茶葉與茶水中鋁含量的測(cè)定

耿巧紅，焦培福*，李彬曉，曹曉榮

(1.齊魯師范學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院，山東 濟(jì)南 250200；2.山東師范大學(xué)，山東 濟(jì)南 250014)

茶葉與茶水中鋁含量的測(cè)定

耿巧紅1，焦培福1*，李彬曉2，曹曉榮1

(1.齊魯師范學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院，山東 濟(jì)南 250200；2.山東師范大學(xué)，山東 濟(jì)南 250014)

通過(guò)對(duì)常見(jiàn)茶葉與茶水中微量元素鋁含量的測(cè)定，來(lái)探究人們由飲茶而攝入人體的鋁的量。用紫外-可見(jiàn)分光光度法以鋁-鉻天青-氯化十六烷基吡啶(AL-CAS-CPC)[1]為體系來(lái)測(cè)定紅茶、綠茶、烏龍茶及鐵觀音四種市售常見(jiàn)茶葉中鋁含量，依據(jù)人們?nèi)粘ｏ嫴枇?xí)慣即熱開(kāi)水沖泡的方式測(cè)定茶水中鋁含量。四種茶葉中鋁含量的范圍在1000～5000mg/kg之間，而浸出液中鋁的溶出率隨浸泡次數(shù)遞減，結(jié)果顯示第一次溶出量最高，占50%以上。一般情況下，每人每天鋁攝入量為幾毫克，茶葉中鋁含量雖然較高，但茶水浸出液中鋁含量相對(duì)較低，通過(guò)飲茶進(jìn)入人體內(nèi)的鋁占茶葉含鋁量的20%～40%，因此，一般情況下，飲茶中的鋁不足以對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。

鋁；茶葉；溶出量

鋁作為微量重金屬元素，對(duì)人體健康有著重要影響，過(guò)去曾認(rèn)為鋁對(duì)人體是無(wú)害的。又因其具有優(yōu)良的理化性質(zhì)，被廣泛用于人們的日常生活中，如抗胃酸藥，各種鋁制炊具，容器，含鋁食品添加劑，水處理劑等。但是，如今已有大量研究證明，鋁是一種對(duì)人體健康有害的元素，可在人體內(nèi)逐漸蓄積并產(chǎn)生慢性毒性。鋁可在腦組織中蓄積，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂，引發(fā)透析性腦病，并可以直接作用于骨組織，引起骨病理改變等危害[2]。人們逐漸由對(duì)茶葉多口味的需求向?qū)Σ枞~高品質(zhì)需求轉(zhuǎn)變。世界衛(wèi)生組織WHO于1989年正式將鋁確定為食品污染物而加以控制，而對(duì)人均日攝鋁量未做明確規(guī)定。我國(guó)每人每天從食物中攝入8～12mg的鋁，由于使用鋁制的炊具、餐具，使鋁溶在食物中而被攝入約4mg。大量的鋁主要來(lái)自含鋁的食品添加劑，含鋁的食品添加劑經(jīng)常用于炸油條、油餅等油炸食品。含鋁的食品添加劑的發(fā)酵粉還常用于蒸饅頭、花卷、糕點(diǎn)等,我國(guó)將面值食品中的鋁的限量在100mg/kg。天然植物中的含鋁量以茶樹(shù)為最高[3-4]，作為茶文化的大國(guó)，我們應(yīng)該格外重視茶品質(zhì)，測(cè)定茶葉中鋁含量有助于人們?cè)谌粘Ｉ钪叙B(yǎng)成合理健康的飲茶方式。茶樹(shù)適宜生長(zhǎng)在酸性土壤中,茶根對(duì)鋁有特殊的吸收功能，因此茶樹(shù)是是典型的聚鋁植物。茶是全球許多國(guó)家普遍性與廣泛性飲料，我國(guó)的茶文化深遠(yuǎn)已久，對(duì)于愛(ài)好飲茶者，茶水中的鋁是攝入人體的主要途徑。本文就市售幾種茶葉與茶水中鋁含量進(jìn)行研究，提供不同茶葉和茶水中鋁含量供大家參考。

1 實(shí)驗(yàn)與方法

1.1 儀器

UV-1700 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本島津有限公司)；EL204 電子分析天平(中國(guó)輕工業(yè)機(jī)械總公司常熟衡器工業(yè)公司)；721B 高速粉碎機(jī)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)；馬弗爐；電熱板；容量瓶；表面皿。

1.2 試劑

優(yōu)級(jí)純硝酸(也可用亞沸蒸餾法提純過(guò)的硝酸試劑)；濃度為1000μg/mL鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液；足量去離子水以及超純水；pH值為5.5的六次甲基四胺-鹽酸緩沖溶液；濃度為0.5g/L的鉻天青；乙醇(分析純)以及濃度為0.01 mol/L氯化十六烷基吡啶。

1.3 茶葉樣品

市售紅茶、綠茶、烏龍茶、鐵觀音。

1.4 配制鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液

鋁標(biāo)準(zhǔn)使用液的配制：向200 mL容量瓶中加入2.00 mL濃度為1000μg/mL鋁標(biāo)準(zhǔn)液,加水稀釋至刻度，此時(shí)溶液濃度為10μg/mL。然后在此200ml溶液中取10.00 mL轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中，稀釋至容量瓶刻度。此時(shí)，鋁標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度為1μg/mL。

1.5 配制與試測(cè)顯色體系

(1)配制：取pH值為5.5的六次甲基四胺-鹽酸緩沖液8.00 mL于50mL干燥容量瓶中，在加入(1.4)中鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液適量及4mL0.5g/mL鉻天青，最后迅速加入9mL乙醇和2mL0.01mL的氯化十六烷基吡啶，加水稀釋至刻度后搖勻。

(2)測(cè)定：選定最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)量并設(shè)置相應(yīng)空白對(duì)照參比，用比色皿盛裝試液，在顯色體系配制30min后進(jìn)行測(cè)定。

1.6 樣品的處理與測(cè)定

1.6.1 樣品處理通常有干法和濕法，本實(shí)驗(yàn)采用干法處理

干法：準(zhǔn)備一干燥潔凈瓷坩堝，稱取粉碎干燥的茶葉樣品5.0000g置于其中，再將此茶葉樣品放于電爐上碳化，小心操作，低溫加熱，直至茶葉樣品無(wú)煙，停止操作。然后將其轉(zhuǎn)入升溫至500℃馬弗爐中，灼燒3h左右，成灰后，加入20mL濃硝酸與適量雙氧水，使茶灰充分溶解，可適當(dāng)加熱，待試液充分冷卻后轉(zhuǎn)入容量瓶中，用去離子水定容至500mL，操作過(guò)程中做空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

濕法：在200mL燒杯中加入準(zhǔn)確稱取并粉碎的茶葉樣品0.5000g，在放入2-3顆玻璃球并加入10.00mL硝酸充分?jǐn)嚢韬笊w上表面皿，反應(yīng)一段時(shí)間后，將樣品放在120℃的電熱板上加熱直至樣品溶液澄清(操作過(guò)程中酸不夠可添加，過(guò)多可在電熱板上趕盡)充分冷卻后，轉(zhuǎn)入50mL容量瓶中定容至刻度線。

1.6.2 測(cè)定

取樣品處理液2.00 mL，即從(1.6)可知，此時(shí)樣品處理液中含茶葉為0.01g/mL依據(jù)(1.5)中顯色體系配制并根據(jù)測(cè)得的濃度與吸光度關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出回歸方程并利用其測(cè)出樣品溶液中含鋁量分別為紅茶0.031mg/mL、綠茶0.011mg/mL、烏龍0.020mg/mL、鐵觀音0.047mg/mL，參照文獻(xiàn)[5-6]，進(jìn)而根據(jù)所測(cè)每種樣品量與每種樣品總含量比例(每種茶葉樣品5g配置成500mL,取用并測(cè)出2.00mL)推算出四種茶葉樣品的含鋁量，見(jiàn)表1。

1.7 茶水中鋁溶出方法與測(cè)定

依據(jù)人們?nèi)粘ｏ嫴枇?xí)慣，本實(shí)驗(yàn)采用沸水溶出法使茶水中鋁溶出。

在四只500mL燒杯中分別放入準(zhǔn)確稱量的四種茶葉樣品5.0000g，要求茶葉干燥潔凈,用250mL沸水沖泡并攪拌片刻，然后在燒杯上面蓋上玻片，靜置15～25min直至茶葉泡開(kāi)。然后取四只潔凈干燥比色管，盛放四種樣品濾液，即第一溶出液，要求燒杯中剩余茶水全部倒出。再次向燒杯中加入250mL沸水沖泡燒杯中茶葉，平行沖泡三次，并收集三次溶出液，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析測(cè)定。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 對(duì)選用的顯色體系試測(cè)結(jié)果與分析

對(duì)顯色體系進(jìn)行測(cè)定得出光譜圖1，從圖1中看出波長(zhǎng)為620nm處為峰值，峰形較緩和，靈敏度較高。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中得出其顯色pH值在4.9～5.9范圍內(nèi),顯色酸度值寬廣，摩爾吸光系數(shù)k值為1 .15 ×105(L·mol-1·cm-1)，方法簡(jiǎn)便效果好。

依照(1.5)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在620nm的波長(zhǎng)處測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)應(yīng)的吸光度得出結(jié)果見(jiàn)圖2，圖2中R2=0.999,相關(guān)系數(shù)r=0.9994,回歸方程Y=0.379x+0.001 (X：μg/mL)。

表1 波長(zhǎng)掃描找最大吸光度結(jié)果

表2 分光光度法測(cè)定鋁標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果

圖1 吸光度隨吸收波長(zhǎng)變化曲線圖

圖2 分光光度法測(cè)定鋁標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 茶葉中樣品鋁含量分析

表3為本次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的茶葉樣品中鋁含量，從中可以看出，茶葉中的鋁含量非常高，不同茶葉含鋁量有很大不同。在四種茶葉樣品中，綠茶鋁含量最低為1093mg/kg，鐵觀音鋁含量最高為4688mg/kg，兩種茶葉鋁含量相差值頗大，而紅茶與烏龍茶茶含鋁量處于中間位置且含量較接近。造成這種現(xiàn)象的原因很多[7]，如土壤或產(chǎn)地，季節(jié)，成熟度等[8-9]。

表3 樣品中鋁的測(cè)定含量

注：n=6

c：被測(cè)溶液濃度

c0：空白濃度

m：稱樣質(zhì)量

2.3 茶葉樣品浸泡液中鋁含量的分析

表4是本次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的四中茶葉樣品浸泡液中鋁的溶出含量，從表中得出，茶水浸泡液中鋁含量相對(duì)于茶葉中鋁含量較低，且隨著浸泡次數(shù)的增加，溶出量逐漸變低[10]。茶葉中鋁進(jìn)如人體的方式是經(jīng)浸泡溶出后，表中顯示第一次浸泡溶出量為最高，約是總鋁溶出量的50%，而在茶色稍淡的情況下，第二次與第三次含量顯著降低，許多地方飲茶時(shí)往往將第一次浸泡液倒去，從表中數(shù)據(jù)來(lái)看，這的確是個(gè)飲茶的好習(xí)慣，建議有飲茶習(xí)慣的人不妨養(yǎng)成這一習(xí)慣。對(duì)于人體而言，不超過(guò)7μg/g的鋁攝入量是對(duì)人體無(wú)害的，盡管本次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的茶葉樣品中鋁含量遠(yuǎn)超于這一規(guī)定量，但真正溶于茶水而進(jìn)入人體的鋁元素的確遠(yuǎn)不及此量，并且人體對(duì)微量元素的吸收本身也會(huì)有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，因此合理正常的飲茶方式不足以使人體的健康狀況受到嚴(yán)重影響,。

表4 茶葉浸泡液中鋁的溶出量 mg/kg

3 結(jié)論

對(duì)茶葉中鋁含量測(cè)定的研究早已不再陌生，方法多種多樣，但測(cè)定結(jié)果基本類似，茶葉中鋁含量范圍大致在1000～10000mg/kg。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，由表1數(shù)據(jù)得出，茶葉中鋁元素含量非常高。對(duì)于不同茶葉來(lái)說(shuō)，鋁含量各不相同，相差值頗大。由表2數(shù)據(jù)得出，雖然茶葉中鋁含量很高，但是茶水中溶出的鋁含量并不高，從這一點(diǎn)考慮，因飲茶攝入人體的鋁對(duì)人體健康不會(huì)造成影響，且溶出量隨浸泡次數(shù)逐漸變小。其中，第一次溶出的鋁含量是總?cè)艹隽康?0%以上，而在茶色稍淡的情況下，第二、三次溶出量相比之下較小些。因此，建議人們飲茶時(shí)將第一次浸泡液棄去。

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(本文文獻(xiàn)格式：耿巧紅，焦培福，李彬曉.茶葉與茶水中鋁含量的測(cè)定[J].山東化工，2017，46(08)：87-89.)

Determination of Tea and Tea Aluminum Content

GengQiaohong1，JiaoPeifu1*,LiBinxiao2,CaoXiaorong1

(1 College of Chemistry and Chemical Engineering Qilu Normal University,Jinan 250200,China;2,Shandong Normal University,Jinan 250014,China)

Through the determination of trace elements in tea Teas and aluminum content to explore people from the tea and ingested aluminum, impact on health. Methods: UV - visible spectrophotometry with aluminum - CAS - cetylpyridinium chloride (AL-CAS-CPC)[1]for the system to determine the black, green, oolong and tie guan yin four kinds of commercially available common Tea aluminum content, based on people's daily drinking habits the way that the heat of boiling water Determination of aluminum content in tea. Results: The range of four aluminum content in tea between 1000 ～ 5000mg / Kg, and the dissolution rate of the leaching solution of aluminum with decreasing immersion times, the results show for the first time the dissolution rate of the total amount of the highest dissolution rate of more than 50%. Conclusion: Under normal circumstances, the daily aluminum intake per person milligrams, although the higher the aluminum content in tea, but tea leach solution is relatively low aluminum content, you can use aluminum is 20% to 40%, therefore, under normal circumstances , the aluminum tea insufficient to constitute a threat to human health, but for those who have heavy drinking habits, the body's absorption of aluminum elements and more from tea.

aluminum; dissolution; tea

2017-03-01

山東省自然科學(xué)基金(ZR2013BQ010)

耿巧紅(1980—)，女，山東菏澤人，講師，碩士，主要從事分析化學(xué)、食品化學(xué)的教學(xué)與科研工作；通信作者：焦培福(1978—)，山東濰坊人，副教授，博士。

O657.32

A

1008-021X(2017)08-0087-03