电感耦合等离子体发射光谱法测定蜂蜜中7种矿物元素的含量

张晓蕾 陈晓霞 杨晓华

摘要：为了快速直接测定蜂蜜中多种矿物元素的含量，采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）法建立了同时测定蜂蜜中钙、钾、镁、钠、锌、铁、铜7种矿物元素含量的方法，考察了方法的标准曲线线性关系、检出限、精密度和准确度，讨论了前处理方法、不同产地以及蜜源植物种类对各元素含量的影响。结果表明：线性相关系数达到0.999 9以上，方法检出限为0.003～0.030 mg/L，相对标准偏差低于2%，回收率为88.66%～105.31%;不同产地的洋槐蜜中，河北洋槐蜜的钙、钾含量明显高于其他地区，广西洋槐蜜的钠、铁含量最高;不同蜜源植物的蜂蜜中，河北枣花蜜的铁含量最高，野生蜜中各种矿物元素都较为丰富。电感耦合等离子体发射光谱法可以快速、同时测定蜂蜜中多种矿物元素含量，方法简便易行，结果准确可靠，可为蜂蜜品质鉴定以及人们对蜂蜜的合理选择提供参考。

关键词：光谱分析;电感耦合等离子体发射光谱;蜂蜜;矿物元素;前处理

中图分类号：O65731文献标志码：Adoi： 10.7535/hbgykj.2019yx04005

Abstract：In order to determine the contents of various mineral elements in honey rapidly and directly， an experimental method for simultaneous determination of  Ca， K，  Mg， Na， Zn， Fe， Cu in honey by inductively coupled plasma emission spectrometry （ICP-AES） is established. The method′s standard curve linear relation， detection limit， precision and accuracy degrees are investigated. The influence of pretreatment method， different producing areas， and honey plant floristics on different elements contents is discussed. The results show that the linear correlation coefficient of each element standard curves is over 0.999 9. The detection limit of the method is 0.003～0.030 mg/L. The RSD is less than 2%. The recovery rate of each element is 8866%～105.31%. Ca and K contents in acacia honey from Hebei are significantly higher than those in other areas， while the Na and Fe contents in acacia honey from Guangxi are the highest. Hebei jujube nectar has the highest Fe content in different honey plants and wild honey from Hebei is abundant in various mineral elements. ICP-AES is a simple and reliable method for the simultaneous determination of mineral elements in honey.ICP-AES can determine the content of various mineral elements in honey rapidly and simultaneously. The method is simple and easy to operate， and the results are accurate and reliable， which can provide reference for honey quality identification and selection of honey species.

Keywords：spectral analysis; ICP-AES; honey; mineral elements; pretreatment

蜂蜜性味甘平，营养價值丰富，在《本草纲目》中被记载为补中润燥、止痛解毒的常用中药。蜂蜜不仅含有糖类、氨基酸、维生素等营养成分，还含有人体所必须的钾、钙、镁、铁、锌等矿物元素[1-3]。长期以来，人们对于蜂蜜的研究主要关注其有机成分含量，但蜂蜜中矿物元素的作用也是不容忽视的。矿物元素在机体生命活动中发挥着重要的生理学作用，参与蛋白质结构的合成及新陈代谢调节等[4]，虽然含量微小，对人体健康却至关重要。蜂蜜中矿物元素的含量取决于蜜源植物花粉的种类，但农药的使用、土壤环境的污染也会影响蜂蜜的品质。因此，对蜂蜜中矿物元素的检测尤为重要，人们不仅可以根据自身需求选择适合自己的蜂蜜种类和用量，还可以监测环境是否受到污染[5-6]。

测定矿物元素含量的方法主要有原子吸收光谱法（AAS）[7-10]、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）[11-13]、原子荧光光谱法（AFS）[14-15]、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）[16-18]、中子活化分析法（INAA）[19]等。AAS和AFS不能同时对多种元素进行测定，检测效率低;ICP-MS和INAA使用的仪器价格昂贵，检测成本很高;而ICP-AES检测速度快，可对多元素同时进行测定，且准确度高，检测成本较低。

笔者采用ICP-AES同时测定蜂蜜中钙、钾、镁、钠、锌、铁、铜7种矿物元素的含量，讨论了前处理方法、蜜源植物种类以及不同产地对蜂蜜中各元素含量的影响，为蜂蜜品质鉴定以及人们对蜂蜜种类的合理选择提供一定参考。

1实验部分

1.1仪器及参数

ICAP6300型电感耦合等离子体发射光谱仪（美国Thermo公司提供），仪器工作参数如下：射频功率为1 150 W，雾化气流量为0.65 L/min，等离子气流量为12 L/min，辅助气流量为0.5 L/min，观测高度为8 mm，转速为50 r/min，纵向观测;MARS型微波消解仪（美国CEM公司提供），工作参数如下：功率为1 600 W，压力约为552 MPa，微波消解程序为8 min升温至120 ℃，保持2 min，3 min升温至160 ℃，保持2 min，2 min升温至180 ℃，保持8 min;多功能电热消解赶酸系统（美国CIF公司提供）。

1.2试剂及原料

钙、钾、镁、钠、锌、铁、铜标准溶液：1 000 mg/L（国家钢铁材料试剂有限公司提供）;硝酸，优级纯;超纯水（18.2 MΩ·cm），采用TM-D型超纯水系统自制。

混合标准溶液：将钙、钾、镁、钠标准溶液用硝酸（5+95）稀释成质量浓度为100 mg/L的混合标准溶液，逐级稀释，得到质量浓度为0.2，10，5.0，20.0，100.0 mg/L的系列混合标准溶液。锌、铁、铜标准溶液用硝酸（5+95）稀释成质量浓度为20 mg/L的混合标准溶液，逐级稀释，得到质量浓度为0.05，02，10，5.0，20.0 mg/L的系列混合标准溶液。

百花蜜、枣花蜜、野生蜜，来自河北石家庄，洋槐蜜来自福建漳州、广西南宁、湖北武汉、河北石家庄，均购于超市，各种蜂蜜均为春季采集。

1.3具体方法

精确称取试样0.2 g（精确到0.000 1 g），于消解罐内加入10 mL 硝酸，拧紧盖后，置于微波消解仪中进行微波消解，同时进行空白试验。消解完成，将样品冷却至室温，打开消解罐，放到电热板上（180 ℃）蒸发赶酸至1 mL后，将消解液转移并定容至10 mL容量瓶中，待测。

2结果与讨论

2.1标准曲线和检出限

按1.2项中所述方法配置系列混合标准溶液进行测定，以元素的质量浓度为横坐标，对应峰值强度为纵坐标，通过线性回归绘制标准曲线，得到钙、钾、镁、钠、锌、铁、铜元素的标准曲线方程和相关系数，对样品空白溶液重复测定11次，3倍的标准偏差所对应的质量浓度即为各元素的检出限，结果见表1。

由表1可以看出，该方法的检出限较低，线性范围较宽，相关系数都在0.999 9以上。

2.2精密度和准确度

对蜂蜜样品进行连续8次的测量，得出各元素的相对标准偏差。按照标准加入法对湖北洋槐蜜进行加标回收试验，考察样品中各元素的回收率，结果如表2所示。

由表2可以看出：各元素相对标准偏差均小于2%，说明实验的精密度较高，符合分析要求;回收率为88.66%～105.31%，表明方法准确、可靠。

2.3样品前处理方法比较

采用直接溶解法和微波消解法对河北野生蜂蜜进行处理，考察不同前处理方法对测试结果的影响，结果如图1所示。

由图1可以看出，2种前处理方法对各元素含量的测试结果差异不大，但微波消解法可以更加完全地处理蜂蜜样品，排除其他成分对测试结果的影响，而且在密闭环境下不易造成元素的损失，也尽可能避免了酸中杂质的影响。因此，本實验选用微波消解法对蜂蜜样品进行前处理。直接溶解法简单易行，既保证了蜂蜜的营养价值，也不会降低人体对各种矿物元素的吸收，是适合人们日常饮用蜂蜜时采用的处理方法。

2.4不同产地蜂蜜中矿物元素含量的测定

对来自不同产地的洋槐蜜进行钙、钾、镁、钠、锌、铁、铜7种元素含量的检测，结果如表3所示。

由表3检测结果可以看出，不同产地的洋槐蜜中钙、钾、镁、钠的含量都较为丰富。河北地区的洋槐蜜中，钙、钾的含量明显高于其他地区，而广西洋槐蜜中的钠、铁含量最高。由于河北、福建、广西和湖北分别位于中国华北、华东、华南和华中4个不同区域，土壤、气候的差异导致植物分泌花蜜时的生理状态、营养条件以及植物自身条件不同，进而使蜂蜜中各矿物元素的含量各不相同。

2.5不同蜜源蜂蜜中矿物元素含量的测定

对河北地区不同种类蜂蜜进行钙、钾、镁、钠、锌、铁、铜7种元素的含量进行检测，结果如表4所示。

由表4可以看出，受蜜源植物种类和花期时间等不同因素的影响，河北地区各蜂蜜中钙、钾、镁、钠的含量较高，锌、铁、铜元素的含量较少。其中，百花蜜中的钾含量最高，枣花蜜中的铁含量最高，多食用枣花蜜可以补血健脾，益于身体健康。野生蜜中的各种矿物元素含量相对较高，与百花蜜相似。建议根据自身需求，选择食用不同产地、不同种类的蜂蜜。

3结语

1）通过选取河北、福建、广西、湖北的洋槐蜜以及河北地区的百花蜜、枣花蜜、野生蜜为研究对象，采用电感耦合等离子体发射光谱法，同时测定蜂蜜中钙、钾、镁、钠、锌、铁、铜7种矿物元素的含量，方法简便易行，结果准确可靠，为人们根据自身需求选用适宜的蜂蜜品种提供了参考。

2）不同产地的洋槐蜜中，河北洋槐蜜的钙、钾含量明显高于其他地区，广西洋槐蜜的钠、铁含量最高。不同蜜源植物的蜂蜜中，河北枣花蜜的铁含量最高，野生蜜中各种矿物元素都较为丰富。

3）随着国内外对蜂蜜相关研究的不断深入，蜂蜜中新的化学成分与药理作用不断被发现。今后还需结合其他方法，针对人体对蜂蜜中矿物元素的吸收进行更为深入的研究。

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