刘学国，刘果

(南阳理工学院 生物与化学工程学院，河南 南阳 473004)

食盐在我们日常生活中扮演着重要的角色，使我们饭桌上的菜肴锦上添花、美味可口，适当选择和食用还可以让我们的身体更加健康[1,2]。随着人类物质条件的逐渐改善，人们的安全、健康意识也不断增加。营养学家根据人们的实际需要，以现代营养学和生命科学为依据调配了各种营养强化盐。即将人体每天必需的营养元素例如Ca、Se、Fe、K、Mg、Zn等中的一种或者几种科学、合理地调配到一般的食用加碘盐中，以此来满足不同群体的需要。虽然在人们的身体中这些元素的含量少之甚少，但对人们的新陈代谢、生理功能等发挥着不可低估的作用[3]。这些元素含量的多少与人体的生命健康有很大的关系，与多种疾病的发生也密切相关[4-6]。目前，关于各种食物中微量元素的研究已经日益成为食品科学、生命科学等领域研究的热点之一。 因此，本文将采用4200型微波等离子体原子发射光谱法(MP-AES)开展加钙盐、低钠盐、天山冰晶盐、钠钾调和盐、喜马拉雅玫瑰盐等8种食盐的探究[7]，研究结果为广大市民群众对于食盐中各营养成分做出科学的评估和正确的选择提供了理论支持。

目前常用的测定样品中矿物元素的分析方法有原子荧光光谱法(AFS)、高效液相色谱法、电化学法以及分光光度法等[8-13]，但由于这些分析方法都具有一定的自身局限性，例如不可以对样品中的多种元素同时测定分析、成本高、操作繁杂、基体效应大等。而MP-AES克服了以上方法中的绝大多数不足，它利用氮气发生器从空气中制取N2，在微波导波技术下氮气被激发，发生电离形成氮等离子体，并作为稳定的激发光源。试样在激发光源的作用下发生原子化、能级跃迁，最终形成特征发射谱线，从而达到对待测组分的定性和定量分析。其具有操作简单、稳定性好、干扰小、快速、灵敏度高等优点[14]。该方法为食盐中多种元素的同时分析测定提供了一套简便、快捷、准确度高的科学理论依据。

1 实验部分

1.1 实验仪器及工作条件

Agilent 4200型微波等离子体原子发射光谱仪工作条件：五通道蠕动泵，泵速12 r/mim，读取时间3 s，稳定时间15 s，Anto方式背景矫正，雾化器压力180～240 kPa；沃特浦超纯水设备:四川沃特尔水处理设备有限公司；Quintix 35-1分析天平：赛多利斯贸易有限公司；Top Pette移液枪：大龙兴创仪器有限公司。

1.2 实验试剂

浓盐酸、浓硝酸(分析纯，洛阳昊华化学试剂有限公司)；氢氧化钠、硼氢化钾(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)；国家钙、镁标准溶液(盐酸为稳定介质，分析纯，国家材料测试中心钢铁研究总院)；钠、钾标准溶液(水为稳定介质，分析纯，国家材料测试中心钢铁研究总院)；铁、锌、硒标准溶液(硝酸为稳定介质，分析纯，国家材料测试中心钢铁研究总院)；实验用水均由超纯水设备制得(电导率为18.2 MΩ·cm)。

1.3 标准溶液的配制

本实验采用标准储备液的浓度均为1000 μg/mL，但由于母液的稳定介质不同，故需要分别配制混合标准溶液。

Ca、Mg、Fe、Zn、Se混合标准溶液的配制：用移液枪分别移取1000 μg/mL的Ca、Mg、Fe、Zn、Se标准溶液各500 μL于50 mL的容量瓶中，再分别用5% HCl和5% HNO3定容，摇晃均匀后，配制成10 mg/L的一级混合标准溶液。取13支刻度均为10 mL的比色管，依次进行编号。分别移取4，8，16，32，64，100，200，500 μL，1，2，4，8，10 mL的一级混合标准溶液于上述比色管中，再分别用5% HCl和5% HNO3定容，配制成浓度分别为4，8，16，32，64，100，200，500，1000，2000，4000，8000，10000 μg/L的标准溶液。同理，可配得Na、K混合系列标准溶液。

1.4 样品处理

本实验选取了从南阳各个超市及淘宝上购买的8种营养强化盐作为检测样品，样品的详细信息见表1。

表1 样品种类

为了探究样品的处理方式对待测元素含量测定的影响，本实验以喜马拉雅玫瑰盐粉试样为代表对其采取了两种处理方法：直接溶解法：用分析天平分别称量0.2500 g的该食盐样品于3支50 mL的容量瓶中，再依次用5% HNO3、5% HCl、H2O溶解、稀释，制成待测液。样品消解法：用分析天平分别称取该食盐样品0.2500 g于3支50 mL的烧杯中，然后各加入5 mL 5%的硝酸试剂，在90 ℃的水浴锅中进行加热消解。1 h后，把消解后的溶液分别转入到50 mL的容量瓶中，然后用各自最优介质进行定容，摇匀，配制成样品待测溶液。

1.5 样品的测定

探究介质的酸度(5% HCl、10% HCl)、介质的种类(HCl、HNO3、H2O)对待测元素发射光的强度、标准曲线的相关性、检出限高低的影响，得出最优的测定方案。在最佳仪器条件和最优测定方案下，分别测定空白液、系列标准液、上述两种处理状态下各种食盐样品中元素的具体百分含量。

2 实验结果与讨论

2.1 酸度对测定结果的影响

不同酸度条件下各元素的标准曲线见图1。

图1 不同酸度条件下各元素的标准曲线

由图1可知，以5%盐酸为酸介质与以10%盐酸为酸介质时，各元素的线性相关性均较好，在0.9960以上。数据表明，介质的酸度对Ca、Mg、Fe、Zn、Se 5种元素测定的强度值均有一定的影响，但相差不大。由不同酸度下各元素的相关系数、线性动态变化范围综合分析可以得出介质酸度对各元素的测定影响不大，故本实验选择5%盐酸为最佳酸介质。

2.2 介质种类对测定结果的影响

2.2.1 标准曲线

不同酸介质条件下各元素的标准曲线见图2。

图2 不同酸介质条件下各元素的标准曲线

2.2.2 检出限、定量限

不同介质条件下(H2O、5% HCl、5% HNO3)各元素检出限和定量限的计算结果见表2。

表2 不同介质条件下的检出限及定量限

由图2和表2可知，酸介质的种类对元素测定的灵敏度和精确度具有较大影响。Fe、Zn、Ca 3种元素最佳测定介质为5%的硝酸；Na、K 2种元素以水为介质时具有较宽的线性范围、较低的检出限，适合样品中该元素检测分析；Mg、Se 2种元素最佳的测定介质为5%盐酸。但图表中数据显示：在测定Se元素时，无论在硝酸介质条件下，还是以盐酸为介质，溶液的强度值均较低，当标液的浓度达到10 mg/L时，所对应的强度值只有200左右。另外，该方法的检出限达到44.2825 μg/L，表明该方法并不是测Se元素的最佳选择。因此，本实验将采取MP-AES多通道法来测定食盐试样中Se元素的含量。

2.3 单通道与多通道法对硒元素测定的影响

不同检测方法对Se元素含量测定的影响见图3。

由图3可知，在采用氢化物发生法测定Se元素时，所得溶液的强度值约为单通道法的3倍，表明多通道法对于Se元素的测定具有极其高的灵敏度。另外，由两者的标准曲线可知，采用多通法测定Se元素所得结果的线性较好，检出限远远低于单通道法的44.2825 μg/L，为0.01732 μg/L。即该方法具有较高的灵敏度和准确度，是测定Se元素的最佳选择。

图3 不同检测方法对Se元素测定的影响

2.4 样品的处理方式对元素含量测定的影响

样品的处理方式对各元素含量测定的影响见图4。

图4 样品的处理方式对各元素含量测定的影响

由图4可知，食盐试样的处理方式对样品中Ca、Mg、Fe、Se、K、Na 6种元素的测定均影响不大，但对于Zn元素来说，采用消解的方式可以获得更高的测定结果，原因可能是该盐样品中的Zn元素是以乳酸锌或葡萄糖酸锌有机物的形式存在，通过消解可以使样品充分溶解，破坏其结构，使Zn2+尽可能释放到溶液中。因此，除了Zn元素测定时采用消解的方法处理样品，其他元素测定时均采用直接溶解的方法处理样品。

2.5 样品含量分析

2.5.1 低钠盐

不同低钠盐与普通加碘盐含量对比分析见图5。

图5 不同低钠盐与普通加碘盐含量对比分析

由图5可知，2种低钠盐中Na元素的含量明显低于普通加碘盐。NaCl的质量配比由原盐的98.78%和93.1%分别降为62.9%和70.2%，其中益盐堂低钠盐中，NaCl∶KCl∶MgSO4为63%∶15%∶8%；茶卡低钠盐中，NaCl∶KCl∶MgSO4为68%∶22%∶9%，即在原精纯盐基础上添加了不同比例的K、Mg元素，可以调节人体中 Na+、K+、Mg+的动态平衡，有效防止高血压等疾病的产生。因此，大家可以根据自身需要选择不同钠含量的食盐。

2.5.2 天然钙盐

天然钙盐与普通加碘盐中元素含量对比见图6。

图6 加钙盐与普通食盐含量对比分析

由图6可知，天然钙盐中Na元素的含量与普通加碘盐相当，但Ca元素的含量远远大于普通加碘盐，约为其含量的5～26倍。因此，对于缺钙的儿童、老年人等特殊群体，天然钙盐是其获得钙元素的一个很好的营养源。

2.5.3 硒营养强化盐

加硒盐与普通加碘盐含量对比分析见图7。

图7 加硒盐与普通加碘盐含量对比分析

由图7可知，天山冰晶盐中Se元素的含量远远大于普通加碘盐，约为其含量的16倍。按照每日摄入的食盐量为6 g来计算，每天可以获得61.7 μg的Se元素，这符合世界卫生组织[15]推荐的成年人每天Se元素摄取量为50～200 μg的要求，不仅能够在一定程度上满足机体的需求，又远远小于中毒剂量400 μg/d。因此，在日常膳食中经常食用含Se的营养强化盐，对人体有很大的益处。

2.5.4 喜马拉雅玫瑰盐

玫瑰盐与普通食盐中元素含量对比分析见图8。

图8 玫瑰盐与普通食盐含量对比分析

由图8可知，喜马拉雅玫瑰盐中同时含有7种营养元素，其中Ca元素的含量是普通食盐的12倍，Fe元素的含量高达343.33 μg/g。因此，要想同时获得各种营养元素，玫瑰盐是一个不错的选择。但应该注意的是，玫瑰盐中Na元素含量较高，约为460.05 mg/g，是普通食盐的1.2倍，因此在日常食用时要特别注意每日摄入量。

2.6 样品加标回收率

样品加标回收率的测定结果见表3。

表3 加标回收率测定结果

由表3可知，食盐试样中各元素的加标回收率在96.6%～110.3%之间，进一步说明MP-AES法具有较高的准确度和精确性，适用于食盐样品中各元素的检测分析。

3 结论

本实验分别探究了介质的种类、酸的含量、食盐试样的处理方式对最终检测结果的影响，并重点分析了各营养强化盐与普通加碘盐在元素含量上的差别。实验结果表明：盐酸的浓度对检测结果几乎无影响；酸介质的种类对各待测元素具有不同程度的影响；消解法可以显著提高样品中锌元素含量的测定，但对其他6种元素的测定影响不大；每种营养强化盐均可以对应补充机体所需要的有益微量元素，作为其重要的营养源。但要注意各种食盐的适用人群和每日摄入量，合理、健康地选择适合自己的营养强化盐。