茶叶中微量元素的测定研究

摘要：

茶叶在我国有数千年的历史，其药效与其微量元素的含量有密切的关系。本文总结了近年来的各种茶叶中微量元素的溶样和分析测定的方法，溶样如微波制样，悬浮制样法，灰化法制样，酸消化法预处理；分析测定方法包括原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体发射光谱法、分光光度法、示波极谱法等。

茶叶中微量元素的测定研究

1.茶叶简介

茶叶用其作饮料已有数千年的历史,是世界三大饮料之首. 茶叶中含有多种有机成分和微量元素,经过分离鉴定的已知化合物约500 种,其中具有药用价值的有机物主要有茶多酚、咖啡碱、茶色素、茶多糖、维生素、氨基酸和芳香物质等. 构成这些化合物或以无机盐形式存在的基本元素50 多种,其中宏量元素是C、H、O、N、P、K、S、Ca 、Mg、Al 、Cl 、Na 、Ba 、Br 等. 茶中矿物质(以灰分算含量) 占有4～ 6 % ,其中钾盐约占有50%、磷酸盐占1 5 %. 人体必需的14 种微量元素,茶叶中都含有. 茶叶的药用已进行了广泛的研究,以现代中药有效化学成分新学说为依据,茶叶的药效是因为其含有生物碱、维生素、多羟基化合物、茶多酚等和Mn、Zn、Cu、Fe 、Se 、Ge 等微量元素,两者呈配合状态存在

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并起协同作用所致.可见,其中的微量元素起到了非常重要的作用.

2 茶叶中微量元素分析方法

2. 1. 1 微波制样

微波溶样,不经分离富集,用标准加入ICP - MS 法,直接测定茶叶中15 种痕量稀土元素. 对微波溶样和等离子体质谱测定条件进行了优化选择. 在最佳实验条件下, 用本法测定了国家一级茶叶标准物GBW0760S 中的单一稀土元素,测得值与标准值吻合好.采用微波消解技术,利用原子吸收法和单频直流等离子体原子发射法测定茶叶和中药中的Ba 、Ca 、Cu、Fe 、K、Mg、Mn、Na 、Sr 、Ti 和Zn. 用四种国家标准参考样品进行考察,结果表明这是一项安全可靠且快速无污

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染的技术.

2. 1. 2 悬浮制样法

将悬浮液进样技术应用于火焰原子吸收光谱法,测定了茶叶(茉莉花茶、湘青茶) 及中草药(当归、川、川乌) 中的钾、钙、镁、锰、铜、铁、锌,并用标准加入法测定茶叶中的铁和锌,测定结果都与灰化法吻合,检验表明两方法之间无

显著性差异,本方法简便、快速、准确.用悬浮制样和微波制样法测定茶叶中Ba , Cu , Fe , Pb和Zn 的含量,并比较了两种原子光谱技术:悬浮进样电热原子吸收光谱( ETAAS) 和液体进样ICP- AES 法. 研究结果表明,ETAAS 法和ICP - AES

法的回收率分别为91 - 99 %和92. 5 % - 102 % ,ETAAS 法的优点是制样简单、灵敏、快速,但若测定同一个样品中的几个元素时,ICP - AES 省时.

2. 1. 3 灰化法制样

用火焰原子吸收光谱法测定了茶叶中锂元素的含量.比较了两种消解茶叶方

法的测定结果. 实验结果表明,干法比湿法效果要好得多,干法消解的回收率在92. 2 %～96. 1 %之间.用平台石墨炉原子吸收法测定茶叶镉中, 以0. 2mg/ mLPdCl2 + 0. 2mg/ mLMg(NO3) 2 的混合液作基体改进剂,能有效的消除生物样品的基体效应,测得茶叶中镉含量为1. 41ng/ g ,相对标准偏差为6. 2 %. 该法简单,精密度好,回收率在95 %～105 %间,利用标准曲线即可测定茶叶样品中镉.

2. 1. 4 酸消化法预处理

借助尺寸排阻色谱法用ICP - AES 和ICP - MS 测量了红茶和其浸液中约40 种元素,从萃取效率来看,红茶中的元素分三种情况, (1) 容易可萃取元素( >

55 %) :Na 、K、Co 、Ni 、Rb 和Tl ; ( 2) 中等可萃取元素( 20 ～55 %) : Mg、Al 、P、Mn 和Zn ; (3) 难可萃取元素( <20 %) : Ca 、Fe 、Cu、Sr 、Y、Zr 、Mo 、Sn、Ba 和镧系元素,此外,还发现茶浸液中的微量元素都是与有机大分子配合的.用微波等离子炬原子发射光谱法(MPT) 测定茶叶中的锰和磷并与ICP - AES 方法对照表明,钾、钙、镁等元素对MPT 法测定锰和磷有基体干扰, 但可用在线标准加入法消除干扰,实验证明:30 倍的钾、10 倍的钙、10 倍的镁对锰和磷的测定不产生干扰。

2. 2 分光光度法的应用

铝的测定新试剂7 -(2 ,4 - 二羧甲氧基- 5 - 羧基苯偶氮) - 8 - 羟基喹啉-

5 - 磺酸(简称DCOBAQS) 与铝( Ⅲ) 形成的络合物的荧光性能. 在pH 5. 54 的

HAc -NaAc 体系中试剂与铝形成2∶1 型强荧光配合物,其λex = 510nm、λem = 572nm ,铝( Ⅲ) 含量在0～0. 04μg/ mL 范围内与荧光强度呈线性关系,方法检出限为0. 557ng·mL - 1 . 用此方法对茶叶中痕量铝( Ⅲ) 进行测定,结果满

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意.

氟的测定灰化蒸馏-氟试剂比色在茶叶中氟定值量稳定性的结果. 结果表明:灰化蒸馏- 氟试剂比色法操作简单、方法可靠稳定,易于掌握.用灰化蒸馏- 氟试剂比色测定茶叶和树叶中总氟量,证明在一定实验条件下,方法是可靠的. 利用自动分析仪的比色部分测定富硒茶中的氟含量,并对其准确度、精密度及仪器最佳工作条件等问题进行了探讨. 试验结果表明,此法分析迅速,试剂用量少,方法

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简便且准确度高.

硒的测定用荧光光度法测定茶叶中硒含量,在所采集的30 种茶样中,硒含量低于0. 1μg/ g 的约占3 % ,0. 1～0. 2μg/ g 占33 % ,即近36 %的茶样含硒量低于0. 2μg/ g ,66 %的茶样含硒量在0. 2～0. 4μg/ g ,仅有6 %的茶样含硒量在0. 4μg/ g 以上.用催化光度法测定了23 个茶叶样品中微量硒的含量,

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平均回收率97.2 % ,变异系数2. 13 %,结果满意.

锗的测定对苯芴酮分光光度法测定微量锗时的干扰情况进行了考查,发现在

H3PO4 和HClO4 共存体系中,以CCl4 萃取锗,并在显色测定时加入乙酰丙酮作掩蔽剂,能有效地消除干扰. 本实验还对茶叶样品的处理方法进行了比较,灰化法时间短,操作简单,锗损失小.

铜、铅、镍、锌等离子的测定用柠檬酸/ 乙二胺为淋洗液,同时测定铜、铅、镍、锌等离子的非抑制型离子色谱法. 通过试验,选择出最佳色谱分离条件,得出各金属离子的工作曲线方程,相关系数0. 997～0. 999 ,检出限0. 023～0. 087μg/ mL ,相对标准偏差0. 73～2. 5 %和回收率97. 23～104. 30 % ,应用于茶

<6 7>叶试样分析,获得满意结果. 该法具有简便、快速、准确、选择性好的特点.

铁的测定基于pH2. 0 的硫酸介质中,铁( Ⅲ) 对过硫酸铵氧化甲基红的褪色反应具有明显催化作用的原理而建立了测定痕量铁的新动力学光度体系. 该体系的最大吸收位于520nm处,铁量在0～20ng/ mL 范围内符合比尔定律. 方法检