原生态丹寨硒米中锌铜的含量测定及其生理功能

原生态丹寨硒米中锌铜的含量测定及其生理功能 原生态丹寨硒米中锌铜的含量测定及其生 理功能 第27卷第6期 2009年12月 凯里学院 JournalofKailiUniversity Vo1.27No.6 Dee.2009 原生态丹寨硒米中锌铜的含量测定及其生理功能 唐文华,蒋天智,吴林冬,文正康 (凯里学院应用化学研究所,贵州凯里55601I) 摘要:采用微波消解火焰原子吸收光谱法(FAAS法)测定产地为黔东南林区丹寨县 的原生态 硒米中微量元素锌,铜的含量并讨论了这两种元素的生理功能. 关键词:火焰原子吸收光谱法;丹寨硒米;锌;铜 中图分类号:$511文献标识码:A文章编号:1673—9329(2009)06—0033—03 在人体必需的18种微量元素中,Zn是重要的 生命元素,Cu是不可缺少的营养元素,人体内维持 适当含量的Zn,Cu微量元素,对优化其生理功能 具有实际的意义l_】],以无公害,纯天然的优质大米 作为主食来摄取适量的微量元素已经成为人们理 性的选择].素有中国西南林海之乡,中国最典型 苗族侗族聚居区的贵州省黔东南林区,是发展原生 态纯天然农林产业的理想之地.黔东南林区的丹寨 县,民族风情浓郁,是苗族锦鸡舞的故乡,山青水 秀,空气洁净,拥有富硒的土壤和高寒山地气候,所 产的含硒大米(简称原生态丹寨硒米)米质晶莹如 玉,光洁透明,香气袭人,营养丰富,做出的米饭松 软可口,喷香扑鼻,糯而不腻,是深受市场青睐的原 生态绿色无公害优质大米,与普通大米相比,具有 很高的经济价值,2006年荣获"第五届全国优质稻 米博览交易会"优质大米称号.因此,生产原生态丹 寨硒米是当地苗族同胞依托生态优势脱贫的重要 途径,测定原生态丹寨硒米中微量元素的含量具有 重要的意义.测定生物样品微量元素含量的方法有 多种口],作者采用微波消解FAAS法对原生态丹 寨硒米中的微量元素Zn,Cu进行测定;另外,讨论 了这3种元素在人体内的生理功能. 1锌铜含量的测定方法 1.1主要仪器与试剂 TAS一986原子吸收分光光度计,普析通用仪 器有限责任公司,中国北京,软件AAWIN,版本 1.2;XT一9900型智能微波消解仪,新拓微波溶样测 试技术有限公司,中国上海;AR2140电子天 平,奥豪斯国际上海贸易公司;电热鼓风干燥箱 DF一205;可调式电热板,北京科伟永兴仪器有限公 司;Zn,Cu空心阴极灯;超纯水发生器Ne*UP一 1000,韩国HUMAN中心;HN03,HC10均为优 级纯,混合酸消化液V(HN0.):V(HC10)===3:1; 浓HNO.和30HO:均为优级纯,用水为超纯 水.Zn,Cu质量浓度均为100/~g/mL的标准贮备 液,购自国家标准物质研究中心. 1.2样品采集与处理 在产地分点购买原生态丹寨硒米共5Kg,按 照四分法进行缩分,将缩分后一定量硒米依次用自 来水,超纯水充分洗净,在85?条件下烘4h,冷却 至室温后用研钵研细成粉,过8O目筛备用.准确称 取样品3份,每份3.0000g,采用普通湿法消解2 份样品,第1份以混合酸(HN()3):(HCIO4)一3: 1为消解剂;第2份以浓HNO.和3OH02(V(浓 HN03):(H02)一7:3)为消解试剂;第3份采用微 波消解,以浓HN03和30H202(V(浓HN03):V (H02)一7:3)为消解试剂. 1.3仪器工作条件的选择 采用正交试验进行优化组合,得到测定Zn,Fe 和Cu的最佳仪器工作条件,见1. 表1测试条件 收稿日期:2009—09—26 作者简介:唐文华(1956一),男,贵州凯里人,凯里学院环境与生命科学学院教授,主 要从事无机化学,分析化学的教学和科研工作. 凯里学院第27卷 1.4试验方法 按表1仪器工作条件,积分时间为5S,重复测 量3次;用每升含3.0mL浓硝酸的超纯水校零, 分别将空白溶液,标准系列溶液喷入火焰,测量吸 光度,通过仪器配套微机处理系统得到吸光度A 对质量浓度C作的标准曲线;将样品溶液喷入火 焰,通过测量吸光度求出样品中待测元素的质量浓 度进而计算出含量. 2锌,铜的分析结果及其生理功能 2.1标准曲线的绘制 分别准确移取质量浓度为1000Fg/mL的锌, 铜标准贮备液10mL于1000mL的容量瓶中,用 每升含3.0mL浓硝酸的超纯水定容得中间工作 液;分别准确移取一定量的待测元素中问工作液, 定容分别得锌,铜质量浓度:0.000,0.100,0.200, 0.400,0.800,1.600,3.200,5.000Fg/mL.按试验 方法测量标准系列溶液的吸光度.标准曲线由仪器 配套微机处理系统自动绘出,Zn的线性回归方程 为:c=1.8065A+0.0223,相关系数r一0.99921, 线性范围0.0005.000Fg/mL;Cu的线性回归方 程为:C一0.0970A+0.012,相关系数r一 0.99980,线性范围0.0005.000t~g/mL. 2.2消解方法的比较与确定 用普通湿法消解3份样品,消解较费时,用电 热板加热需165min才消解完;而用微波消解只需 10rain,消解液就清亮透明了,说明普通湿法消解 速率慢,药品消耗大,而用微波消解操作简便,节约 药品,消解速率快.因此,笔者确定使用微波消解 法.微波消解是一种新的样品消解方式,它与传统 的加热方式不同,能使溶液快速沸腾,还能引起酸 与样品之间较大的热对流,搅动并清除已消解的不 活泼样品表层,使酸与样品更好接触,达到快速消 解的目的,而且其在密闭消解罐中消解,待测元素 损失少,结果准确. 从安全的因素出发,用微波消解法消解,没有 考虑用高氯酸和浓硝酸作为消解剂,而是选用 3O过氧化氢和浓硝酸作消解剂,因高氯酸的分解 反应,产生一种气态物质,最终造成压力迅速上升, 易产生意外,因而采用3O过氧化氢和浓硝酸作 消解剂.具体操作为:将准确称取的样品放入微波 消解罐中,加入密度为1.42g/mL的浓硝酸7mL, 3O的过氧化氢3mL,加盖密闭后置于微波消解 仪中,按0.5MPa1min,0.8MPa1rain,1MPa 2rain,1.5MPa3min,2.0MPa3rain的消解程序 进行全功率加热消解.消解结束,待冷却至室温取 出消解罐,消解液清亮透明,将消解液移入50mL 容量瓶中,用每升含3.0mL浓硝酸的超纯水定 容,摇匀备用,同法制备空白溶液. 2.3锌,铜含量的测定 按照1.4试验方法将消化的样品溶液喷入火 焰,测量吸光度,从标准曲线求出样品中待测元素 的质量浓度后,计算样品中待测元素的含量.结果 表明,原生态丹寨硒米中锌含量为13.03mg/Kg, 铜含量为2.50mg/Kg. 2.4微量元素锌,铜的生理功能 锌是人体内重要的必需微量元素,被称为生命 元素.随着生命科学的发展,人们发现锌涉及到生 命不同年龄阶段的各个方面,因而对科学的饮食补 锌和药物补锌给以更多期待与关注.在成人体内含 锌总量为2,3g.锌是构成多种酶必需的微量元 素,是细胞生长,酶的产生和免疫系统所必需的重 要成分,锌参与体内蛋白质合成,对生殖系统的发 育及生精,维持性机能以及对处于生长发育期的婴 幼儿,青少年均有重要作用.锌对细胞免疫功能有 明显作用,有激活胸腺素,增强杀伤癌细胞最主要 的力量T细胞功能的作用,还有维持正常的食欲 及味觉的功能,锌能够增强吞噬细胞的吞噬能力, 通过保持吞噬细胞内自由基水平,自由基能破坏微 生物的细胞膜,从而正常发挥杀菌作用,加速创伤, 烧伤,溃疡的愈合;对维生素A的代谢及视觉起重 要作用.锌与锰对脂代谢有良好的调节作用,可预 防动脉粥样硬化的发生,可用于辅助防治高血压, 高脂血症,肥胖症,冠心病.另外,人体内锌含量的 缺乏也会让人生病,如慢性口腔炎,类风湿性关节 炎等. 在成人体内含铜量不多,总量约为5O, 150mg.铜是是构成人体内多种氧化酶的重要成 分,如超氧化物歧化酶,细胞色素氧化酶,酪氨酸 酶,赖氨酸氧化酶,多巴胺羟化酶等.铜蛋白,超氧 化物歧化酶和血浆铜蓝蛋白都有抗炎活性,具有抗 菌消炎作用,铜具有使毛细血管网络呈良好状态的 作用.Zn与Cu的适当比值对心脑血管疾病的防治 也有良好作用.微量元素锌,铜是清除人体内过剩 的自由基的有效消除剂,能抑制脂质过氧化;锌,铜 与机体免疫功能有密切关系,能有效地避免机体免 疫低下状态的出现,延缓衰老的进程. 3结束语 人体必需的微量元素有许多重要的生理功能. 第6期唐文华,蒋天智,吴林冬,文正康:原生态丹寨硒米中锌铜的含量测定及其生 理功能?35? 通过食用无污染无公害的优质粮食果蔬,摄人适量 的微量元素已经成为人们绿色环保的饮食方式.对 产自黔东南林区的原生态丹寨硒米进行的检测结 果表明,这种富硒优质米还含有适量的微量元素 锌,铜,通过食用丹寨硒米可补充人体新陈代谢需 要的微量元素锌,铜. 参考文献: [1]祁嘉义.临床元素化学[M].北京:化学工业出版社, 2000. [2]黄鹏程,黄鹤春.硒的生理功能与富硒无公害香米的开 发[J].中国稻米,2005(1):13—15. [3]周郭军,杜士杰,孙艳红,等.燕麦微量元素的测定口]. 河北农业科学,2009,13(4):165—166. [4]宗水珍,钱小英,陈俊.示波极谱法连续测定太湖流域 大米中的锌铁锰铜铅镉含量[J].常熟理工学院: 自然科学版,2008,22(8):51—57. [5]孟辉,冯国栋,郇延富,等.微波等离子体炬原子发射全 谱仪测定粮食中微量金属元素[J].分析化学,2005,33 (5):744. ,刘少友,刘玉林.FAAs法测定黔东南林区绿 [6]唐文华 茶的锌含量[J].安徽农业科学,2008,36(26):11402— 114O3. [7]刘建华,董顺福,韩丽琴.原子吸收光谱法测定5种中 草药中K,Cr,Cu的含量[J].光谱实验室,2007,24(1): 31—33. [8]陈新焕,王正良,熊芳,等.微波消解一火焰原子吸收光 测定饲料中铁镍锰锌[J].理化检验:化学分册,2006, 42(12):1050—1051. [9]吴冬青,李彩霞,安红纲,等.FAAS法测定测定甘青铁 线莲花中微量元素[J].光谱学与光谱分析,2008,28 (1):228—230. [责任编辑:孟立霞] DeterminationofZinc,Coppercontentinse—enrichedriceof Danzhaiandthephysiologicalfunctionoftheseelements TANGWen—hua,JIANGTian—zhi,WULin—dong,WENZheng—kang (InstituteofAppliedChemistry,KailiUniversity,Kaili,Guizhou556011,China) Abstract:ThestudywasconductedtodetectthetraceofZinc,Coppercontentinaboriginalec — ologicalSe—enrichedRiceofDanzhaithatproducedfromDanzhaiofSoutheasternofGuizhou ForestryRegion.Thesamplesweremicrowavedigestedandtheseelementsweredetermined by flameatomicabsorptionspectrometry.Thephysiologicalfunctionoftheseelementswasintr o— ducedinthisarticle. Keywords:Flameatomicabsorptionspectrometry;Aboriginalecology;Se— enrichedRiceof Danzhai;Zinc;Copper