钾钠比为20～102倍之间，两者基本一致。

钾含量较高的常见新鲜蔬菜有菠菜、香菜、油菜、苋菜、甘蓝等，如表6所示[28]，这5种蔬菜中钾含量整体虽较5种瓜菜类蔬菜高，但菠菜、香菜等5种蔬菜含钾较高的同时钠含量也相对较高，食用这些蔬菜摄入钾的同时也摄入了大量的钠，增加了血压升高带来的风险。菠菜、香菜等5种蔬菜中钾钠比均在10倍以内，远不及瓜菜类蔬菜的高钾低钠特点明显。

3 讨论与结论

我国居民的饮食结构除高盐外还有低钾，低钾膳食可增强钠盐的升压效果，高钠低钾饮食是高血压和脑卒中发病的重要环境因素。而高钾饮食可以缓和一部分钠太多的影响，钾摄入量增加可使钠排出量增多，从而使血压降低，所以建议高血压患者采用高钾低钠饮食;钾还有助于提高心肌和肌肉的功能，对心肌细胞有保护作用。5种瓜菜中钾、钙、镁、钠、铁、铜、锌、锰等8种元素含量都是mg·kg-1级别，与彭爱芝等[29-30]苦瓜中无机元素含量的研究结论一致。葫芦科蔬菜高钾低钠的元素含量特征正好符合王崇琴、王青对高血压病预防研究的饮食需求[31-33]。

综上所述，葫芦科蔬菜高钾低钠的元素含量特征明显，多食葫芦科蔬菜可以降低高盐低钾膳食结构引发高血压疾病的风险，为瓜菜类蔬菜的选择性食用、药用等功效提供数据参考和理论依据。

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