全 文 ：食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食品安全与检测
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2014年 第39卷 第06期
收稿日期：2014-02-14
基金项目：重庆市自然科学基金项目(cstc2013jcyjA50038)；重庆市教委科学技术研究项目(KJ131313)。
作者简介：朱乾华(1972—)，男，重庆人，硕士，讲师，主要从事光谱分析方法的研究与应用的工作。
朱乾华
(长江师范学院化学化工学院，重庆 408100)
摘要：建立了微波消解-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定蛇皮果中Na、Mg、K、
Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Pb等多个无机元素的分析方法。采用硝酸+双氧水为混合酸消解样
品，用超纯水稀释消解液后进行测定，优化了仪器的工作条件，确定了各待测元素的分析线，
选择内标元素Y补偿了待测元素光谱信号的漂移，克服了基体效应，保持了分析过程的稳定
性。各待测元素的检出限在0.08~22.35 μg/L之间，采用国际标准物质(NIST SRM1515)考察了分
析方法的准确性，结果显示所测结果与标准物质的参考值基本一致，RSD在1.3%~6.7%之间。
方法能实现蛇皮果中多种无机元素的快速准确测定。
关键词：电感耦合等离子体发射光谱法；蛇皮果；无机元素；内标元素；基体效应
中图分类号：TS 255.7 文献标志码：A 文章编号：1005-9989(2014)06-0280-04
蛇皮果中多元素的光谱研究
型效果最优，预测性能也较其他模型好，且模型
得到了简化，完全满足生产实践对南疆红枣糖度
检测的要求。表明实验所用的方法适合用于近红
外技术对灰枣糖度的检测，方法可以推广到其他
红枣品种的近红外品质分析中去。通过siPLS方法
选取的联合波长区间能有效地反应红枣糖度的信
息，为今后设计滤光片式或激光式红枣糖度快速
检测仪提供一种客观的特征波长的选择方法，具
有实际的意义。
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DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2014.06.060
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The determination of multi-elements in snake fruit by inductively
coupled plasma optical emission spectrometry
ZHU Qian-hua
(College of Chemistry and Chemical Engineering,
Yangtze Normal University, Chongqing 408100)
Abstract: Microwave digestion procedures have been tested on snake fruit samples for application in the
determination of inorganic element (Na, Mg, K, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn, Cd and Pb) by inductively coupled
plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). The sample was digested by HNO3+H2O2 followed by
dilution with ultrapure water then the above 10 elements in the solution were analyzed directly by ICP-
OES. The working parameters of the instrument were optimized. Appropriate analysis line of various
elements was selected. Y as internal standard element was used to compensate matrix effect and signal
drift, and the stability of the instrument was improved. Under the optimal conditions, the detection limits
was 0.08~22.35 μg/L. The accuracy of this method was confi rmed by reference standard materials (NIST
SRM 1515, apple leaves). The results showed a good agreement between measured and certifi ed values
for all analytical elements. This method was simple, sensitive and precise and can perform simultaneous
multi-elements determination of snake fruit.
Key words: inductively coupled plasma optical emission spectrometry; snake fruit; inorganic element;
internal standard element; matrix effect
蛇皮果为棕榈科蛇皮果属植物，是一种重要
的广泛种植于南亚和东南亚等亚洲热带地区的热
带水果[1]。蛇皮果果型上尖下圆，果皮极像蛇皮，
果肉呈白中带黄色，所含营养丰富，其中钾元素
含量位居所有水果之首，富含大量果胶，有益于
人脑的生长发育，并含对人体皮肤有益成分，有
美容益肤功效。
蛇皮果具有明显的地域性，我国对蛇皮果
展开的相关研究很少，主要集中于试种、资源收
集、考察等方面的文献报道[2-5]，而有关蛇皮果的
组成研究至今尚未见文献报道。蛇皮果中的矿物
质元素组成丰富，但不同种类、不同地域和不同
环境下蛇皮果中无机元素的组成及含量存在较大
差异，准确掌握蛇皮果中的矿物元素分布及特性
对于人们正确了解其营养及食用价值具有十分重
要的意义。目前，有关食用水果中多元素的快速
分析已有大量的文献报道，主要有电感耦合等离
子体发射光谱(ICP-OES)法和电感耦合等离子体质
谱(ICP-MS)法[6-9]，其中ICP-MS法仪器设备昂贵、
操作复杂、运行环境要求较高，难以在一般实验
室普及推广。本文采用ICP-OES法对蛇皮果中的
多种无机元素进行了研究，采用国际标准参考物
质(NIST SRM1515)验证了方法的准确性，考察了
方法的精密度，为蛇皮果中多种无机元素的快速
测定提供了一种简便、灵敏、准确的分析方法。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1000 μg/mL的Na、Mg、K、Ca、Mn、Fe、
Cu、Zn、Cd、Pb、Y单元素标准溶液：国家标准
物质研究中心；HNO3、H2O2：优级纯，上海久亿
化学试剂厂；实验用水：超纯水，电阻率≥18.2
MΩ·cm。
Optima 2100 DV电感耦合等离子发射光谱
仪：美国PE公司，含自激式固态高频发生器，双
阵列背投式CCD检测器，正交雾化器和Ryton雾
室，Polyscience循环水冷却系统；Milli-Q超纯水
仪：美国Millipore公司；MARS-X密闭微波消解
仪：美国CEM公司。
1.2 样品处理
取清洗干净的新鲜蛇皮果，用超纯水重复冲
洗3次后分离果肉、果皮和果核。取果肉置于烘箱
中85 ℃烘干后研碎制得样品。准确称取0.5000 g样
品于消解罐内，加入3 mL HNO3+1 mL H2O2浸泡过
夜后微波消解，然后将消解液转移至50 mL聚丙烯
容量瓶内，定容，待测。
1.3 光谱仪工作参数
高频发生器入射功率1300 W，等离子气流量
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15.0 L/min，雾化气流量0.8 L/min，辅助流量0.2 L/
min，蠕动泵泵速1.5 mL/min，观测高度15 mm，溶
液提升量1.5 mL/min，水平轴向观测。
2 结果与讨论
2.1 酸度的影响
蛇皮果中有机质含量高，采用硝酸和双氧
水均可以较好地消解有机基质，但实验过程中发
现，采用单一硝酸进行消解样品消解液中仍然残
存有部分沉淀物，通过补加适量双氧水才能消解
完全，本实验选择硝酸+双氧水混合酸消解样品。
混酸的残留会影响分析元素的响应信号[10]。
表2 各待测元素的分析线
元素 Na Mg K Ca Mn Fe Cu Zn Cd Pb
分析线/nm 589.592 279.079 766.491 317.933 257.610 259.940 324.754 213.856 228.802 220.535
本实验配制100 mg/L的K，5 mg/L的Na、Mg、Ca，
5 μg/L的Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Pb为混合标准溶
液，分别考察体积分数为3%、6%、9%的硝酸对待
测元素分析信号的影响情况，表1结果显示，不同
浓度的硝酸对待测元素的分析结果基本无影响，考
虑到样品消解的需要，实验选择硝酸浓度为6%。
2.2 分析波长的选择
选择合适的分析线可以最大程度地减弱光谱
干扰，提高分析结果的准确性，由于每个待测元素
的特征发射谱线数较大，需采用标准溶液和样品
空白溶液进行对比扫描，以待测元素的特征谱线
附近无干扰谱线或干扰谱线少、谱线的发射强度
大且灵敏度高为原则，并应用仪器的同步背景校
正功能，选择测定结果与标准值相近的工作谱线
表1 酸度的影响
元素 加入量
测定量
元素 加入量
测定量
3% HNO3 6% HNO3 9% HNO3 3% HNO3 6% HNO3 9% HNO3
Na/(mg/L) 5.00 5.02 4.97 4.95 Fe/(μg/L) 5.00 4.96 4.99 4.95
Mg/(mg/L) 5.00 4.98 5.03 5.01 Cu/(μg/L) 5.00 5.02 4.98 4.94
K/(mg/L) 100.00 97.65 102.31 98.73 Zn/(μg/L) 5.00 4.97 5.05 5.01
Ca/(mg/L) 5.00 4.96 5.04 4.92 Cd/(μg/L) 5.00 5.03 5.02 4.96
Mn/(μg/L) 5.00 5.03 4.96 5.00 Pb/(μg/L) 5.00 4.98 4.98 5.02
为分析线[11]。本实验各待测元素的分析线见表2。
2.3 干扰及校正
ICP-OES分析中存在多种干扰，其中最重要
的干扰为光谱干扰和物理干扰。光谱干扰通过分
析线的选择和仪器自带的同步背景扣除功能可以
获得满意效果；物理干扰则是由于在实际样品的
分析中，由于标准曲线与样品的基体存在一定的
差异所引起的，可以采用内标法进行校正[12]。本
实验考察了不同内标元素的校正效果，通过比较
选择内标元素Y 371.029 nm为校正谱线有效地消除
物理干扰。
2.4 标准曲线及检出限
在选定的光谱条件下对配制的系列标准溶液
进样扫描，以溶液浓度(X)为横坐标、扫描峰面积
(Y)为纵坐标建立各个元素的标准工作曲线。取标
准空白溶液重复测定11次，以空白值的3倍标准偏
差所对应的浓度为各个元素的检出限。表3结果表
明，所有待测元素的线性良好，其线性相关系数
均不小于0.9989，各个元素的检出限在0.08~22.35
μg/L之间，能满足蛇皮果中各元素的分析要求。
2.5 标准参考物质(NIST SRM 1515)的分析
为考察所建立方法的准确性和精密度，在选
取的光谱条件下，按上述操作步骤对标准参考物
质NIST SRM 1515(苹果叶)重复测定11次，并应用T
检验进行统计分析，测定结果见表4，各个待测元
素的测定值与标准参考物质所提供的标准值基本
一致，无显著性差异，且各个元素的相对标准偏
表3 标准曲线相关参数及检出限
元素 标准工作曲线 线性相关系数r检出限/(μg/L)
Na Y＝13650.6X(mg/L)+398.4 0.9998 22.35
Mg Y＝283.1X(mg/L)+40.6 0.9997 2.62
K Y＝734.5X(mg/L)+161.1 0.9991 4.38
Ca Y＝6346.8X(mg/L)+230.8 0.9989 4.60
Mn Y＝37213.2X(μg/L)+164.5 0.9997 0.77
Fe Y＝589.0X(μg/L)+22.9 0.9999 1.83
Cu Y＝2165.2X(μg/L)+15.7 0.9999 1.27
Zn Y＝305.6X(μg/L)+19.6 0.9999 0.52
Cd Y＝730.5X(μg/L)+17.2 0.9998 0.08
Pb Y＝389.4X(μg/L)+26.5 0.9996 0.13
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表5 样品分析结果
元素 样品1 样品2 样品3 样品4本法 AAS法 本法 AAS法 本法 AAS法 本法 AAS法
Na/(mg/g) 0.25 0.28 0.21 0.22 0.17 0.18 0.32 0.30
Mg/(mg/g) 0.57 0.53 0.52 0.48 0.43 0.39 0.56 0.51
K/(mg/g) 11.82 11.66 12.73 13.05 10.92 11.20 13.12 12.84
Ca/(mg/g) 0.23 0.25 0.30 0.33 0.28 0.27 0.20 0.18
Mn/(μg/g) 13.95 13.72 25.16 23.64 18.76 19.06 31.69 32.03
Fe/(μg/g) 16.34 16.81 33.51 32.25 65.21 64.59 18.70 18.36
Cu/(μg/g) 4.61 4.49 2.06 1.89 2.88 2.97 5.25 5.11
Zn/(μg/g) 11.38 11.05 15.29 16.56 27.15 26.78 16.38 16.62
Cd/(μg/g) ND ND ND ND ND ND ND ND
Pb/(μg/g) 2.56 2.32 6.11 5.93 0.73 0.69 2.32 2.17
　　 注：ND.低于仪器检出限。
差在1.3%~6.7%之间，说明所建立的方法准确度
高，精密度好。
2.6 样品分析
采用本法对来自4个不同产地的蛇皮果(购
置于某大型超市)进行分析，每个样品平行测定6
次，同时采用原子吸收法(AAS)分析以进行对比。
表5结果表明，采用本法与AAS法的测定结果基本
一致，所有蛇皮果样品中K的含量均很高，而对人
体有害的毒理性元素Cd和Pb的含量低，其中Cd的
含量极低，采用本法和AAS法在4个样品中均没有
检出Cd元素。
表4 标准物质分析结果
元素 测定值 标准值 RSD/%
Na/(μg/g) 25.8±1.1 24.4±1.2 4.3
Mg/(mg/g) 2.7±0.06 2.71±0.08 2.2
K/(mg/g) 16.4±0.3 16.1±0.2 1.8
Ca/(mg/g) 15.5±0.2 15.26±0.15 1.3
Mn/(μg/g) 56.21±2.06 54±3 3.7
Fe/(μg/g) 82.61±4.05 83±5 4.9
Cu/(μg/g) 5.59±0.32 5.64±0.24 5.7
Zn/(μg/g) 12.36±0.34 12.5±0.3 2.8
Cd/(μg/g) 0.015±0.001 0.013±0.002 6.7
Pb/(μg/g) 0.45±0.02 0.47±0.024 4.4
3 结论
本文建立了一种ICP-OES法测定蛇皮果中
Na、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Cd、Pb等多
种元素的分析方法。通过选择各待测元素的分析
线并结合背景扣除技术校正了分析过程中的光谱
干扰，以Y为内标元素校正了基体效应，保持了分
析过程的稳定性。实验结果表明，该方法具有操
作简单、分析速度快、结果准确可靠等特点，可
用于蛇皮果中多个无机元素的质量控制，为蛇皮
果的综合开发提供理论依据。
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