盐地碱蓬籽中矿物质元素测定及价值分析

王晨熙， 高腾飞， 王瑞鑫， 刘春艳

(华北理工大学，河北 唐山 063210)

盐地碱蓬，草本植物，一年生，藜科碱蓬属。盐地碱蓬营养价值丰富，含有丰富的蛋白质、膳食纤维、黄酮类化合物及微量元素等多种营养物质，属于药食同源植物，现已证明盐地碱蓬具有降血糖、降血脂、抗癌等功效[1]。

盐地碱蓬具有野生无公害的特点，其幼株常作为优质的蔬菜，籽用来榨油。目前对于盐地碱蓬的应用相对狭窄，主要在土壤改良及水体净化方面发挥巨大作用[2-5]。对于盐地碱蓬种子则主要是在油料作物方面的研究较多，李洪山[3]研究表明盐地碱蓬籽的含油量达到20%左右，是很好的榨油原料，其中不饱和脂肪酸含量达到90%以上，在降血脂、调节免疫功能等方面具有重要的作用[6-8]。盐地碱蓬作为药食同源的植物近年来开始备受人们关注，尤其是盐地碱蓬籽油逐渐出现在大众视野，但目前对盐地碱蓬籽的矿物质元素研究较少，且鲜有关于其营养价值评定的报道。电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)高效稳定，并且可以连续测定多种元素且精确度高，比较符合本研究的检测目的[9-11]。本研究采用该方法对盐地碱蓬籽及生长土壤所含有的矿物质元素进行检测，并通过盐地碱蓬籽的富集系数评定其对金属元素的富集能力，测定结果一方面可以客观反映盐地碱蓬籽的矿物质元素含量和营养价值，另一方面也为土壤矿物质研究及土壤修复提供一定的数据支持。

1 材料与方法

1.1 样品来源

盐地碱蓬种子采自河北省唐山市曹妃甸区外滩。

土壤采自河北省唐山市曹妃甸区外滩10～30 cm深度处土壤。

1.2 试剂和仪器

1.2.1 试剂

68%的硝酸(GR)，37%的盐酸(GR)，24%的氢氟酸(GR)，均为天津市津东天正精细化学试剂。

1.2.2 仪器

电热鼓风烘箱，上海精宏实验设备有限公司；MG-42消解仪，合众仪器有限公司；Agilent720 ICP-OES，安捷伦科技公司；电子分析天平，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司。

1.3 仪器工作条件

为了保证试验效果，ICP-OES的工作条件：功率1.25 kW，等离子气流量15.0 L·min-1，辅助气流量1.50 L·min-1，雾化气流量0.75 L·min-1，一次读数时间1.00 s，仪器稳定延时13 s，快泵进样延时15 s，进样蠕动泵速15 r·min-1，清洗时间25 s，读数3次。

1.4 工艺流程

1.4.1 土壤检测

土壤→干燥、粉碎、过筛→消解→ICP-OES全扫检测矿物质元素。

1.4.2 盐地碱蓬籽

盐地碱蓬籽粕→干燥、粉碎、过筛→消解→ICP-OES全扫检测矿物质元素。

1.4.3 盐地碱蓬籽、土壤样品制备

将采集的盐地碱蓬籽洗净，放入50 ℃烘箱烘干；取出后粉碎过120目筛2遍得到盐地碱蓬籽样品，将样品放入密封袋备用。

本实验的土壤样本取自所测盐地碱蓬籽生长植株的基部,采用五点取样法[12]采集5个点的10～30 cm层的土壤均匀混合，然后采用四分法留取1 kg土壤样品。将采回的土壤样品置于干净的塑料布上风干,并拣去小石块和一些粗大的植物根、茎、叶等，摊成薄层，促使均匀风干，待完全风干后将土壤样品粉碎，过100目筛，置于密封袋保存。

1.5 样品消解

1.5.1 盐地碱蓬籽和土壤消解

称取0.400 0 g左右的样品，准确记录质量，将其移入聚四氟乙烯消解罐中，用少量去离子水润湿样品，加入12 mL王水(HNO3∶HCl 3∶1)和2 mL HF，摇匀密封后转移至消解仪；待消解完成冷却至室温，将液体转移至聚四氟乙烯烧杯中放于电热板进行赶酸；待赶酸完成后用1% HNO3溶解残渣，将溶解液转移至25 mL容量瓶中，定容，待测。

1.5.2 元素含量测定

盐地碱蓬籽和土壤样品通过内标法[13-15]进行测定，ICP-OES设有内标管，通过内标法来减小基体差异的干扰，内标矫正液Re，其浓度为5.00 mg·L-1，仪器工作条件见1.3节。各元素测定波长：Al 396.15 nm，As 188.98 nm，Ba 233.53 nm，P 213.62 nm，Pb 220.35 nm，Si 251.61 nm，Ti 336.12 nm，Zn 206.20 nm，Sn 189.93 nm，Sr 460.73 nm，Ca 315.89 nm，Cr 267.72 nm，Cu 327.40 nm，Fe 238.20 nm，K 769.90 nm，Li 610.37 nm，Mg 285.21 nm，Mn 257.61 nm，V 292.40 nm，Zr 343.82 nm，Mo 202.03 nm，Na 589.59 nm，Ni 231.60 nm，S 181.97 nm。

1.5.3 数据处理

计算标准偏差和相对标准偏差。

2 结果与分析

2.1 元素含量和可信度

基于以上试验方法及条件，对盐地碱蓬籽样品和土壤样品分别进行检测。检测出盐地碱蓬籽样品中的18种元素，其中包括P、S、Si 3种非金属元素和15种金属元素；检测出土壤样品中的22种元素，其中包括P、S、Si、As 4种非金属元素和18种金属元素，结果见表1～2。

表1 盐地碱蓬籽的各元素含量

表2 土壤样品的各元素含量

2.2 盐地碱蓬籽和土壤元素含量比较

根据表1和表2的结果可以看出，盐地碱蓬籽和盐地碱蓬生长土壤的金属元素存在数量和种类上的差别。盐地碱蓬籽样品中检测出的18种矿物质元素含量依次为Na>K>Mg>Ca>S>P>Fe>Si>Cr>Al>Mn>Sn>Zn>Sr>Ti>Ba>Cu>Mo，其中除Ti为人体非必需元素外，其余17种矿物质元素均为人体所需[16-17]，但其中有一些元素为微量元素，在人体内积累量过多会产生一定的毒性，如Cr、Sn等有显著的毒性。土壤样品中检测出的22种元素按含量排序依次为Al>Ca>K>Na>Ti>Si>Mn>S>Ba>Mg>P>Pb>Sr>Sn>V>Zn>Cr>Zr>Ni>Cu>As>Li。对比可知，2个样品检测出的矿物质元素存在差异，V、Zr、Ni、As、Li这5种元素存在于土壤中，而在盐地碱蓬籽中通过以上方法并未检测出；Fe、Mo 2种元素存在于盐地碱蓬籽中，而在土壤中受到检出限的影响通过以上方法并未检测出。从含量上来说，盐地碱蓬籽样品中含量较为丰富的为Na、K、Mg、Ca这4种元素，土壤样品中Al、Ca、K、Na、Ti、Si这6种元素含量相对较高；值得关注的是Cr在盐地碱蓬籽中的含量几乎为土壤样品中含量的6倍，Mg在盐地碱蓬籽中的含量也是远高出土壤样品中的含量。

2.3 盐地碱蓬籽的富集系数

通过表3可以看出，盐地碱蓬籽中富集了多种重金属元素，对富集能力进行排序为Cr>Sn>Zn>Cu>Sr>Mn>Ba>Ti，对Cr、Sn、Zn这3种元素的富集系数大于1，说明对这3种重金属富集效果较好。Cr、Sn、Zn属于当前主要污染物，其他几种元素也会对土壤造成一定的影响，由此可以看出盐地碱蓬在土壤改良上有很大用处[18-20]。

表3 盐地碱蓬籽的富集系数

3 小结

本试验检测了盐地碱蓬籽及其生长土壤中的矿物质元素，并对结果做了单独分析及对比分析，得到了种子对土壤中金属的富集系数。试验结果表明，盐地碱蓬籽中存在少量对人体有害的元素，在生产中可通过重金属脱毒处理来除去重金属元素。值得关注的是其中含有大部分人体所需的矿物质元素，尤其是Na、K、Mg、Ca 4种元素含量丰富，因此，可以在电解质饮品方面进行开发。盐地碱蓬籽中还含有大量的微量元素，可以作为部分保健食品的良好原料。同时，盐地碱蓬籽富集Cr、Sn、Zn等元素效果较好，具有很好的土壤修复的潜能。