王世成,王顏紅,*,劉艷輝,崔杰華,張 紅,齊 偉,李林平
(1.中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所,遼寧 沈陽 110016;2.中國綠色食品發(fā)展中心,北京 100081)
硒是人體必需的微量元素,具有抗氧化和增強(qiáng)免疫力的生物學(xué)功能[1],對(duì)人體健康有著極為重要的意義。研究[2-4]表明,無機(jī)硒毒性大,生物活性低;而有機(jī)硒毒性小,吸收率高,生物利用率高,因此,有機(jī)硒產(chǎn)品的研制是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一,其中富含有機(jī)硒的鴨蛋是常用的補(bǔ)硒產(chǎn)品之一,愈來愈受到重視。目前,在我國市場(chǎng)上已經(jīng)有富硒鴨蛋銷售,但是,由于缺乏有效的有機(jī)硒測(cè)試方法,使得富硒鴨蛋的質(zhì)量難以有效的控制。
目前,總硒的測(cè)定方法有分光光度法[5]、原子吸收光譜法[6]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[7]、氫化物-發(fā)生原子熒光光譜法[8]等等。對(duì)于樣品中有機(jī)硒的測(cè)定,有文獻(xiàn)報(bào)道采用分光光度法測(cè)定富硒酵母中有機(jī)硒的含量[9];采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定富硒酵母中有機(jī)硒和無機(jī)硒[10];采用順序注射氫化物發(fā)生原子熒光法測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品中的無機(jī)硒和有機(jī)硒[11];采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法測(cè)定硒蛋氨酸的方法[12]等。上述文獻(xiàn)的測(cè)試方法大多是針對(duì)植物、微生物產(chǎn)品,而動(dòng)物性食品中有機(jī)硒總量的測(cè)定方法還未見報(bào)道。對(duì)于鴨蛋中總硒的測(cè)定,有文獻(xiàn)報(bào)道了分光光度法測(cè)定富硒蛋粉中總硒含量的方法[13]和氫化物原子熒光光譜法測(cè)定雞蛋中總硒含量方法[14]。有文獻(xiàn)報(bào)道采用高效液相色譜-等離子體質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析富硒雞蛋中兩種硒代氨基酸[15],但該方法對(duì)儀器和技術(shù)要求較高,不適宜普遍推廣應(yīng)用。為此,在能夠測(cè)定鴨蛋總硒的前提下,本方法采用三羥甲基氨基甲烷-鹽酸(Tris-HCl)緩沖溶液提取,硫酸銨沉淀的方法,有效分離鴨蛋樣品中的無機(jī)硒和有機(jī)硒,采用原子熒光法測(cè)定其中的總硒和無機(jī)硒,應(yīng)用差減法計(jì)算有機(jī)硒的含量。
普通鴨蛋和富硒鴨蛋均采自遼寧省大連某蛋鴨養(yǎng)殖企業(yè)。
硝酸、高氯酸、鹽酸均為優(yōu)級(jí)純;pH8.6的Tris-HCl緩沖溶液:稱取1.211g三羥甲基氨基甲烷,0.404g MgCl2·6H2O,用80mL水將其溶解,用6mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH值至8.6,用去離子水定容至100mL。NaBH4(20g/L)和NaOH(4g/L)的混合溶液:分別稱取6g NaBH4和1.2g NaOH,加入300mL去離子水將其溶解并定容,現(xiàn)用現(xiàn)配;鐵氰化鉀溶液(100g/L):稱取10.0g鐵氰化鉀(K3Fe(CN)6)溶于100mL水中,混勻;硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:1000mg/L。硒標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液:取1000mg/L硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液逐級(jí)稀釋,分別得到質(zhì)量濃度為500μg/L和100μg/L的溶液。
AFS-2202E型原子熒光光譜儀(配有硒空心陰極燈) 北京海光儀器公司;KQ-250B型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;KGB-2型電熱板 沈陽市森華理化儀器研究所;TDL-40C型離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠。
1.3.1 總硒的測(cè)定
按GB/T 5009.93—2003《食品中硒的測(cè)定》方法測(cè)定。
1.3.2 無機(jī)硒的測(cè)定
1.3.2.1 無機(jī)硒的提取
稱取混合均勻的鴨蛋樣品1g(精確到0.001g),加入Tris-HCl緩沖溶液(pH8.6)10mL,超聲提取2h;4000r/min離心10min,移出上清液,加入6g硫酸銨,混勻,靜置10min,以4000r/min離心10min,移出清液;殘?jiān)性偌尤?.6g硫酸銨,同時(shí)加入1mL Tris-HCl緩沖溶液潤(rùn)洗后,離心,合并清液。同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。
1.3.2.2 提取液的消解
吸取離心后的提取清液(1.3.2.1節(jié)),加入10mL混酸(硝酸:鹽酸(4:1,V/V)),加熱消解,并及時(shí)補(bǔ)加混酸,待溶液變?yōu)槌吻鍩o色并伴有白煙時(shí),繼續(xù)加熱至剩余量為1~2mL時(shí);再加入5mL鹽酸溶液(6mol/L),繼續(xù)加熱至清亮無色并伴有白煙出現(xiàn),冷卻,轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中,加入鹽酸5.0mL、鐵氰化鉀溶液2.5mL,用去離子水定容至刻度,混勻待測(cè)。
1.3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制
取50mL容量瓶6支,依次準(zhǔn)確加入100μg/L硒標(biāo)準(zhǔn)使用液0、1.0、2.5、5.0mL和500μg/L的硒標(biāo)準(zhǔn)使用液2.0、5.0mL,分別加入鹽酸10.0mL、鐵氰化鉀溶液(100g/L)5.0mL,用去離子水定容至刻度(各相當(dāng)于硒質(zhì)量濃度0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0μg/L),混勻待測(cè)。
1.3.2.4 儀器測(cè)定條件
原子化器高度:8mm;燈電流:80mA;載氣流量:400mL/min;屏蔽氣流量:1000mL/min;原子化溫度:800℃;光電倍增管負(fù)高壓:300V;延遲時(shí)間:1s;讀數(shù)時(shí)間:12s;進(jìn)樣體積:1mL。
1.3.2.5 測(cè)定
在測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液后,分別吸取空白溶液和試樣溶液進(jìn)行測(cè)定。
1.3.3 有機(jī)硒總硒的含量減去無機(jī)硒的含量即得有機(jī)硒含量。
配制硒質(zhì)量濃度為2.0~50μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液,按建立的方法,以硒質(zhì)量濃度(μg/L)為橫坐標(biāo),熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線y=32.378x-50.631,R2=0.9999,測(cè)定質(zhì)量濃度在2.0~50μg/L線性關(guān)系良好,適用于樣品的測(cè)定分析。
鴨蛋中的硒主要以蛋白的結(jié)合形式存在,Tris-HCl緩沖溶液可作為蛋白的理想提取試劑,因此采用該溶液作為鴨蛋中的有機(jī)硒和無機(jī)硒提取劑。參考文獻(xiàn)[7]考察在提取液中加入甘油增加提取效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)提取劑中添加一定量的甘油,在消解的過程中,容易產(chǎn)生過熱的迸濺現(xiàn)象影響結(jié)果的平行性,沒有添加甘油的測(cè)試結(jié)果平行性較好。故采用不含甘油的pH8.6的Tris-HCl緩沖溶液提取,以利于減少樣品在消解過程中的損失。
表 1 不同沉淀劑的效果Table 1 Effect of different precipitant on the recovery of selenium
采用溶劑提取獲得有機(jī)硒和無機(jī)硒溶液后,通過沉淀蛋白的方式去除有機(jī)硒,比較采用硫酸銨和無水乙醇作為沉淀劑沉淀蛋白的效果。稱取1g樣品,加入一定量的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液,加入10mL的pH8.6 Tris-HCl緩沖溶液,超聲提取2h,再分別加入0.6g硫酸銨固體和15mL無水乙醇沉淀蛋白,以4000r/min離心10min,上清液定容至25mL,按建立的方法消解分析,結(jié)果見表1。結(jié)果表明,無水乙醇做沉淀劑有利于溶液和沉淀的分離,但測(cè)得的加標(biāo)回收率偏低。用硫酸銨固體作沉淀劑回收率較高,雖然溶液和沉淀不容易分離,但可通過高速離心和增加離心時(shí)間實(shí)現(xiàn)。故采用硫酸銨作為蛋白沉淀劑。
方法精密度:樣品中添加無機(jī)硒標(biāo)準(zhǔn)溶液,添加量為0.4mg/kg、按照本方法確定的條件進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn),其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD≤5%。說明本方法用于測(cè)定鴨蛋中無機(jī)硒的含量有較好的精密度。
表 2 方法的精密度(n=5)Table 2 Precision test (n=5)
根據(jù)限量檢測(cè)要求,連續(xù)11次測(cè)量樣品空白對(duì)照液,按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算其檢出限(3σ)為0.09μg/L,按稱樣1g計(jì)算,定容25mL計(jì)算,無機(jī)硒的檢出限為0.003mg/kg。
以普通鴨蛋為樣品,分別添加0.4、1.0mg/kg和2.0mg/kg的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液,按建立的方法,測(cè)定了無機(jī)硒的回收率,每個(gè)樣品做3個(gè)平行,結(jié)果見表3。結(jié)果表明,3種加標(biāo)量的無機(jī)硒添加回收率在82.8%~91.0%之間,基本滿足樣品測(cè)定的需求,通過差減法得到的樣品的有機(jī)硒含量是真實(shí)可信的。
表 3 無機(jī)硒的回收率Table 3 Recoveries of inorganic selenium
表 4 樣品中有機(jī)硒和無機(jī)硒的測(cè)定 Table 4 Determination of organic selenium and inorganic selenium in samples
按照建立的方法,測(cè)定了3批富硒鴨蛋樣品中無機(jī)硒和有機(jī)硒含量,結(jié)果見表4。結(jié)果表明,富硒鴨蛋中的有機(jī)硒占總硒的95.2%和95.9%,無機(jī)硒占總量的4.8%和4.1%,無機(jī)硒的測(cè)定結(jié)果與Lipiec等[15]分析結(jié)果基本相符。Lipiec分析富硒雞蛋中的硒蛋氨酸和硒半胱氨酸,二者的總和占總硒的75%,無機(jī)硒占總量的6.4%,說明兩種硒代氨基酸的含量只代表了大部分有機(jī)硒但并不是全部。
建立了鴨蛋中有機(jī)硒和無機(jī)硒的測(cè)定方法,采用Tris-HCl緩沖溶液提取,硫酸銨沉淀,原子熒光法測(cè)定其中的總硒和無機(jī)硒,采用差減法計(jì)算有機(jī)硒的含量,方法靈敏度高,線性范圍,精密度以及加標(biāo)回收率均獲得滿意結(jié)果。為鴨蛋中有機(jī)硒和無機(jī)硒的測(cè)定提供了一種完善檢測(cè)方法。
[1] ABDULAH R, MIYAZAKI K, NAKAZAWA M, et al. Chemical forms of selenium for cancer prevention[J]. J Trace Elem Med Bio, 2005, 19(2): 141-150.
[2] RAYMA M P. The use of high-selenium yeast to raise selenium status: how does it measure up?[J]. Brit J Nutr, 2004, 92(4): 557-573.
[3] MCKENZIE M J, HUNTER D A, PATHIRANA R, et al. Accumulation of an organic anticancer selenium compound in atransgenic Solanaceous species shows wider applicability of the selenocysteine methyltransferase transgene from selenium hyperaccumulators[J]. Transgenic Res, 2009, 18(3): 407-424.
[4] MIGUEL N A, CARMEN C V. Selenium in food and the human body: a review[J]. Sci Total Environ, 2008, 4009(1): 115-141.
[5] 劉有芹, 楊慶輝, 黃函, 等. 紫外分光光度法測(cè)定枸杞子、陳皮、生姜中硒含量[J]. 理化檢驗(yàn): 化學(xué)分冊(cè), 2010, 46(3): 329-330.
[6] 楊瀟, 芮光偉, 許海東. 微波消解-石墨爐原子吸收光譜法檢測(cè)大米中硒元素的含量[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2010, 36(1): 138-141.
[7] 于振花, 荊淼, 黃彥良, 等. 微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定食品中硒的含量[J]. 食品研究與開發(fā), 2009, 30(10): 100-103.
[8] 肖輝, 吳向陽, 仰榴青, 等. 氫化物-原子熒光法測(cè)定姬松茸子實(shí)體中硒含量[J]. 食品科學(xué), 2010, 31(10): 247-249.
[9] 郝素娥, 滕冰. 硒酵母中有機(jī)硒及硒代氨基酸含量的測(cè)定方法[J]. 分析測(cè)試學(xué)報(bào), 1999, 18(3): 72-74.
[10] 高建忠, 秦順義, 黃克和. 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測(cè)定富硒酵母中的有機(jī)硒和無機(jī)硒[J]. 分析科學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 22(2): 157-160.
[11] 崔海容, 陳建華, 谷家越, 等. 順序注射HG-AFS法測(cè)定富硒農(nóng)產(chǎn)品中無機(jī)硒和有機(jī)硒[J]. 分析科學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 21(5): 545-548.
[12] 楊文婕, 張明, 陳競(jìng), 等. LC-MS-MS同時(shí)定量檢測(cè)硒蛋氨酸和硒胱氨酸[J].中國食品衛(wèi)生雜志, 2008, 20(3): 204-207.
[13] 金松子, 蔡振華, 蔣慶峰. 分光光度法測(cè)定富硒蛋粉中的硒含量[J]. 現(xiàn)代食品與藥品雜志, 2007, 17(1): 37-39.
[14] 郝莉鵬, 詹銘, 鄭嶸, 等. 上海市售雞蛋硒含量測(cè)定[J]. 實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué), 2003, 10(1): 99-100.
[15] LIPIEC E, SIARA G, BIERLA K, et al. Determination of selenomethionine, selenocysteine and inorganic selenium in eggs by HPLC-inductively coupled plasma mass spectrometry[J]. Anal Bioanal Chem, 2010, 397(2): 731-741.