微波高压快速消解-紫外分光光度法测定南阳彩色小麦中的微量元素

1、微波高压快速消解 -紫外分光光度法测定南阳彩色小麦中的微量元素硒 朱玲 , 高 向 阳 *, 王 金 鹏 (河南农业大学食品科学技术学院 , 河南郑州 450002摘要 以南阳灰麦、 紫麦、 蓝麦为材料 , 采用微波高压快速消解 -紫外分光光度 法测定了样品中微量元素 硒的含量。结果表 明 :南阳彩 色小麦中硒含量为 13.3721.95m g/k g(干基 , 332为 1.4104, 标准曲线的相关系数 r 为 0.9997, 加标回收 率为 100.6%105.7%, R SD 为 4.4%, 因此该法具有灵敏度高、 稳定性好、 工作曲线线性关系好的显著优点 , 结果令人满意。关键词 南

2、阳彩色小麦 ; 微量硒 ; 紫外分光光度法 ; 微波高压消解中图分类号 S512.1文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2006 23-6093-03D e te rm in a t ion o f M ic ro -se le n ium C on ten t in N an y an g Co lou r W h e a t w ith U ltra v io le t Sp e c troph o tom e tric M e th odZHU L in g e t a l (C o lleg e o f F ood S cien ce ,H en an A g r icu l

3、tu re U n iv ers ity , Zh en g zh ou, H en an 450002A b s tra c t In o rder to in trodu ce a k ind o f n ew co lou r w h e a t w ith se len i umcon ten t and to o ffe r a g is t and re fe ren ce fo r dev e lopm en t o f th is specia l fu n c-tion, th e N an yan g g ray w h e a t , v io le t w h e a

4、t and b l u e w h ea t w e re se lected a s th e expe ri m en ta l m a te ra l . T h e sam p le s o f N an yan g co lou r w h ea t , p re trea ted w ith h igh -pre ssu re m icrow ave d ige stion an d u ltrav io le t-pe ctroph o tom e tric m e th od , w e re de term in ed in se len iumcon ten t . T h

5、 e an a ly tica l resu lts sh ow ed th a t se len iumcon ten t in N an yan g co lou r w h ea t w as 13.3721.95m g/k g(d ry m a tte r , th e sen sitiv ity o f th e m e th od w as h igh e r an d th e stab ility w a s be tte r , an d th e lin ea r re la tion o f w o rk in g cu rve w as i m p ro ved , t

6、h e in te rre la te co e fficien t w a s 0.9997. T h e recove ry w as in ran ge o f 100.6%105.7%and R SD w a s 4.4%. T h e an a ly tica l resu lt w ere sa tis facto ry.K e y w o rd s N an yan g co lou r w h ea t ; M icro -se len ium; U ltrav io le t-spectroph o to m e tr ic m e th od ; H igh -pre ss

7、u re m icrow av e d ige stion硒 是人和动物 生命活动必 需的 微量 元素 1, 中国 营养 学 会已将硒 列为人们 每日 膳 食所 需的 15种营 养 素 之一 2。目 前测定 食品中硒的 方法主要有原 子光 谱法、 氢化 物原 子荧 光 光谱法、 荧光法、 分 光 光度 法、 动 力 学 分析 法 和 电 化 学 法等 。 其中原 子光谱法、 氢化物原子 荧光光 谱法所 需仪 器设 备比 较 昂 贵 , 荧光 法所 用 主要 试剂 有 一定 毒 性且 需要 进 口 , 电化 学 法、 动 力学 分析 法 所需 温度 等 条件 苛 刻 , 这些 方法 在 相关 文

8、 献中均有介 绍 3-7。笔 者 采用 邻 苯 二 胺 紫外 分 光 光 度 法 测 定小麦中 的 硒 含 量 , 与 其 他 方 法 比 较 , 具 有 干 扰 少、 操 作 简 便、 选择性好、 灵敏度高和 操作费用低 等优点。南阳彩色 小麦 亦称 特 殊 粒色 小 麦 , 有 灰、 紫 、 蓝、 绿 等 颜 色 8, 据南 阳信息 网介 绍 :彩 色 小 麦中 微 量 元素 含 量 远 比 一 般 小麦 高 , 尤其 含 有丰 富的 硒 , 决 定这 些 微量 元素 含 量的 关 键在于其 独特的基因 , 但至今 尚未见 相关 报道 。微波 加热 技 术是一 种先进的样 品前处理技 术

9、9, 能使粒 子瞬 间快 速发 生 内加热 , 引起酸 与试样更有效 地接触 , 使样品迅速 被消解 10。 笔者将 微波快速加 热技术与成本 低廉、 利于 普及 推广 的紫 外 分光光 度法有机结 合 , 使试样 在密闭 的溶样 杯中 进行 程序 快 速消 解 , 可 防止硒 的挥发 损失 , 回收率 较高 , 用于实 际样品 的 测定 , 结果令人 满意。1材料与 方法1. 1 材料 灰麦、 普通紫麦、 硬质 紫麦 和 蓝麦 样品 由 河南 省 南阳市 农科所 小麦 研 究 室提 供。 灰麦 籽 粒 饱满 、 胚 部 完整 , 外观呈 灰色 , 长粒 , 胚乳呈灰白色 ; 蓝麦外观呈暗蓝色

10、 , 长粒 , 胚 乳呈灰白色 ; 普通紫麦外观呈深紫色 , 短粒 , 胚乳呈白色稍带紫 色 ; 硬质紫麦外观呈深紫色 , 长粒 , 胚乳呈白色稍带紫色。 1. 2仪 器与 主要 试 剂 UV -2000紫 外 可 见 分 光 光 度 计 (上 海尤 尼可 仪 器 有 限 公 司 ; pH 213型 酸 度 计 (上 海 雷 磁 仪 器 有限 公司 ; HY -5回 旋式 振荡 器 (金 坛市 杰 瑞 尔 电 器 有 限 公基金 项目 河南 省科技 攻关项 目资 助 (0624430003 。作者 简介 朱玲 (1980- , 女 , 河南 虞 城人 , 硕 士研 究 生 , 研究 方 向 :

11、食 品安全 与 分 析 。 *通 讯 作 者 , 硕 士 生 导 师 , 教 授 , E -m a il : ndga ox y 。收稿 日期 2006-08-30司 ; 微波 消解 仪 (上海 新仪 微波 化学 科技有 限公 司 。 硒 标准 溶液 :称 取 1.4053g S eO 2于 烧杯中 , 用水 溶解后 移入 100m l 容量 瓶中 , 定 容制 成 10m g/m l 的硒 标准 溶液 , 用 时逐 级稀 释成 5g/m l 的硒标 准 液 ;5%EDTA 溶 液 :称 取 5g 乙二 胺四 乙酸 二钠 , 用 水溶 解后 定容 为 100m l ;0.2%邻苯 二 胺溶 液

12、 :现用 现配 ,4冰 箱中 保存 可使 用 7d 。 以上 所 用试 剂均 为分 析纯 , 水 为重 蒸去 离子 水。1. 3方 法1. 3. 1 样 品 消 解。 小 麦 依 次 用 自 来 水 、 去 离 子 水 洗 35次 , 置 60烘 箱 中 除 去 表 面 水 分 , 用 不 锈 钢 万 能 粉 碎 机 粉 碎后 , 置称量 瓶中 于 60 烘至 恒重 。精确 称 0.5000g 于聚 四氟 乙烯 溶样 杯中 , 加 5.00m l H N O3、 1.00m l H2O2, 待 冒泡 结束 后盖 紧杯 盖 , 放入 微波 消解 仪中 , 按 表 1进行 程 序 高压 消 解 ,

13、 消解 结 束 后 溶 液 呈 无 色或 淡 黄 色 。将 消 解 液 放 在控 温电 热板 上 控 制 150 , 待 HN O 3挥 发 后 加 入 H C l (1+1 5.00m l , 使 S e 6+还 原成 为 S e 4+, 继续 加热 使残 余的 H C l 挥发 后 , 将消 解液 全部 转入 50m l 容 量 瓶 中 , 用 水 洗 涤 溶 样 杯 数 次 , 洗 液移入 容量 瓶中 , 定容。 同时 做空 白 , 待测 。表 1样品高压消解程序1. 3. 2 样品 的 测 定 。 准 确 吸 取 10.00m l 消 解 液 于 具 塞 锥 形瓶 中 , 加 5%ED

14、TA 溶液 1.00m l , 调 pH 值至 2.00, 用 20m l 水冲 洗电 极 , 加 0.2%邻苯 二胺 5.00m l , 混匀 后在 50水浴 锅内 放置 40m in , 加入 10m l 甲苯 , 在 振荡 器上 振荡 6m in , 移 入分 液漏 斗中静 置 5m in , 分 层 后 , 弃 去 下面 水 层 , 将 甲 苯层倒入 1c m 的 比色 皿中 , 于 332nm 处 测 其 吸 光 度 (AX, 再 从硒工 作曲 线查 得相 应 浓 度 (CX, 按 下 式 计 算 样 品 中硒 的 含 量 (X 。X (m g/k g =C 50. 0010. 00

15、m V式中 :C X 为标 准曲线 查得 硒 浓度 (g /m l ; m 为 样 品 的 质 量 (g ; V 为 测定 时吸 取消 解液 的体 积 (m l 。 2 结果与 分析 2. 1 试 验条 件的 确定2. 1. 1 最 佳测 定波长 。取 5g/m l 硒标 准溶 液 5.00m l 于 具塞锥 形瓶 中 , 加水 20m l , 用 H C l 调 pH 值 至 2.00, 用 20m l 水 冲洗电 极 , 加 邻 苯 二 胺 8.00m l , 混 匀 后 室 温 放 置 4h , 加 入 10m l 甲 苯 , 在 振 荡 器 上 振 荡 10m in , 移 入 分 液

16、 漏 斗 中 静 置 5m in , 分层后 将甲 苯层 倒入 1c m 比 色皿 中 , 在 TU -1800紫外 可见 分光 光度 计上 从 200600nm 进 行扫 描。 结 果表 明 :在 280380nm 处形 成完整 的 波 峰 , 其 最 大 吸 收 波 长 为 332nm (图1 。 图 1 光谱扫描及峰值检出2. 1. 2 酸 度。 分别取 5g/m l 硒标 准溶液 5.00m l 于 9个 锥 形瓶 中 , 用 1m ol/L 的 HC l 溶 液 调 节 pH 值 分 别 为 0.50、 1.00、 1.50、 2.00、 2.50、 3.00、 4.00、 5.00

17、、 6.00, 各 加 入 0.2%邻苯 二胺 8m l , 室温 放置 4h 后 加入 10m l 甲 苯 , 在振 荡 器 上 振荡 10m in , 移 至分液 漏斗 中放 置 5m in , 分 层后 将甲 苯 层 倒 入 1c m 比色 皿中 , 测 其 吸 光 度 , 结 果 见 图 2。 由 图 2可 知 , pH 值 在 1.502.50时 , 吸 光 度 较 大 且 较 稳 定 , 该 试 验 选 择 H C l 控 制溶 液的 pH 值 为 2.00。 图 2 酸度对测定结果的影响 2. 1. 3 配 位剂 用量。 分别 取 5g /m l 硒 标准 溶液 5.00m l

18、于 9个 锥形 瓶中 , 用 1m o l/L 的 H C l 溶液 调节 pH 值 至 2.00, 分 别添加 0.2%邻 苯 二 胺 0.50、 1.00、 3.00、 5.00、 7. 00、 9.00、 11.00、 13.00、 15.00m l , 其 他 操作 同 “ 2. 1. 2” , 测 其 吸光 度 , 结 果见 图 3。由 图 3可知 , 配 位剂 用 量 大于 3.00m l , 吸 光 度 保 持不 变 , 该 试验选 取配 位剂 的用 量为 5.00m l 。2. 1. 4 配合 反应 温度 。在 室温 下配合 反 应的 完 成 在 3h 以 上 , 反应 速度

19、较 慢 。 设 定 反 应 温 度 分 别 为 10、 30、 50、 70、 90 , 反 应时 间固定 为 1h , 其 他操 作同 “ 2. 1. 2” , 测 定不 同温 度 下的 吸光 度 , 结果 见 图 4。 由 图 4可 知 , 温度 在 3070 , 吸 光度较大且稳定 , 该试验选择在 50溶液中进行配合反应。 2. 1. 5 配 合时 间。用 5g/m l 硒标 准溶液 5.00m l 制 备 2个 配合 反应 时间 t 的 系 列 溶 液 , 各 系 列 均 用 1m ol/L H C l 溶 液 调 pH 值至 2.00, 依 次 加入 0.2%邻 苯二 胺 5m l

20、 。一 个 系 列 室温 分别 放 置 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7h 后 加 入 10m l 甲 苯 ; 另 一 系列在 50水 浴中 分别 放置 10、 30、 50、 70、 90、 120m in 后 加入 10m l 甲 苯。然 后在 振 荡 器 上 振 荡 6m in 萃 取 , 移 入 分 液 漏 斗中 静置 5m in , 分层 后 , 弃去 下 面 水层 , 将 甲 苯 层 倒入 1c m 的比 色皿 中 , 于 332nm 处测 其吸 光度 (A , 并 绘制 A -t 曲 线 , 结果见 图 5、 6。由图 5、 6可 知 , 室 温 配 合 反 应 速 度 较

21、 慢 , 反 应需 要 3h 以上 ;50 时 化 学 反 应 速 度 较 快 ,30m in 配 合 反 应便 可完 成 , 但随 着时 间的 延长 , 超 过 80m in 吸光 度 略 有降 低 , 该 试验选 择配 合反 应时 间为 40min 。图 3配位剂添加量对测定结果的影响图 4 配合反应温度对测定结果的影响2. 1. 6 萃 取 时 间。 分 别取 5g/m l 硒 标 准 溶 液 5.00m l 于 10个锥 形瓶 中 , 用 1m ol/L 的 H C l 溶 液调 节 pH 值 至 2.00, 依 次 加入 0.2%邻苯 二胺 5m l , 放置 40m in , 分

22、别用 振荡 器振荡 0.5、 1、 1.5、 3、 6、 9、 12、 15、 18、 21m in 后 加入 10m l 甲 苯进 行萃 图 5 室温下配合反应时间对测定结果的影响图 6 50时配合反应时间对测定结果的影响取 , 然 后移 至分液 漏斗 中放 置 5m in , 分 层后 将 甲 苯层 倒 入 1c m 比色 皿中 , 测 其 吸 光 度 , 结 果 见 图 7。 由 图 7可 知 , 萃 取 时间 在 5m in 以 上时 , 吸 光度 基本 保持不 变。 笔 者选 取 萃 取 时间 为 6m in 。此 时 , 试 验 所 得 的 吸 光 度 值 , 在 标 准 曲 线

23、上 查得 的浓 度为 2.5044g/m l , 而 标 液的 浓 度 为 2.500g/m l , 可计算 出萃 取率 为 100.18%。 表 明 10m l 甲 苯 可 以 达 到 萃 取完 全的 效果 。图 7 萃取振荡时间对测定结果的影响2. 2 干 扰 的 消 除 F e3+、 T i4+、 I -对 S e 有 影 响11, F e3+用5%EDTA 掩蔽 ,T i 4+可 用 N aF 掩 蔽。 向 1g/m l 硒 标 准 溶 液 中分 别加 入 1000和 10000倍硒 量 的 K I 溶 液 , 均无 明 显 干 扰 , 而 实际 样品小 麦中 的碘 含量 远 小于 试

24、 验 用量 。对 甲 苯、 邻苯 二胺 、 蒸馏水 、 EDTA 溶液 及 试剂 空 白 进 行 200600nm 全程 扫描 表明 , 在 332nm 处 均无 吸收 。2. 3 工 作曲 线及 方法 的灵 敏度 分别 取 1g/m l 硒 标准 溶 液 0.00、 1.00、 5.00、 15.00、 25.00m l , 按 样品 测定 步骤 测 定 吸 光度 (A , 并 绘制 吸光 度 -浓度 标准 工作曲 线。 测得 吸光 度 值分 别为 0.000、 0.018、 0.101、 0.272、 0.455。 绘制 工 作 曲 线如图 8所示 , 相关 系 数 r 为 0.9997。

25、 根 据朗 伯 -比 尔 定律 A =bc , 计算 出的 平均 摩尔 吸光 系数 为 1.43104L /(m ol c m , 产 生 1%吸 收时 的浓 度为 3.0310-7m ol/ L 。图 8 吸光度 -硒浓度标准工作曲线2. 4 样 品硒 含量 和 精 密度 分别对 普通紫麦、 硬 质紫麦、 蓝 麦、 灰麦进行 3次 平行 测定 , 硒 平均 含量 分 别为 14.34、 13.37、 16.42、 21.95m g/k g(干基 。对蓝麦 样品进 行 6次平行 测定 , 测 定值 分 别 为 15.51、 16.94、 16.93、 16.88、 15.51、 16.83m

26、g/k g(干 基 , 平均为 16.44m g/k g(干基 , RSD 为 4.4%。2. 5 回 收率 分 别取蓝 麦 定容 样 液 10. 00m l 于 烧 杯 中 , 加 入不 同量 的 1g/m l 硒 标准溶 液 , 在 与样 品相 同的 条 件 下对每个 加标 水平 进 行 3次 平 行 测 定 , 结 果 见 表 2。 由 表 2可 知 , 该 方法的 加标 回收 率为 100.6%105.7%。表 2蓝麦加标回收率试验结果 加标水平加标前 g/m l3 结论将微 波高 压快 速 消 解 技 术 与 紫 外 分 光 光 度 法 相 结 合 , 初步 测定 了南 阳彩 色 小 麦 中 的 硒 含 量 , 为 小 麦 新 品 种 的 功 能性 食品 的进 一步 开发 提供参 考。 通过 单 因 素试 验 确 定的 试验条 件为 :最 佳 测 定 波 长 为 332nm, 配 合 反 应 温 度 为 50 , 配合 反应 溶液 的 pH 值 为 2.00, 配 合 反 应时 间 为 40m in , 配位 剂用 量为 5.00m l , 甲 苯 萃 取 体 积 10m l , 甲 苯 萃 取 时