海带、紫菜两种海藻中矿物质营养元素的测定

陈巧

摘 要：为研究海带、紫菜两种海藻的营养价值与其所含矿物质元素的关系，也为人们健康合理饮食以及根据自身矿物质元素缺乏情况合理食用海带、紫菜两种海藻食品提供参考，采用微波消解联合电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）同时测定海带、紫菜中的Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Se共7种矿物质元素含量。结果可知，海带中7种矿物质元素的营养素参考值 （NRV）分别为295%、130%、90%、306%、20%、17%、16%，紫菜中7种矿物质元素的营养素参考值 （NRV）分别为185%、37%、149%、303%、118%、29%、34%，表明海带、紫菜含有丰富的Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Se等人体必需矿物质营养素，具有较高的食用价值和保健价值。

关键词：海带;紫菜;矿物质;电感耦合等离子体质谱法

中图分类号：S968.4 文献标志码：A 文章编号：0253-2301（2020）08-0013-04

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2020.08.003

Abstract： In order to study the relationship between the nutritional value of two kinds of seaweed and its mineral elements， and also provide reference for people′s healthy and reasonable diet and the reasonable consumption of kelp and laver according to their own lack of mineral elements， the contents of Mg， Ca， Mn， Fe， Cu， Zn and Se in kelp and laver were simultaneously determined by the microwave digestion combined with Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry （ICPMS）. The results showed that the nutrient reference value （NRV） of the 7 kinds of mineral elements in kelp was respectively 295%， 130%， 90%， 306%， 20%， 17% and 16%， and the nutrient reference value （NRV） of the 7 kinds of mineral elements in laver was respectively 185%， 37%， 149%， 303%， 118%， 29% and 34%. The results showed that kelp and laver were rich in the essential mineral nutrients such as Mg， Ca， Mn， Fe， Cu， Zn， and Se， which had high edible value and health value.

Key words： Kelp; Laver; Minerals; Inductively coupled plasma mass spectrometry

海藻是指生長在潮间带及亚潮间带肉眼可见的大型藻类，常见的有海带、紫菜、龙须菜、石花菜、羊栖菜、裙带菜等[1]。海藻含有优质蛋白、氨基酸、膳食纤维、多种维生素、小分子多糖;海藻酸、藻胶、甘露醇、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）等活性成分;以及Ca、Mg、K、Na、P、I、Fe、Zn、Mn、Se等矿物质元素，有“海洋蔬菜”“碘的活化石”“营养宝库”的美称[2-4]。海藻不仅食用价值高，其药用价值也高，其性味咸寒，具有清热、软坚散结、促进智力发育、降脂降压、抗氧化、利尿消肿、增强免疫等功效[5-6]。随着科技的发展，海藻食品的开发和深加工利用也引起了人们的重视，为进一步了解海带、紫菜两种海藻的营养价值与其所含矿物质元素的关系，同时也为人们健康合理饮食以及根据自身矿物质元素缺乏情况合理食用海带、紫菜两种海藻食品提供参考，准确、快速地测定海带、紫菜中矿物质元素含量具有一定的意义。海藻类食品中的盐分含量相对较高，其盐分的存在会导致样品不易消解，而且高盐分的基体会对元素的测定产生背景干扰[7]。常见的消解方法有干灰化法、湿消解法、高压消解法和微波消解法，其中微波消解有操作简便快速、消解效果好、元素挥发少、空白值和背景低、可大批量处理样品等优点，在食品检测行业得到广泛应用[8]。电感耦合等离子体质谱仪（ICPMS）因其灵敏度高、稳定性好、基体效应小、动态范围宽、可多元素同时检测等优点而被广泛应用于元素分析领域[9]。本研究参照（GB 5009.268-2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》），采用微波消解联合电感耦合等离子体质谱仪，通过选用合适的同位素，采用高基体样品引入系统（HMI）、He碰撞池模式以及内标校正等技术降低基体干扰，对紫菜、海带中的Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Se共7种矿物质元素进行测定分析。

1 材料与方法

1.1 试验材料

海带、紫菜样品均采集于福建省宁德市。

1.2 仪器与试剂

仪器：Agilent 7700X 电感耦合等离子体质谱仪（美国Agilent公司）;Mars 6微波消解仪（美国CEM公司）;EHD24电热板（北京东航科仪仪器有限公司）;ME204E 电子天平[梅特勒托利多仪器（上海）有限公司]。

试剂：Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Se标准储备溶液浓度均为1000 μg·mL-1，国家有色金属及电子材料分析测试中心;内标储备液（Bi 、Ge、In、Li、Lu、Rh、Sc、Tb），浓度为100μg·mL-1;两种标准储备液使用时均用2%硝酸溶液配制成工作使用液;硝酸（优级纯），试验用水为超纯水（18.2MΩ·cm）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品前处理 先将采集到的海带（预先除去表面的盐分、沙土等杂质）、紫菜样品置于103℃烘箱中烘干至恒重后，用万能粉碎機粉碎均匀，备用。称取0.3～0.5 g样品于消解罐中，加入5 mL硝酸，置于90℃恒温电热板上预消解0.5 h，冷却后装罐，放入微波消解仪中按表1条件进行消解。消解完成后，开罐，将消解罐置于120℃恒温电热板上赶酸至1 mL左右，冷却，定容至50 mL，混匀待测。同时做空白试验。

1.3.2 仪器工作条件 （1）微波消解。采用程序升温法进行微波消解，具体条件见表1。（2）ICPMS。采用质谱调谐液对ICPMS的灵敏度、分辨率、氧化物等指标进行调谐，优化后的仪器条件见表2。

1.4 数据处理

营养素参考值（Nutrient Reference Values，NRV）是比较食品营养素含量多少的参考标准。

NRV=X/R×100%

式中：X为紫菜、海带中某营养素的含量;

R为该营养素的推荐的摄入量。

2 结果与分析

2.1 线性方程与检出限

采用上述条件对Mg、Ca、Fe、Cu、Zn、Mn、Se共7种元素的标准溶液进行测定，以元素的浓度为横坐标，以元素与内标计数值的比值为纵坐标，进行线性回归分析。同时连续测定11次空白溶液，以所得标准偏差的3倍与对应标准曲线的斜率k的比值计算各元素检出限，结果见表3。结果可知，7种元素的线性相关系数r均大于0.999，线性关系良好。

2.2 加标回收试验和方法的精密度

分别测定海带、紫菜样品中的7种矿物质元素含量，每一种样品平行测定6次，计算各元素相对标准偏差RSD。对海带、紫菜样品进行基质加标，计算其加标回收率，结果见表4。结果可知，回收率在88.7%～102.1%，RSD在3.5%～6.3%，表明该方法具有较高的回收率和良好的精密度，能满足海带、紫菜中无机元素含量的测定。

2.3 标准物质验证

选用生物成分标准物质紫菜（GBW10023）作为质控样，用上述方法测定其7种元素含量，结果见表5。结果可知，各元素的实际测定值均与证书认定值相符，表明该方法准确可靠。

2.4 样品的测定结果

采用上述试验方法分别对30份海带、30份紫菜样品进行7种矿物质元素含量的测定，得到海带、紫菜中7种元素的平均含量。根据（GB 28050-2011《食品安全国家标准 预包装食品营养标签通则》）的规定，以及中国营养学会发布的关于营养素参考值（NRV）日推荐摄入量标准的规定（中国营养学会推荐的每日膳食营养素供给量中规定成人无机元素的日需求量为Mg 300 mg、Ca 800 mg、Mn 3 mg、Fe 15 mg、Cu 1.5 mg、Zn 15 mg、Se 50 μg），NRV为100 g食品中营养素的含量占该营养素每日摄入量的比例。通过海带及紫菜中Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Se元素的平均含量计算出其对应的NRV。

从表6可知，海带、紫菜含有多种生命所必需的矿物质元素，海带中各元素含量顺序为Ca>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu>Se，紫菜中各元素含量顺序为Mg>Ca>Fe>Mn>Zn>Cu>Se。根据（GB 28050-2011《预包装食品营养标签通则》）中规定矿物质含量（Na除外）每100 g中≥15%NRV标示为“来源或含有”，每100 g中≥30%标示为“高或富含”，海带富含Mg、Ca、Mn、Fe元素，含有Cu、Zn、Se元素;紫菜富含Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Se元素，含有Zn元素。

3 结论

采用微波消解联合电感耦合等离子体质谱仪同时测定海带、紫菜中的Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn、Se共7种矿物质元素含量，结果表明该方法快速简便、准确度和精密度高、回收率好，适用于海藻类食品中多元素含量的同时测定。根据海带、紫菜中7种矿物质元素含量的测定结果可知，海带、紫菜含有Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Se等人体必需矿物质营养素。其中海带富含Fe、Mg、Ca元素，其营养素参考值NRV分别为306%、295%、130%，Mn元素的NRV也达90%;紫菜富含Fe、Mg、Mn、Cu元素，其NRV分别为303%、185%、149%、118%。海带、紫菜中Fe、Mg、Ca、Mn含量高于普通蔬菜，其中海带中Fe、Ca含量更是高于菠菜、油菜中Fe、Ca含量。食用海带、紫菜可为人体提供丰富的Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Se等矿物质营养素，人们根据自身矿物质元素缺乏情况合理食用海带、紫菜两种海藻食品。

参考文献：

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[2]王楠，庞艳华，孙瑶，等.碰撞反应池电感耦合等离子体质谱法检测海藻食品中重金属[J].食品安全质量检测学报，2015，6（1）：48-53.

[3]张丹，张琳，王俊红，等.微波消解电感耦合等离子体质谱法测定藻类中4种重金属元素[J].理化检验（化学分册），2016，52（10）：1172-1174.

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[8]王磊.微波消解预处理技术在食品分析与检测中的应用[J].产业与科技论坛，2013，12（13）：93-94.

[9]陈岩，赵晓丽，杨慧，等.湿法消解ICPMS法测定紫菜和海带中15种元素[J].分析试验室，2015，34（7）：803-806.

（责任编辑：柯文辉）