陈同欢,缪　璐,周红尖,莫佳琳,何善廉,梁露锋

(1.广西壮族自治区产品质量检验研究院，广西 南宁　530007;2. 广西农垦明阳生化集团股份有限公司，广西 南宁　530226)



分析测试新成果(096～101)

ICP-OES测定醋酸酯淀粉中10种元素含量

陈同欢1,缪璐1,周红尖1,莫佳琳1,何善廉1,梁露锋2

(1.广西壮族自治区产品质量检验研究院，广西 南宁530007;2. 广西农垦明阳生化集团股份有限公司，广西 南宁530226)

醋酸酯淀粉样品经微波消解后，采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定其中钾、钙、钠、镁、铜、铁、锌、锰、磷、镍等10种元素含量.方法线性范围宽，线性相关系数r大于0.999 4，回收率为90.0%～106.7%，RSD小于3.9%.方法具有操作简单、快速、准确、可靠等优点，在醋酸酯淀粉分析中，取得了令人满意的结果.检测结果表明:醋酸酯淀粉中含有丰富的钙元素，磷、钾、钠元素含量较丰富，含有微量的镁、铜、铁、锰、镍等元素.

醋酸酯淀粉；电感耦合等离子体发射光谱法；元素

醋酸酯淀粉属于变性淀粉的一类，是利用淀粉分子中部分2，3，6-位的羟基与乙酰化剂进行取代反应而制备得到，通过乙酰化作用改善淀粉与溶剂的亲和力，使其具有糊化温度较低、粘度高、凝沉性弱、储存稳定的特性[1]. 目前大多食品应用以醋酸酯化交联淀粉为主体，主要用于面制品用粉，保水、抗冻，使饺子皮等不易开裂，耐煮性好，具有咀嚼性与弹性，能够改善面团操作性，增加面制品的透明度与润滑度，还能够延长面制品的贮存时间[2].

随着食品工业的发展，作为食品原料及食品添加剂，醋酸酯淀粉在食品中广泛使用，其含有矿物元素，如钾、钙、钠、镁、磷等. 这些元素与人体的生理功能密切相关，其含量的多少关系到人体的健康. 目前元素的测定方法主要有原子吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法等[3-4]. 原子吸收光谱法前处理复杂、灵敏度较低，ICP-OES法可同时检测多种元素、线性范围宽、灵敏度高[5-6]. 因此，本文选用ICP-OES同时测定醋酸酯淀粉中钾、钙、钠、镁、铜、铁、锌、锰、磷、镍10种元素，为醋酸酯淀粉的食用安全及生产工艺控制提供一种快速的检测方法.

1　试验部分

1.1样品与试剂

醋酸酯淀粉1～4号样品(不同木薯产区，相同工艺，广西农垦明阳生化集团股份有限公司提供).

氩气(纯度99.999%). 试验用水为超纯水，电导率为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钾、钙、钠、镁、铜、铁、锌、锰、磷、镍标准溶液(购自中国计量科学研究院). 过氧化氢(30%)、硝酸(65%)：优级纯.

1.2仪器

iCAP 6000型等离子体发射光谱仪(美国Thermo Fisher公司)；微波消解系统：Multiwave 3000(奥地利Anton Paar公司).

1.3标准系列溶液的配制

用体积分数为1%的HNO3介质将钾、钙、钠、镁、铜、铁、锌、锰、磷、镍元素标准储备液逐级稀释于50 mL容量瓶中，配制成混合标准系列,其中钾、钠、镁、铜、铁、锌、锰、镍元素的质量浓度为0.0、1.0、5.0、10.0、20.0 μg/mL,钙、磷元素的质量浓度为0.0、5.0、10.0、20.0、50.0 μg/mL. 空白溶液是体积分数为1%的HNO3.

1.4仪器测定条件

电感耦合等离子体发射光谱仪工作参数如表1所列. 各元素推荐使用分析谱线如表2所列.

表1　电感耦合等离子体发射光谱仪工作参数

表2　各元素分析谱线波长

1.5样品前处理方法

称取样品l g(准确到0.000 1 g)置于微波消解罐中，首先使用少量水润湿，然后加入5 mL硝酸、1 mL过氧化氢，设定合适的微波消解条件(使用微波最大功率1 500 W，设定压力18 bar，其它条件如表3所列)进行消解. 消解完毕后，转入到25 mL比色管中，并用水少量多次转移消解溶液，定容至刻度，摇匀备测. 同时做空白试验.

表3　微波消解条件

2　结果与讨论

2.1样品前处理酸体系的确定

分解样品常用的无机酸有硝酸、盐酸、氢氟酸. 硝酸是一种很好的氧化剂，能够分解样品的有机物，是微波消解中最常用的酸介质. 硝酸与过氧化氢共同使用能提高氧化能力，使消解效果更佳[7-9]. 经试验采用硝酸-过氧化氢(5+1，体积比)体系，按表3所示微波消解条件消解醋酸酯淀粉样品，消解后溶液无色清亮，效果满意.

2.2观察方向的选择

ICP-OES的炬管安装方式有垂直和水平两种方式，等离子体观测方式有轴向观测和侧向观测. 轴向观测是观测窗从炬管中心轴方向观测等离子体“焰心”，光强度大，灵敏度高，但是需要消除等离子的“尾焰”，因为“尾焰”自吸、重组等干扰特别严重. 而ICP光源可有效消除自吸现象，这是由于ICP光源具有“趋肤效应”，即感应电流在外表面处的密度大，使得表面温度高、轴心温度低的缘故. 侧向观测是观测窗垂直于炬管中心轴观测等离子体，观测的是等离子体的“外测面”，光强度相对较弱，灵敏度低[10].

醋酸酯淀粉样品除钙、磷元素含量较高，其他元素含量较低，因此选择灵敏度高的轴向观测.

2.3测定波长的选择

测定条件中所推荐的波长为常用波长，也可以选用相应元素的其它波长，原则是所选用波长附近无干扰元素或影响较小. 其中样品中钙元素含量较高，不推荐使用灵敏线，因此选择干扰元素影响较小的波长；而钠、镁、铁灵敏线易饱和，故推荐使用线性佳、干扰元素少的波长；其他元素可选用仪器推荐波长或GB5413.21推荐值[11].

2.4线性范围及检出限

在选定的测定参数下，将所配制的K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn、P、Ni元素混合标准系列溶液用ICP-OES法测定各元素强度，绘制标准曲线，得出其线性回归方程. 对样品空白溶液进行12次平行测定，以3倍标准偏差计算方法的检出限，结果如表4所列. 由表4可见，各测定元素的线性相关系数均大于0.999 4.

表4　标准工作曲线及检出限

2.5回收率和精密度

对已知质量浓度的醋酸酯淀粉样品进行三水平添加回收率试验，每个水平重复5次，结果如表5所列. 由表5可以看出，其回收率为90.0%～106.7%，RSD值低于3.9%.

表5　回收率和精密度(n=5)

注：NA表示未检出

2.6试验方法的准确度

为确保所使用试验方法的准确性及可靠性，本试验采用标准物质灌木枝叶(GBW07602)，按照ICP-OES测定醋酸酯淀粉中10种元素含量的方法，与其中的标准值进行比较，符合性较好，结果如表6所列.

表6　方法的准确度

注：“±”号后的数据为标准偏差；元素后带“*”含量单位为10-2，其余含量单位为10-6.

2.7样品测定

选取4个不同产区的木薯，采用相同工艺生产醋酸酯淀粉，其检测结果如表7所列. 由表7可以看出，醋酸酯淀粉的营养元素钙含量最高，其次是磷元素. 钙是人体骨骼的主要组成部分，具有调节心律、降低心血管的通透性、控制炎症和水肿、维持酸碱平衡等作用；磷以磷酸形式参与生命的新陈代谢活动，促进成长及身体组织器官的修复，协助脂肪和淀粉的代谢，供给能量且参与酸碱平衡的调节[12].

表7　样品检测结果

注：NA表示未检出.

3　结论

采用微波消解、ICP-OES法测定醋酸酯淀粉中K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn、P、Ni等10种元素.方法线性范围宽，线性相关系数r大于0.999 4，回收率为90.0%～106.7%，RSD低于3.9%. 该方法具有操作简单、快速、准确、可靠等优点，在醋酸酯淀粉分析中，取得了令人满意的结果，适用于醋酸酯淀粉中K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Zn、Mn、P、Ni元素的测定.

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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.

广西科技计划项目(桂科攻14122006-3)

陈同欢(1976-)，男，工程师，主要从事食品检测技术研究工作

莫佳琳，女，博士，高级工程师，主要从事食品检测技术研究工作，E-mail: maggeimo@163.com.

O657.31

B

1006-3757(2016)02-0096-06

10.16495/j.1006-3757.2016.02.006