邵 俊

（唐山学院 环境与化学工程系，河北 唐山063000）

钙是人体内最丰富最活跃的元素之一，具有维持和调节人体骨骼、肌肉、细胞、循环、免疫等系统的生理功能的重要作用[1，2]。人每天会从汗水及尿液中代谢体内钙质[3]，钙元素的补充可有效预防各种因缺钙造成的健康问题。食品是人体补充钙元素的重要途径之一，因此，食品中钙元素含量的测定显得至关重要。

目前，火焰原子吸收光谱法以其灵敏度高、检出限低等优点已成为测定钙的首选方法[4]。本文基于国家标准GB/T5009.92-2003[5]，选取常用的干法灰化和湿法消解分别对样品进行预处理，运用火焰原子吸收法进行结果测定，以探讨这两种预处理方法用于食品中钙含量测定的可行性。同时，针对火焰原子吸收法测定时的仪器条件、标准曲线范围、方法的准确性及精密度等方面进行了实验研究。

1 实验部分

1.1 仪器

TAS-990 原子吸收分光光度计；马弗炉；电子分析天平；电炉。

1.2 试剂

浓HCl、浓HNO3为分析纯；CaCO3、HClO4、La（NO3）3·6H2O 为优级纯；实验用水均为蒸馏水。

（1+1）盐酸溶液：分别取100mL 纯度为36%的HCl 溶液、100mL 蒸馏水，混合，移入试剂瓶中待用。

（1+4）混合酸溶液：分别取50mL 的HClO4溶液、200mL 浓HNO3溶液，混合，移入试剂瓶中待用。

2%硝酸镧溶液：称取20g La（NO3）3·6H2O 固体，加入蒸馏水溶解，用玻璃棒搅拌溶解，转移至1000mL 容量瓶中，加入蒸馏水定容至刻度，摇匀。

500μg·mL-1的钙标准溶液：精确称取0.125g CaCO3，加（1+1）HCl 溶液溶解，移入250mL 容量瓶中，加入20mL 2% La（NO3）3·6H2O 溶液，加入蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

100μg·mL-1的钙标准使用液：取钙标准溶液20mL 于100mL 容量瓶中，加入4mL 2%La（NO3）3·6H2O 溶液，加入蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

1.3 待测样品

所测样品包括苹果、西红柿、西兰花、香菇、大米、小麦粉、玉米粉、猪肉、牛肉、虾皮、奶粉、饼干、薯片等，共计13 种样品，四大类别，采购自各市场和超市。

1.4 样品预处理

蔬菜、水果、鲜肉等鲜样，先用自来水冲洗干净，再用蒸馏水充分洗净，切制成米粒状，晾干待用；大米、奶粉、饼干、薯片先用研钵研磨成粉末状，装容器密封保存。

1.4.1 湿法消解 精确称取均匀干试样0.5g～1.5g（湿样1.5g～2.5g）于三角锥形瓶中，加入10mL 混合酸消化液，在电炉上加热消化。如未消化好而酸液过少时，再补加几毫升混合酸消化液，继续加热消化，直至无色透明。取下稍冷，加10mL 蒸馏水，加热以除去多余的硝酸。待锥形瓶中液体接近2～3mL时，取下冷却。加入2%La（NO3）3·6H2O 溶液4mL，并转移至50mL 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀备测。按上述操作测定试剂空白。

1.4.2 干法灰化 精确称取干样、湿样约2g 于瓷坩埚中，做好标签，移至马弗炉中于480℃灰化约4h 取出放冷。如果还有炭黑，则需要加入少量硝酸润湿，小火加热蒸干后，加入马弗炉继续灰化完全。取出后，加入5mL 的硝酸溶液溶解，加入4mL 2%硝酸镧溶液，并转移至50mL 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀备测。按上述操作测定试剂空白。

1.5 实验方法

本设计采取标准曲线法进行样品测定，测定标准系列溶液的吸光度，绘制浓度- 吸光度曲线。由测得试液的吸光度，在标准曲线上求出样品中被测元素的浓度。

2 仪器工作条件

本实验采用单因素轮换优化法，改变原子吸收光谱仪的灯电流、光谱带宽、燃烧器高度，在422.7nm 的波长下，测定6μg·mL-1的钙标准使用液的吸光度，进行最优工作条件的选择。

2.1 灯电流对吸光度的影响

灯电流由0.5～10mA 逐次递增进行调整，其他仪器条件不变，对6μg·mL-1的钙标准使用液进行测定吸光度，其结果见表1。

表1 灯电流对吸光度的影响Tab.1 Effect of lamp current on the absorbance at 422.7nm

由表1 可知，当灯电流为2mA 时，吸光度值达到最大值，此后随着灯电流的增大逐渐降低。因此，实验选择灯电流为2mA。

2.2 光谱带宽的选择

光谱带宽由0.1～2nm 逐次递增进行调整，其他仪器条件不变，测定吸光度，结果见表2。

表2 光谱带宽对吸光度的影响Tab.2 Effect of spectral bandwidth on theabsorbance at 422.7nm

由表2 可知，随着光谱带宽增大，吸光度也增大，在0.4nm 时吸光度达到最大值，之后随着光谱带宽的增加逐渐减小。因此，实验选择光谱带宽为0.4nm。

2.3 燃烧器高度的选择

将燃烧器的高度从2～12mm 之间，选择偶数逐次递增测定，其他仪器条件不变，测定吸光度，结果见表3。

表3 燃烧器高度对吸光度的影响Tab.3 Effect of burner height on the absorbance at 422.7nm

由表3 可知，当燃烧器高度为8mm 时，吸光度达到最大值，之后随着燃烧器高度的增加逐渐降低。因此，实验选择燃烧器高度为8mm。

2.4 最佳工作条件

经过对仪器的灯电流、光谱带宽和燃烧器高度的优化选择，选择出仪器的最佳实验条件，见表4。

表4 仪器最佳工作条件Tab.4 Working conditions of the Instrument

3 钙标准曲线的绘制及样品中钙含量的测定

3.1 钙标准曲线的绘制

分别取钙标准使用液0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL 于50mL 容量瓶中，分别加入4mL 2%硝酸镧溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。用火焰原子吸收测定吸光度值（Y），以Y 为纵坐标，标准使用液浓度（X）为横坐标绘制标准曲线，见图1。回归方程为Y=0.0896X+0.0272，相关系数R=0.9932，线性关系良好。

图1 钙标准曲线Fig.1 Standard curve of calcium

3.2 样品中钙含量的测定

在所选最佳工作条件下，测定待测样品中钙元素的吸光度，并依据公式1 求出样品中钙元素的含量，所得结果见表5。

式中 M：样品中的钙含量，mg/100g；C：测定用样品中的钙浓度，μg·mL-1；C0：空白溶液中的钙浓度，μg·mL-1，本实验中为0；V：体积，mL；f：稀释倍数；m：样品质量，g；100/1000：折算成每一百克中的钙含量，以mg 计。

从表5 中可看出，在测定蔬果类样品中，西兰花的钙含量最高，为16.96mg/100g（湿法），香菇的钙含量最低，为5.16mg/100g（湿法）。肉类及海产品样品中，虾皮的钙含量最高，为766.61mg/100g（湿法），是猪肉和牛肉中钙元素含量的100 倍以上。粮食谷物类样品中，小麦的钙含量最高，为17.50mg/100g（干法），玉米的钙含量最低，为9.76mg/100g（湿法）。加工食品中，奶粉的钙含量最高，为512.46mg/100g（干法），薯片的钙含量最低，为87.71mg/100g（湿法）。

同一种食品用干法灰化和湿法消解进行处理，结果相差不大。不同种类的食品中钙含量相差很大，其中虾皮的钙含量最高。奶粉中的钙含量也相对较高，可能是由于在生产加工过程中添加了钙元素，才致使奶粉中的钙含量相对较高。

表5 样品中的钙含量Tab.5 Content of Calcium in the samples

4 方法的精密度和回收率

测定结果准确可靠是一种检验实验方法是否可行的重要依据。方法的准确可靠性主要是通过加标回收率来体现。因此，本实验对两种预处理方法进行了加标回收。在不同样品中，分别加入不同量的标准使用液，使其稀释后的试样中加标含量分别为1、2、3μg·mL-1。测定结果见表6、7。

由表6、7 可知，干法灰化测定结果加标回收率在90.20%～103.20%，湿法消解测定结果加标回收率在90.50%～104.95%，均符合检测要求。两种方法的相对标准偏差均小于5%，精密度高。

5 结论

湿法消解进行预处理后，样品中钙含量的测定值略高于干化灰化法，而且湿法消解的精密度和回收率也都略高。这是由于干法灰化是开放式处理，在灰化过程中损耗较大，致使回收率较低。但湿法消解进行预处理，耗酸量太大。实验结果表明，两种预处理技术均可作为食品中钙含量测定的样品预处理方法。

表6 湿法消解回收率及精密度Tab.6 Recoveries and RSD of wet digestion

表7 干法灰化回收率及精密度Tab.7 Recoveries and RSD of dry ash

［1] 吴晓云，向国强，温圣平，等.微乳液进样- 火焰原子吸收光谱测定食用油中的钙［J].河南工业大学学报（自然科学版），2010,31（3）：8-11.

［2] 刘全德，陈尚龙，李勇，等.直接进样火焰原子吸收光谱法测定白酒中的钙［J].食品科学，2011，32（24）：224-227.

［3] 孔子青，仲光风.火焰原子吸收分光光度法测定食品中的钙［J].山东畜牧兽医，2012,33（1）：16-17.

［4] 宋慧，陈尚龙，李超，等.火焰原子吸收光谱法测定牛奶中不同化学形态的钙［J].食品科学，2012，33（22）：278-281.

［5] 中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.GB/T50 09.92-2003 食品中钙的测定［S].北京：中国标准出版社，2003.