黑木耳的“铁”证

黑木耳的“铁”证——补铁问卷与网络报道引发的铁元素定性定量实验验证张馥康天泓乔元桢范雨美于海鹰（华东师范大学附属周浦中学，上海201318）摘要：通过实验确证黑木耳含铁，并完成了铁含量的定量分析。对高中学生问卷调查，发现仅6%学生认为黑木耳中含丰富铁元素。比较几种铁元素提取方法，发现仿照课本中“海带提碘”原理，将黑木耳灼烧灰化、盐酸提取，滤液遇硫氰化钾明显显红色，与白木耳对比后证实黑木耳中含丰富铁。灰分经浓硝酸/过氧化氢处理，在pH4.7缓冲体系中用邻二氮菲法显色，经便携的三波长色度传感器测得铁的含量为（13.93±0.68）mg/100g,是菠菜含铁量的15〜35倍。数据在专业文献报道范围内，与无数据来源的网络报道差异明显。关键词：黑木耳；铁含量；色度传感器；海带提碘；邻二氮菲关于人体补铁的问卷调查上海市高中二年级第一学期化学课本（上科版）《走进精彩纷呈的金属世界》一章出现了铁等常见金属的物化性质学习，铁和铁的化合物不光在社会生产生活中非常有用［1］，铁元素还与人体健康息息相关。为调查教学对象对人体中铁元素的认知，我们设计了一份名为“关于补铁需要知道的事儿”的问卷，以选择题形式对80名学生进行相关调查（见附录），共收到有效调查问卷77份。问卷设计的问题如表1所示：表1补铁问卷主要内容与结果问题内容选择率最高的答案-一一我们需要多少铁？微量-二二人体中的铁以何种形式存在？复杂离子三如果缺铁，哪种补铁方式最咼效？摄入足量含铁丰富的食物四下列食物含铁哪一种含铁最丰富？菠菜五缺铁可能有哪些症状？（多项）面色苍白、记忆力差应该说学生对铁元素之于人体健康的重要性有一定了解，而且充分意识到可用饮食补铁（问题三正确答案补铁剂的选择率并不是最高）。77%的学生选择含铁最丰富的食品是菠菜，这可能源自普通公民的口口相传，甚至是童年“大力水手”中对菠菜的神话夸大，仅6%的学生选择黑木耳。问题的提出部分学生通过网络搜索［2］，发现网上报道黑木耳含铁量比菠菜要高出二三十倍，比动物性食品中猪肝还高出好几倍，是各种荤素食品中含铁量最多的。黑木耳药食同源，具有较高含量的粗蛋白、氨基酸、多糖，能起到清理消化道、降血压的作用［3,4］。可是黑不溜秋、名不见经传的黑木耳竟然含有大量的铁元素？网上的报道属实吗？我们决定引导学生用所学的化学知识进行黑木耳的“铁”证实验。*本文实验获2016年全国化学数字化实验教学应用及创新设计一等奖**通讯作者#根据朗伯-比尔定律：A=abc式中A为吸光度，b为溶液层厚度，c为溶液的浓度，a为吸光系数。其中吸光系数与溶液的本性、温度以及波长等因素有关。溶液中其他组分（如溶剂等）对光的吸收可用空白液扣除。由上式可知，当溶液层厚度b和吸光系数a固定时，吸光度A与溶液的浓度成线性关系，使用分光光度计或色度传感器可以读取溶液特定波长的吸光度。食品中铁元素的测定方法有硫氰酸钾法、邻二氮菲法、原子吸收分光光度法等，邻二氮菲法灵敏度高、选择性好，显色物质稳定。而使用的色度传感器系列具有便携、性价比高的优点［7］，两者相结合可以准确快速测定试样中的微量铁。亚铁离子与邻二氮菲结合形成的有色物质在510nm处有最大吸收，本色度传感器有三种不同波长的单色光B：蓝;G：绿；R：红）可以选择，本实验选用G波长使吸光度最大。显色时加入缓冲液使体系pH在5.0左右，使显色反应进行完全。6.2.2实验数据分析铁标准溶液系列浓度与吸光度记录如表2，用Origin6.0软件作图并线性拟合如图5所示，标准曲线方程为y=0.38295x-0.01145，线性拟合常数R2=0.99985，表明在所测浓度范围内，在该波长下，铁元素浓度与吸光度具有良好的线性关系。将样品吸光度代入方程计算得到浓度数值，每100g干黑木耳中铁元素含量计算公式如下：m（mg/10°g）=c（浓度）心0心"（称取干木耳质量）x10°x10-3表2Fe标液浓度-吸光度表Fe标液浓度（卩g/mL）0.200.400.600.801.0吸光度（Abs）0.06610.14160.21820.29170.37400.200.400.600.80Fe(0.200.400.600.80Fe(€g/mL)1.00图5铁吸光度-浓度标准曲线由表3可知，待测的市售黑木耳每100克平均含铁元素13.93±0.68毫克，专业文献报道的每百克黑木耳总铁含量一般在9.94~17.79毫克之间［8,9］，这表明本文的测定方法可行，数据可靠。文献报道利用类似方法测得每100克菠菜中铁元素平均含量为：叶子0.4毫克［10］或0.9毫克［11］，茎0.7毫克［10］或0.9毫克［11］。与菠菜相比，本实验测得的黑木耳含

铁量是其15~35倍（见图6），与本文开头所写的网络报道比菠菜高出二三十倍［2］一致。不同品种或产地的黑木耳含铁量，因菌种自身对铁的摄取能力及黑木耳的栽培环境差异而可能呈现不同。但通过网络搜索引擎发现不少网页上报道每百克黑木耳中铁含量高达185毫克（无数据来源），与本文及专业文献数据差异过大，可能是以讹传讹，对此表示强烈质疑。表3黑木耳中铁元素含量检测表内容样品1#样品2#样品3#黑木耳质量（g）5.0005.0506.725灰分质量（g）0.2350.2020.269吸光度（Abs）0.19120.21440.2771提取液Fe兀素浓度（yg/mL）0.530.590.75Fe含量(mg/100g)13.2514.6013.9411{量含f图6黑木耳与菠菜含铁量比较在定量测铁中，本实验使用的木耳灰提取体系是强氧化性的硝酸/过氧化氢混合体系。它能保证将所有存在的亚铁全部氧化成铁离子，再经盐酸羟胺全部还原成亚铁离子进行显色，且在酸性环境中，铁离子或亚铁离子不易水解。作为对比，改用4mol/L盐酸提取过夜，相同条件下测得每100克黑木耳含14.9毫克铁元素，两种对灰分的酸浸方式对结果影响并不大。7结论通过实验对黑木耳中丰富铁元素的存在进行了验证，并用邻二氮菲分光光度法结合色度传感器测得每百克黑木耳含铁13.93±0.68毫克，是菠菜叶的15~35倍，菠菜茎的20~35倍。实验结果击破了高中生对“高”含铁菠菜的迷信，更对某些网络报道中黑木耳高达185毫克的含铁量提出质疑。通过本次课题研究，学生们还深刻体会到，在科学研究与实践的过程当中，应不畏艰难困阻，积极、及时进行反思与改进，大胆质疑“以讹传讹”、“来源可疑”的数据，勇敢地在通往真理的道路上前进。参考文献[1]王星乔，腾瑛巧，汪纪苗，包朝龙.基于化学核心素养的教学设计——以“铁及其化合物的应用”为例[J].化学教学，2017,(5):51-55.[2]/a/20100821/000539.htm⑶刘雅静，袁延强.黑木耳营养保健研究进展[J].中国食物与营养，2010,(10):66-69.[4]李琦，侯丽华，刘鑫等.黑木耳黑色素鉴定及提取工艺优化[J].食品科学，2010,31(16):87-92.⑸王献友，陈培云，吴广臣等.黑木耳多糖提取及其药理活性的研究进展J].南方农业学报，2012，43(5):683-687.蔡雪梅.紫菜中铁与碘元素检验的研究[J].运城学院学报，2010，28(5):47-48.陈浩.用色度传感器测定胆矾中的结晶水含量.化学教学，2016，(5)：62-64.周丽，张丽园，何泽甫等.黑木耳和桂圆干中微量铁的测定J].科技信息，2010,(1):15.⑼张拥军,