茶葉中重金屬含量測(cè)定及其浸出規(guī)律的研究

張洋婷，馬洪波，郗艷麗，劉敏，宋春梅（吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，吉林吉林132013）

茶葉中重金屬含量測(cè)定及其浸出規(guī)律的研究

張洋婷，馬洪波，郗艷麗，劉敏，宋春梅*
（吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，吉林吉林132013）

摘要：采用火焰原子吸收光譜法和原子熒光光譜法測(cè)定茶葉及其茶水中重金屬含量，研究浸泡時(shí)間、浸泡溫度、浸泡次數(shù)對(duì)重金屬浸出率的影響。結(jié)果表明：六種茶葉中重金屬元素含量差異較大，同種元素在不同茶葉中的含量也略有不同。六種茶葉樣品中Cu和Pb元素含量都未超標(biāo)。6種重金屬元素在綠茶浸出液中的含量在前30分鐘都隨著浸泡時(shí)間的增加而增加，且各元素浸出率都隨著浸泡次數(shù)的增加而降低。

關(guān)鍵詞：茶葉；重金屬；浸出率

飲茶在我國有上千年的歷史，研究發(fā)現(xiàn)茶葉中富含多種礦物質(zhì)元素、維生素、氨基酸、以及茶多酚等成分，具有抗癌、抗氧化、預(yù)防心血管疾病等作用[1]。因此茶葉受到全世界人民的喜愛。研究表明環(huán)境中的重金屬污染直接或間接地影響茶葉的種植生產(chǎn)，從而影響茶葉的品質(zhì)和價(jià)值[2-3]，更有甚者可以引發(fā)慢性中毒[4]，危害消費(fèi)者健康[5]。因此茶葉的衛(wèi)生質(zhì)量狀況也成為消費(fèi)者關(guān)心的一個(gè)熱點(diǎn)問題。由于茶葉必須經(jīng)過沸水浸泡后才可飲用，因此必須對(duì)茶水中重金屬的含量及其浸出規(guī)律作進(jìn)一步的考察才有意義，本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定綠茶、紅茶、青茶、黑茶、白茶、黃茶以及其茶水中銅（Cu）、錳（Mn）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）重金屬含量，并以綠茶為例，研究不同的浸泡時(shí)間、浸泡溫度、浸泡次數(shù)對(duì)其重金屬浸出率的影響，為茶葉的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供理論參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

茶葉均采購于吉林市江南批發(fā)市場(chǎng)，綠茶（產(chǎn)地為安徽）；紅茶（產(chǎn)地為云南）；青茶（產(chǎn)地為福建）；黑茶（產(chǎn)地為湖南）；白茶（產(chǎn)地為福建）；黃茶（產(chǎn)地為福建），粉碎后過40目篩備用。銅（Cu）、錳（Mn）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度均為1 g/L，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；砷（As）單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度為0.1 g/L，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）；其余試劑均為分析純；實(shí)驗(yàn)用水均為娃哈哈純凈水：吉林娃哈哈食品有限公司。

1.2儀器

6810原子吸收分光光度計(jì)：上海森譜科技有限公司；AFS-8230型原子熒光分光光度計(jì)（附AS-90自動(dòng)進(jìn)樣器）：北京吉天儀器有限公司；FA1104N電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；202-1A型電熱恒溫干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司。

1.3茶葉樣品及茶水的消解

稱取一定量茶葉，置于80℃恒溫干燥箱內(nèi)干燥4 h～8 h，粉碎（過40目篩），放置干燥器內(nèi)備用。參照國標(biāo)法GB/T 30376-2013《茶葉中鐵、錳、銅、鋅、鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫的測(cè)定電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》，采用濕法消化法消化茶葉及茶水[6]，每個(gè)樣品取3個(gè)平行樣進(jìn)行消化處理，同時(shí)做空白。

1.4重金屬浸出規(guī)律的研究

1.4.1不同浸泡次數(shù)茶水制備

準(zhǔn)確稱取2.0g綠茶于碘量瓶中，加入50mL100℃去離子水，浸泡10min，過濾，濾液為第1次溶出液；再加入50 m L 100℃去離子水，浸泡10min，過濾，濾液為第2次溶出液；繼續(xù)加入50m L 100℃去離子水，浸泡10min，過濾，濾液為第3次溶出液。分別將第1、2、3次溶出液加熱濃縮到10mL～15mL，待冷卻后，加入10mL混合酸，浸泡過夜，按上述方法消化處理，冷卻、用0.5mol/L硝酸定容至25mL，待測(cè)。

1.4.2不同浸泡溫度茶水制備

分別準(zhǔn)確稱取2.0 g綠茶于碘量瓶中，分別加入50mL 80、90℃和100℃的去離子水，常溫浸泡10min，過濾，將濾液加熱濃縮到10mL～15mL，待冷卻后，加入10mL混合酸，浸泡過夜，按上述方法消化處理，冷卻，用0.5mol/L硝酸定容至25mL，待測(cè)。

1.4.3不同浸泡時(shí)間茶水制備

分別準(zhǔn)確稱取2.0g綠茶品于碘量瓶中，加入50m L 100℃去離子水，分別浸泡10、30、60min，過濾，將濾液加熱濃縮到10mL～15mL，待冷卻后，加入10mL混合酸，浸泡過夜，按上述方法消化處理，冷卻，用0.5mol/L硝酸定容至25mL，待測(cè)。

1.5儀器測(cè)定條件

本實(shí)驗(yàn)采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定銅、錳兩種元素，用原子熒光光譜法測(cè)定鉛、汞、鎘、砷四種元素，其工作條件見表1和表2。

表1　火焰原子吸收光譜法的測(cè)定條件Table1　Thedeterm ination parametersof Flameatom ic absorption spectrometry

表2　原子熒光光譜法的測(cè)定條件Table2　The determ ination parametersof Atom ic fluorescence spectrometry

1.6線性關(guān)系

分別精確量取Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As標(biāo)準(zhǔn)溶液，用0.5mol/L硝酸逐級(jí)稀釋，在1.5項(xiàng)所示條件下測(cè)定吸光度和熒光值，對(duì)各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。各元素的回歸方程及相關(guān)系數(shù)R2見表3。

表3　各元素線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)Table3　The linear regression equationsand related coefficientsof six elements

1.7重復(fù)性試驗(yàn)和加樣回收率試驗(yàn)

取綠茶樣品，按1.3項(xiàng)方法平行制備6份樣品，在1.5項(xiàng)工作條件下測(cè)定，RDS在10%以內(nèi)；精密稱取已測(cè)知含量綠茶樣品0.12 g共6份，分別精密加入各元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，按1.3項(xiàng)下方法制備溶液，按1.5項(xiàng)下工作條件進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果回收率在82%～105%。

2　結(jié)果與討論

2.1茶葉及茶水中重金屬含量

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：六種茶葉中重金屬元素含量差異較大，同種元素在不同茶葉中的含量也略有不同。目前，茶葉重金屬含量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，只對(duì)Cu和Pb的上限分別為：60mg/kg和5mg/kg，表4可知，6種茶葉樣品中Cu和Pb元素含量都未超標(biāo)。表5可見，六種茶葉中Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As元素含量均高于其茶水中的含量，同一元素在茶葉和茶水中的含量呈正相關(guān)，即茶葉中的重金屬含量越高，其在茶水中的含量也越高。不同品種的茶葉及茶水中的礦物質(zhì)元素含量均為：Mn﹥Cu﹥Cd﹥Pb﹥Hg﹥As，再次證實(shí)了茶葉富含Mn元素的這一特點(diǎn)。其中As元素在黑茶、白茶、黃茶三類茶葉、茶水中均未檢測(cè)到，這與王小平等[7]研究結(jié)論不符。各類茶葉中礦物質(zhì)元素含量存在差異，可能是茶葉種類、栽培方式、茶園周圍環(huán)境及氣候條件等因素造成，也可能是茶葉在加工過程中受到污染而引起的。

表4　茶葉中重金屬元素含量Table 4　Theheavymetals conten t in Tea

表5　茶水中六種重金屬元素含量（一浸液）Table5　Theheavymetals content in Teawater（the first leach liquor）

2.2重金屬浸出規(guī)律的研究

針對(duì)浸泡次數(shù)、浸泡溫度和浸泡時(shí)間對(duì)綠茶樣品分別進(jìn)行測(cè)定結(jié)果見圖1～圖3。

圖1　浸泡次數(shù)對(duì)綠茶中銅、錳、鉛、汞、鎘、砷元素浸出率的影響Fig.1　Effectof soaking num ber on Cu，M n，Pb，Hg，Cd and As leaching rate in G reen tea

圖2　浸泡時(shí)間對(duì)綠茶中銅、錳、鉛、汞、鎘、砷元素浸出率的影響Fig.2　Effectof soaking time on Cu，M n，Pb，Hg，Cd and As leaching rate in Green tea

由圖1可知，各種重金屬的浸出率隨著浸泡次數(shù)的增加而降低，即一浸液中各種重金屬元素的含量最高。由圖2可知，在綠茶中，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，茶葉浸出液中Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As元素的含量逐漸增加，在30min時(shí)達(dá)到高峰，30min后茶葉浸出液中重金屬含量基本不再變化。由圖3可知，各元素浸出率隨溫度上升而提高，在100℃時(shí)各元素的浸出率最高。

圖3　浸泡溫度對(duì)綠茶中銅、錳、鉛、汞、鎘、砷元素浸出率的影響Fig.3　Effectof soaking tem peratureon Cu，M n，Pb，Hg，Cd and As leaching rate in G reen tea

3　結(jié)論

浸泡時(shí)間對(duì)綠茶中重金屬的浸出率有一定影響，隨著浸泡時(shí)間的增加，茶葉浸出液中Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As元素的含量逐漸增加，在30min時(shí)達(dá)到高峰，30min后茶葉浸出液中重金屬含量基本不再變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明浸泡溫度與重金屬的浸出率呈正相關(guān)，人們通常習(xí)慣用沸水沖泡茶葉，可使茶葉中的重金屬和微量元素最大限度的浸出。而隨著浸泡次數(shù)的增加，茶葉浸出液中重金屬含量降低，飲茶時(shí)洗茶的習(xí)慣可以適當(dāng)?shù)慕档筒枞~浸出液中重金屬含量。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.22.003

收稿日期：2015-03-17

基金項(xiàng)目：吉林省衛(wèi)生計(jì)生課題（2014ZC063）

作者簡(jiǎn)介：張洋婷（1986—），女（漢），助教，碩士，研究方向：營養(yǎng)與食品衛(wèi)生。

*通信作者：宋春梅（1964—），女（漢），教授，碩士。

Determ ination of Heavy M etals in Tea and Exp loring the Law of Solvent Extraction

ZHANGYang-ting，MAHong-bo，XIYan-li，LIUMin，SONGChun-mei*
（Schoolof Public Health，JilinMedicalUniversity，Jilin 132013，Jilin，China）

Abstract：The contents of heavymetals in tea and teawaters had been determined by FAASand FAFS.The effectof soaking time，soaking temperatures and number of soaking times on the leaching rate of heavymetals wasdiscussed in the experiment.The results showed that the difference between contentsofheavymetalswith 6 different typesof tea was bigger.The content of heavymetalswas slightly different in different tea of the same element.The contents of Cu and Pb in the six tea samples were in standard.The contents of heavymetals in six typesof green tea extraction increased with the increase of soaking time in first30minutesand the leaching rate ofheavymetals reduced with the increaseof thesoaking times.

Keywords：tea；heavymetals；leaching rate