陳同歡,繆　璐,周紅尖,莫佳琳,何善廉,梁露鋒

(1.廣西壯族自治區(qū)產品質量檢驗研究院，廣西 南寧　530007;2. 廣西農墾明陽生化集團股份有限公司，廣西 南寧　530226)

?

分析測試新成果(096～101)

ICP-OES測定醋酸酯淀粉中10種元素含量

陳同歡1,繆璐1,周紅尖1,莫佳琳1,何善廉1,梁露鋒2

(1.廣西壯族自治區(qū)產品質量檢驗研究院，廣西 南寧530007;2. 廣西農墾明陽生化集團股份有限公司，廣西 南寧530226)

醋酸酯淀粉樣品經微波消解后，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法測定其中鉀、鈣、鈉、鎂、銅、鐵、鋅、錳、磷、鎳等10種元素含量.方法線性范圍寬，線性相關系數r大于0.999 4，回收率為90.0%～106.7%，RSD小于3.9%.方法具有操作簡單、快速、準確、可靠等優(yōu)點，在醋酸酯淀粉分析中，取得了令人滿意的結果.檢測結果表明:醋酸酯淀粉中含有豐富的鈣元素，磷、鉀、鈉元素含量較豐富，含有微量的鎂、銅、鐵、錳、鎳等元素.

醋酸酯淀粉；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；元素

醋酸酯淀粉屬于變性淀粉的一類，是利用淀粉分子中部分2，3，6-位的羥基與乙?；瘎┻M行取代反應而制備得到，通過乙?；饔酶纳频矸叟c溶劑的親和力，使其具有糊化溫度較低、粘度高、凝沉性弱、儲存穩(wěn)定的特性[1]. 目前大多食品應用以醋酸酯化交聯(lián)淀粉為主體，主要用于面制品用粉，保水、抗凍，使餃子皮等不易開裂，耐煮性好，具有咀嚼性與彈性，能夠改善面團操作性，增加面制品的透明度與潤滑度，還能夠延長面制品的貯存時間[2].

隨著食品工業(yè)的發(fā)展，作為食品原料及食品添加劑，醋酸酯淀粉在食品中廣泛使用，其含有礦物元素，如鉀、鈣、鈉、鎂、磷等. 這些元素與人體的生理功能密切相關，其含量的多少關系到人體的健康. 目前元素的測定方法主要有原子吸收光譜法和電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法等[3-4]. 原子吸收光譜法前處理復雜、靈敏度較低，ICP-OES法可同時檢測多種元素、線性范圍寬、靈敏度高[5-6]. 因此，本文選用ICP-OES同時測定醋酸酯淀粉中鉀、鈣、鈉、鎂、銅、鐵、鋅、錳、磷、鎳10種元素，為醋酸酯淀粉的食用安全及生產工藝控制提供一種快速的檢測方法.

1　試驗部分

1.1樣品與試劑

醋酸酯淀粉1～4號樣品(不同木薯產區(qū)，相同工藝，廣西農墾明陽生化集團股份有限公司提供).

氬氣(純度99.999%). 試驗用水為超純水，電導率為18.2 MΩ·cm，所用玻璃容器均需用10%硝酸浸泡24 h以上.

1 000 mg/L鉀、鈣、鈉、鎂、銅、鐵、鋅、錳、磷、鎳標準溶液(購自中國計量科學研究院). 過氧化氫(30%)、硝酸(65%)：優(yōu)級純.

1.2儀器

iCAP 6000型等離子體發(fā)射光譜儀(美國Thermo Fisher公司)；微波消解系統(tǒng)：Multiwave 3000(奧地利Anton Paar公司).

1.3標準系列溶液的配制

用體積分數為1%的HNO3介質將鉀、鈣、鈉、鎂、銅、鐵、鋅、錳、磷、鎳元素標準儲備液逐級稀釋于50 mL容量瓶中，配制成混合標準系列,其中鉀、鈉、鎂、銅、鐵、鋅、錳、鎳元素的質量濃度為0.0、1.0、5.0、10.0、20.0 μg/mL,鈣、磷元素的質量濃度為0.0、5.0、10.0、20.0、50.0 μg/mL. 空白溶液是體積分數為1%的HNO3.

1.4儀器測定條件

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作參數如表1所列. 各元素推薦使用分析譜線如表2所列.

表1　電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作參數

表2　各元素分析譜線波長

1.5樣品前處理方法

稱取樣品l g(準確到0.000 1 g)置于微波消解罐中，首先使用少量水潤濕，然后加入5 mL硝酸、1 mL過氧化氫，設定合適的微波消解條件(使用微波最大功率1 500 W，設定壓力18 bar，其它條件如表3所列)進行消解. 消解完畢后，轉入到25 mL比色管中，并用水少量多次轉移消解溶液，定容至刻度，搖勻備測. 同時做空白試驗.

表3　微波消解條件

2　結果與討論

2.1樣品前處理酸體系的確定

分解樣品常用的無機酸有硝酸、鹽酸、氫氟酸. 硝酸是一種很好的氧化劑，能夠分解樣品的有機物，是微波消解中最常用的酸介質. 硝酸與過氧化氫共同使用能提高氧化能力，使消解效果更佳[7-9]. 經試驗采用硝酸-過氧化氫(5+1，體積比)體系，按表3所示微波消解條件消解醋酸酯淀粉樣品，消解后溶液無色清亮，效果滿意.

2.2觀察方向的選擇

ICP-OES的炬管安裝方式有垂直和水平兩種方式，等離子體觀測方式有軸向觀測和側向觀測. 軸向觀測是觀測窗從炬管中心軸方向觀測等離子體“焰心”，光強度大，靈敏度高，但是需要消除等離子的“尾焰”，因為“尾焰”自吸、重組等干擾特別嚴重. 而ICP光源可有效消除自吸現(xiàn)象，這是由于ICP光源具有“趨膚效應”，即感應電流在外表面處的密度大，使得表面溫度高、軸心溫度低的緣故. 側向觀測是觀測窗垂直于炬管中心軸觀測等離子體，觀測的是等離子體的“外測面”，光強度相對較弱，靈敏度低[10].

醋酸酯淀粉樣品除鈣、磷元素含量較高，其他元素含量較低，因此選擇靈敏度高的軸向觀測.

2.3測定波長的選擇

測定條件中所推薦的波長為常用波長，也可以選用相應元素的其它波長，原則是所選用波長附近無干擾元素或影響較小. 其中樣品中鈣元素含量較高，不推薦使用靈敏線，因此選擇干擾元素影響較小的波長；而鈉、鎂、鐵靈敏線易飽和，故推薦使用線性佳、干擾元素少的波長；其他元素可選用儀器推薦波長或GB5413.21推薦值[11].

2.4線性范圍及檢出限

在選定的測定參數下，將所配制的K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn、P、Ni元素混合標準系列溶液用ICP-OES法測定各元素強度，繪制標準曲線，得出其線性回歸方程. 對樣品空白溶液進行12次平行測定，以3倍標準偏差計算方法的檢出限，結果如表4所列. 由表4可見，各測定元素的線性相關系數均大于0.999 4.

表4　標準工作曲線及檢出限

2.5回收率和精密度

對已知質量濃度的醋酸酯淀粉樣品進行三水平添加回收率試驗，每個水平重復5次，結果如表5所列. 由表5可以看出，其回收率為90.0%～106.7%，RSD值低于3.9%.

表5　回收率和精密度(n=5)

注：NA表示未檢出

2.6試驗方法的準確度

為確保所使用試驗方法的準確性及可靠性，本試驗采用標準物質灌木枝葉(GBW07602)，按照ICP-OES測定醋酸酯淀粉中10種元素含量的方法，與其中的標準值進行比較，符合性較好，結果如表6所列.

表6　方法的準確度

注：“±”號后的數據為標準偏差；元素后帶“*”含量單位為10-2，其余含量單位為10-6.

2.7樣品測定

選取4個不同產區(qū)的木薯，采用相同工藝生產醋酸酯淀粉，其檢測結果如表7所列. 由表7可以看出，醋酸酯淀粉的營養(yǎng)元素鈣含量最高，其次是磷元素. 鈣是人體骨骼的主要組成部分，具有調節(jié)心律、降低心血管的通透性、控制炎癥和水腫、維持酸堿平衡等作用；磷以磷酸形式參與生命的新陳代謝活動，促進成長及身體組織器官的修復，協(xié)助脂肪和淀粉的代謝，供給能量且參與酸堿平衡的調節(jié)[12].

表7　樣品檢測結果

注：NA表示未檢出.

3　結論

采用微波消解、ICP-OES法測定醋酸酯淀粉中K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn、P、Ni等10種元素.方法線性范圍寬，線性相關系數r大于0.999 4，回收率為90.0%～106.7%，RSD低于3.9%. 該方法具有操作簡單、快速、準確、可靠等優(yōu)點，在醋酸酯淀粉分析中，取得了令人滿意的結果，適用于醋酸酯淀粉中K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn、P、Ni元素的測定.

[1]于鴻鵬，朱婉怡，高群玉，等.食用醋酸酯淀粉制備和性質的研究[J].食品科學，2003， 24(7)：70-74.

[2]米佳，梁艷，李桂華，等.醋酸酯淀粉對速凍水餃品質的影響[J].江蘇調味副食品，2014，139(4)：27-30.

[3]何晉浙. ICP-AES在元素分析測試中的應用技術[J].浙江工業(yè)大學學報，2006，34(1)：48-50.

[4]虞銳鵬，成則豐，貢小清.微波消解-原子吸收法分析并比較四種貝母中的微量元素[J].光譜學與光譜分析，2007，27(12)：2591-2594.

[5]陶惠民，李俊偉.ICP-OES法測定淀粉及其制品中十六種元素[J].遼寧農業(yè)科學，2011(5)：39-42.

[6]張江義，王小菊，李國敏.微波消解-電感耦合等離子體質譜法同時測定食品中的主、微量元素[J].分析化學，2014，42(11):1706-1709.

[7]李鵬飛，李小莉，李琦，等.不同前處理方法測定啤酒中鈉、鉀、鈣和鎂含量的比較研究[J].食品與生物技術學報，2008，27(5)：91-94.

[8]劉亞軒，李曉靜，白金峰，等.植物樣品中無機元素分析的樣品前處理方法和測定技術[J].巖礦測試，2013，32(5)：681-693.

[9]金斯頓，賈西，郭振庫，等譯.分析化學中的微波制樣技術-原理及應用[M].北京：氣相出版社，1992：109.

[10]辛仁軒.等離子體發(fā)射光譜分析(第2版) [M].北京：化學工業(yè)出版社，2011.

[11]中華人民共和國衛(wèi)生部. GB 5413.21-2010， 嬰幼兒食品和乳品中鈣、鐵、鋅、鈉、鉀、鎂、銅和錳的測定[S].2010.

[12]陳秀宇.幾種人體必需微量元素與人體健康[J].福建師范大學福清分校學報，2006(2)：94-96.

Determination of Contents of Ten Elements in Starch Acetate Samples by ICP-OES

CHEN Tong-hua1，MIAO Lu1，ZHOU Hong-jian1，MO Jia-lin1，HE Shan-lian1,LIANG Lu-feng2

(1.GuangxiZhuangAutonomousRegionInstituteofProductQualityInspection,Nanning530007,China;2.GuangxiStateFarmsMingyangBiochemicalGroupINC.,Nanning530226,China)

The contents of ten mineral elements(K,Ca,Na,Mg,Cu,Fe,Zn,Mn,P,Ni) in starch acetate were determined by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry(ICP-OES). The samples were pretreated by microwave digestion. The results showed that the linear range of the method was wide. The linear correlation coefficient (r) was more than 0.999 4. The recovery was between 90.0% and 106.7%, and the relative standard deviation (RSD) was lower than 3.9%. The method is proved to be simple, fast, sensitive, and accurate in the analysis of starch acetate samples with satisfactory results. It was indicated that Ca had the highest content among all the measured elements. The contents of P, K, and Na were relatively abundant, and in the starch acetate samples there were, also trace amounts of Mg, Cu, Fe, Mn and Ni.

starch acetate; ICP-OES;elements

2016-02-01;

2016-03-28.

廣西科技計劃項目(桂科攻14122006-3)

陳同歡(1976-)，男，工程師，主要從事食品檢測技術研究工作

莫佳琳，女，博士，高級工程師，主要從事食品檢測技術研究工作，E-mail: maggeimo@163.com.

O657.31

B

1006-3757(2016)02-0096-06

10.16495/j.1006-3757.2016.02.006