超级微波消解-ICP-OES法测定蓝莓中7种营养元素

2023-11-06陈耿欢陈奇陈娇

食品安全导刊·中旬刊 2023年9期

陈耿欢陈奇陈娇

摘要：本文建立了超级微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法（Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry，ICP-OES）同时测定蓝莓中钾、钙、镁、铁、磷、铜和锌7种营养元素的方法。实验结果表明，7种元素的线性关系良好，相关系数在0.999 73～0.999 98，样品加标回收率在94.7%～103.0%，RSD在0.62%～6.50%，满足GB/T 27404—2008的相关要求。该方法试剂消耗量少、简单快速、测定准确，可同时测定蓝莓浆果中7种营养元素。

关键词：电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）；超级微波消解；蓝莓；营养元素

Determination of Seven Nutrient Elements in Blueberry by Super Microwave Digestion-ICP-OES

CHEN Genghuan1，2，3， CHEN Qi1，2，3， CHEN Jiao1，2，3

（1.Guangdong Food Industry Institute Co.， Ltd.， Guangzhou 511442， China; 2.Guangdong Provincial Public Laboratory of Food Industry， Guangzhou 511442， China; 3.Guangdong Food Quality Supervision and Inspection Station， Guangzhou 511442， China）

Abstract： This article establishes a method for the simultaneous determination of potassium， calcium， magnesium， iron， phosphorus， copper， and zinc in blueberries using super microwave digestion inductively coupled plasma optical emission spectrometry （ICP-OES）. The experimental results show that the linear relationship between the seven elements is good， with correlation coefficients ranging from 0.999 73 to 0.999 98. The sample recovery rate is 94.7% to 103.0%， and the RSD is 0.62% to 6.50%， meeting the relevant requirements of GB/T 27404—2008. This method has low reagent consumption， is simple， fast， and accurate， and can simultaneously determine 7 nutrient elements in blueberry berries.

Keywords： inductively coupled plasma optical emission spectrometry （ICP-OES）; super microwave digestion; blueberry; nutrient elements

藍莓，系杜鹃花科越橘属丛生灌木，于2000年在我国开始进行商业化栽培，经过20年的发展，我国蓝莓栽培面积从10 hm2增加到6.64万hm2，种植主要省份有贵州、辽宁、山东、云南、吉林、四川和安徽[1-3]。矿物质是构成人体组织和维持正常生理功能必需的各种元素的总称，是人体必需的七大营养素之一[4-5]。对江苏、山东、四川、辽宁以及贵州等产地的蓝莓的无机元素含量进行研究，发现不同产地的蓝莓，部分无机元素含量存在明显的差异，但各地蓝莓中均含有丰富的钾、钙、镁、铁等矿物质元素，同时也富含人体必需的铜、锌等微量元素[6-7]。

样品消解在重金属检测中起关键性作用，对检测结果的准确性起决定性作用。在国家标准中样品消解方法有干法消解、湿法消解、压力罐消解和微波消解法。但随着科学技术的发展，样品前处理的技术也不断创新，超级微波消解是近几年发展较快的先进微波消解技术，其采用预加压的微波消解系统的核心是一个“单反应室”，这个反应室既是样品的消解罐又是微波的工作腔，微波直接从底部发射到腔体内，消解过程中可以实现更高的温度、更大的压力，使用更少的溶剂，从而改善消解效果、提高消解效率，已被广泛用于食品、中药材、化妆品和土壤等领域的元素分析[8-10]。电感耦合等离子体发射光谱法可同时测定多种元素，具有线性范围宽、抗干扰性强、稳定性高等特点，是目前应用广泛且经济高效的分析手段，适合食品中多元素的同时测定[11-12]。本实验采用超级微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法（Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry，ICP-OES）同时测定蓝莓浆果中钾、钙、镁、铁、磷、铜、锌7种营养元素。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

网购贵州黔东南苗族侗族14 mm+蓝莓（样品1）、贵州黔东南苗族侗族12 mm+蓝莓（样品2）、辽宁丹东14 mm+蓝莓（样品3）、辽宁丹东12 mm+蓝莓（样品4），均为冷链运输；硝酸（UPS级，68%，晶瑞电子材料股份有限公司）；水为GB/T 6682—2008规定的一级水；多元素混合标准溶液（国家有色金属及电子材料分析测试中心），多元素混合标准溶液浓度见表1。

1.2 仪器与设备

5110电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES，美国安捷伦公司）；ultraCLAVE超级微波消解平台（Milestone）；ML204/02电子天平（梅特勒·托利多（上海）有限公司）；超纯水机（默克密理博）。

1.3 实验方法

1.3.1 系列混合标准工作溶液的配制

用移液枪分别准确吸取0.025 mL、0.050 mL、0.100 mL、0.200 mL、0.500 mL和0.800 mL多元素混合标准溶液（GNM-M093066-2013）于50 mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容至刻度，配制成不同浓度的系列混合标准工作溶液。

1.3.2 样品处理

把蓝莓鲜果洗净晾干，用匀浆机将蓝莓鲜果制成果酱。称取约1.00 g果酱样品（精确至0.000 1 g）于消化管中，加2.5 mL水和2.5 mL硝酸，加盖，置于已预先加入400 mL超纯水和10 mL硝酸作为载液的内衬桶中，将内衬桶放入反应釜中，设定超级微波消解程序（表2）进行消解；泄压排气，冷却后取出样品，打开盖子，将消化液转移至50 mL容量瓶中，用少量水润洗消化管及盖子3次，合并洗液并用水定容至刻度混匀备用，同时做空白试验。

1.3.3 仪器条件

使用Agilent 5110电感耦合等离子体发射光谱仪进行测定。钾、钙为径向观测，镁、铁、磷、铜、锌为轴向观测；观测高度：8 mm；高频发生器功率：1.2 kW；泵流速：12 r·min-1；雾化器流量：0.70 L·min-1；等离子体气流量：12.0 L·min-1；辅助气流量：1.00 L·min-1；稳定时间：15 s；检测器温度：-40 ℃；光室温度：35 ℃。7种元素的分析谱线分别为钾766.491 nm、钙317.933 nm、镁285.213 nm、铁234.350 nm、铜324.754 nm、磷213.618 nm、锌213.857 nm。

2 结果与分析

2.1 线性范围、相关系数、检出限

系列混合标准工作溶液经ICP-OES测定得到标准曲线，连续对样品空白溶液重复检测11次，计算标准偏差，以3倍标准偏差值作为检出限。由表3可知，7种元素在线性范围内相关系数R在0.999 73～0.999 98，检出限在0.000 29～0.040 00 mg·L-1，满足实验要求。

2.2 准确度及精密度

对样品1进行6平行的重复试验，并向样品1中分别加入低、中、高浓度的标液，计算各元素精密度及加标回收率，结果见表4。样品加标回收率为94.7%～103.0%，7种元素的RSD值在0.62%～6.50%，回收率良好，符合GB/T 27404—2008的相关要求。

2.3 蓝莓中营养元素含量

蓝莓样品中营养元素含量测定值见表5。对2个产地不同规格蓝莓的营养元素含量进行检测和对比，检测出蓝莓鲜果样品中钾含量为734～909 mg·kg-1，钙含量为56.3～135.0 mg·kg-1，镁含量为42.6～60.8 mg·kg-1，铁含量为1.45～3.33 mg·kg-1，磷含量为102～141 mg·kg-1，铜含量为0.364～0.789 mg·kg-1，锌含量为0.720～1.870 mg·kg-1。不同产地、不同规格的蓝莓中营养元素含量存在明显差异，辽宁丹东蓝莓各营养元素含量比贵州黔东南苗族侗族蓝莓的营养元素含量略高一些。也有研究表明，丹东蓝莓样品钾含量为4 121.55 mg·kg-1、钙含量为344.24 mg·kg-1、镁含量为222.68 mg·kg-1、铁含量为18.83 mg·kg-1、铜含量为0.40 mg·kg-1、锌含量为1.06 mg·kg-1，甚至青岛、连云港、成都等地的蓝莓样品中钾含量14 591.55～23 935.38 mg·kg-1、钙含量为1 085.86～1 893.42 mg·kg-1、镁含量为852.93～1 407.89 mg·kg-1、铁含量为64.77～93.63 mg·kg-1[7]，以上蓝莓营养元素检测数据比本实验蓝莓样品所测营养元素含量高，本实验的样品由市场流通中购入，品质存在差异，但通过实验也验证了蓝莓产品营养价值高，含有丰富的矿物质元素和微量元素。

3 结论

通过超级微波消解与电感耦合等离子体发射光谱仪联用测定蓝莓中7种营养元素的含量。结果显示，7种元素的线性关系良好，加标回收率在94.7%～103.0%，RSD在0.62%～6.50%，准确度和精密度高。该方法具有成本低、用酸量少、无须赶酸、耗时短、操作简便、环保等优点，适用于蓝莓中7种无机元素含量的快速测定。

参考文献

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