陳聰 黃龍 胡艷 向莉

摘 要：采用ICP-OES法，加硝酸后用微波消解茶葉，檢測茶葉及其浸出物中多種微量元素的含量，加標(biāo)回收率在93.6%～102.0%。結(jié)果表明：茶葉中含有較為豐富的微量元素，不同種類的茶葉中所含的微量元素有一定的差異，而其浸出物因浸泡時間不同，所含微量元素也有差別。實驗中采用測定回收率和有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的辦法，保證了所測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：ICP-OES；茶葉；茶葉浸出物；微量元素

中圖分類號 TS272.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）09-0123-04

Determination of Microelements in Tea and Tea Extract by ICP-OES

Chen Cong et al.

（Three Gorges Center for Food and Drug Control，Yichang 443005，China）

Abstract：The experiment determines the content of various microelements in different tea samples and their extracts by ICP-OES method，with nitric acid and microwave digestion.The recoveries are 93.6%-102.0%.It is shown that tea is fairly rich in microelements which vary according to different types of tea and their content measured in extracts are influenced by immersion time.The accuracy of measurements is ensured by determining the recovery rate and certified reference materials.

Key words：ICP-OES；Tea；Tea extract；Microelements

茶葉是當(dāng)今世界上三大飲料（可可、咖啡、茶葉）中的保健飲料之一，也是一種良好的中藥。茶葉含有多種化學(xué)成分，如氨基酸、咖啡堿、維生素、蛋白質(zhì)、單寧芳香族化合物、礦物質(zhì)、碳水化合物等[1]。但微量元素過量攝入也會對人體產(chǎn)生不良影響，有些需要量很少的元素攝入過多甚至易產(chǎn)生毒性作用[2]。宜昌是湖北省的主要茶產(chǎn)區(qū)，茶葉是宜昌市重點發(fā)展的農(nóng)業(yè)六大特色產(chǎn)業(yè)之一[3]。本文就宜昌產(chǎn)綠茶、紅茶、黑茶中所含的微量元素及其浸出物規(guī)律進(jìn)行了研究。消化方式采用加硝酸，用微波消解茶樣，ICP-OES檢測消化液及浸泡后的茶液；采用測定回收率和管理樣的辦法，保證了所測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，得到較為準(zhǔn)確的實驗結(jié)果。

1 實驗部分

1.1 實驗原理 ICP-OES（電感耦等離子體原子發(fā)射光譜儀）分析是以射頻發(fā)生器提供的高頻能量加到感應(yīng)耦合線圈上，并將等離子炬管置于該線圈中心，因而在炬管中產(chǎn)生高頻電磁場，用微電火花引燃，使通入炬管中的氬氣電離，產(chǎn)生電子和離子而導(dǎo)電，導(dǎo)電的氣體受高頻電磁場作用，形成與耦合線圈同心的渦流區(qū)，強大的電流產(chǎn)生的高熱，從而形成火炬形狀的并可以自持的等離子體，由于高頻電流的趨膚效應(yīng)及內(nèi)管載氣的作用，使等離子體呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)。樣品由載氣（氬）帶入霧化系統(tǒng)進(jìn)行霧化后，以氣溶膠形式進(jìn)入等離子體的軸向通道，在高溫和惰性氣氛中被充分蒸發(fā)、原子化、電離和激發(fā)，發(fā)射出所含元素的特征譜線，根據(jù)特征譜線強度確定樣品中相應(yīng)元素的含量。

微波消解作為一種新的樣品分解技術(shù)，具有速度快，污染少，應(yīng)用范圍廣等特點[4]，已成為國家食品強制檢測標(biāo)準(zhǔn)中的前處理方法之一。食品中的微量元素一般采用分光光度法或原子吸收光譜法[5-7]，ICP-OES法作為近年來發(fā)展迅速的分析方法，具有分析速度快、線性范圍寬、靈敏度高、穩(wěn)定性好、基體效應(yīng)小、分析速度快以及多元素同時測定等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域[8-9]，已成為目前較普遍的檢測方法。

1.2 儀器與主要試劑 Optima 8000型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國帕金埃爾默公司）；Mars6微波消解儀（美國CEM公司）；GWA-UP型超純水系統(tǒng)（北京普析通用儀器公司）；AL204型電子天平（美國梅特勒托利多公司）。

硝酸（優(yōu)級純，CNW公司）；超純水（電阻率為18.2MΩ·cm）。

鐵、錳、銅、鋅、鉀、鈉、鈣、鎂、鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液，1000mg/L，購自中國計量科學(xué)院和國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.3 試驗方法 樣品用粉碎機磨碎，過60目篩。稱樣0.5g，置于微波消解密閉罐中，加入8mL硝酸，塞緊內(nèi)塞，置于微波消解儀中，按照下列升溫消解程序進(jìn)行樣品消解：（1）升溫：室溫→180℃，18min；（2）保持時間：20min；（3）冷卻：180℃→70℃，18min。待消解完畢，將消解罐置于電熱板上150℃趕酸，至溶液剩至約0.5～1mL，取下冷卻，多次用水沖洗罐壁，轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶，定容。同時做試劑空白。

1.4 檢測與分析方法

1.4.1 工作條件 ICP-OES工作測量條件如下：RF功率1300W；光源穩(wěn)定延遲15s；霧化器流量0.55L/min；輔助氣流量0.2L/min；等離子氣流量15L/min；溶液提升量1.5ml/min；樣品沖洗時間：30s；泵穩(wěn)定時間：5s；積分時間1～5s；積分方式：峰面積；觀測距離：15.0mm；重復(fù)次數(shù)：3次。分析譜線及觀測方式見表1。

1.4.2 線性關(guān)系考察 根據(jù)樣品含量，用1%硝酸逐級稀釋各標(biāo)準(zhǔn)溶液，配成鐵、錳、銅、鋅、鉀、鈉、鈣、鎂、鋁混合標(biāo)準(zhǔn)曲線，曲線濃度范圍、線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)及見表2。

1.4.3 方法的檢測限及定量限 在儀器最佳條件下，連續(xù)測定試劑空白20次，根據(jù)20次空白值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍除以標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率計算出檢出限，以20次空白值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的10倍除以標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率計算出檢定量限。各元素的檢出限和定量限見表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶葉樣品測定結(jié)果 選取宜昌產(chǎn)綠茶、紅茶、黑茶各1種，按儀器工作條件，對茶葉樣品進(jìn)行測定（n=6），結(jié)果及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD%）見表4。取其中一種茶樣（綠茶）加入標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行回收試驗，回收率試驗見表5。為確保結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)綠茶（GBW10052）進(jìn)行對照，但由于此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的證書里沒有給出的含量，只能通過檢測另一種國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)湖南大米（GBW10045）作為參考，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢測結(jié)果檢測值見表6。試驗結(jié)果表明，不同種茶葉品種之間所含微量元素有一定差異。用微波消解法進(jìn)行前處理，ICP-OES檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、精密度都比較理想，而且節(jié)省試劑，一次能檢測多個指標(biāo)，縮短了檢測周期，大大地提高了工作效率。

2.2 茶葉浸出物的測定結(jié)果 大量的研究表明，茶湯浸出和溶出動態(tài)的主要影響因素為浸泡次數(shù)、浸泡時間、浸泡水溫和微量元素存在形態(tài)[10]。按照通常的飲茶習(xí)慣，將茶葉量與沖泡水的重量比定為1∶10[11]。稱取3.0g茶樣于茶杯中，用30ml沸水沖泡，浸泡時間為10min。蓋上杯蓋，搖勻，濾出浸泡液，再倒入30ml沸水，浸泡10min，重復(fù)3次。浸泡完成后，將茶湯過濾，在茶葉浸泡液中滴入2滴濃硝酸，使茶湯酸度保持在l%左右，與配制的標(biāo)準(zhǔn)曲線酸度一致。將3次浸泡液導(dǎo)入儀器進(jìn)行檢測，結(jié)果見表7～9。由表可見茶葉及其浸出物中含有豐富的鉀、鈣、鎂、錳等微量元素，但也含有大量的重金屬鋁，長時期過多攝入鋁，會使人神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)混亂，進(jìn)而對人的思維和大腦的記憶、思考等功能產(chǎn)生危害，情況嚴(yán)重時會引起癡呆[12]。GB2760-2014中規(guī)定，絕大部分食品中的鋁含量不得超過100mg/kg，而茶葉中鋁含量遠(yuǎn)超這個限量。由于茶葉不直接食用，該標(biāo)準(zhǔn)沒有收錄，但從溶出率來看，3次浸泡的總量能達(dá)到25.1%～70.4%，含量較高，是否對人體健康產(chǎn)生一定危害，此問題值得有關(guān)部門在制定標(biāo)準(zhǔn)時候考慮。從浸出物中來看，各元素第1次浸泡溶出的量最多，溶出量隨著浸泡次數(shù)逐級減少，鉀和鈉幾乎全部被浸泡出來，鈣、鐵、銅的溶出率則相對較少。研究茶葉中的微量元素的浸出特性有助于進(jìn)一步研究茶葉中元素的分布情況，并可為茶飲料的科學(xué)加工方法提供可靠的實驗依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]呂文英，呂品.茶葉及其浸出物中微量元素的測定與研究[J].食品科學(xué)，2001，22（11）：79.

[2]陳清，盧國.微量元素與健康[M].北京：北京大學(xué)出版社，1980：54-71.

[3]蔡烈偉，曾令相.宜昌茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思路與對策[J].中國茶葉，2006，28（3）：38-39.

[4]楊京蓉.微波消解ICP—AES法測定糧食中的常量及微量元素[J].光譜實驗室，1997，14（3）：22.

[5]陳穎.茶葉中八種元素的初級形態(tài)分析[J].分析測試通報，1992，11（5）：61-64.

[6]余磊，彭湘君，李銀保，等.原子吸收光譜法測定茶葉中7種微量元素[J].光譜實驗室，2006，23（5）：962-965.

[7]劉立行，杜維貞，李雪萍，等.懸浮液進(jìn)樣-火焰原子吸收光譜法測定茶葉中鐵和鋅[J].冶金分析，1998，18（5）：1-1.

[8]王欣美，李麗敏，王柯，等.ICP-OES法同時測定多維元素類藥物中10種元素的含量[J].藥物分析雜志，2010，30（8）：1552-1555.

[9]韓立新，李冉.ICP-AES法測定茶葉、茶水中的礦物質(zhì)和微量元素[J].光譜學(xué)與光譜分析，2002，22（2）：304-306.

[10]王嫣紅.道真茶園和茶葉中主要礦質(zhì)元素及其在飲茶過程中的動態(tài)變化[D].重慶：西南大學(xué)，2013.

[11]黃志勇，經(jīng)媛元等.ICP-MS測定茶葉中微量元素含量及其溶出特性的研究[J].廈門大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003，42（5）：621-625.

[12]唐波.食品中鋁含量和分析其超標(biāo)原因分析[J]科技資訊，2015，13（4）：229.

（責(zé)編：王慧晴）