茶叶溶出物微量元素的研究及土壤适宜性分析

李 波，孙世群

（合肥工业大学 资源及环境工程学院，安徽 合肥230009）

1 引言

茶叶富含多种人体必需的微量元素［1，2］和对人体有益的成分如Fe、Zn、Se、Mn以及维生素C、维生素B、维生素E及茶多酚类等物质。如Mn可以改善动脉硬化患者的脂类代谢，但是这些物质特别是其中的微量元素能否被人体吸收，与其溶出率有很大关系，人体要从茶叶中获得这些微量元素，最好的途径就是通过饮用茶叶浸泡液而获取其中的养分［3］。有关茶叶中微量元素的分析有很多报道［4］，有关茶叶中微量元素溶出率的研究也有一些报道［2］，但在自然习惯冲泡条件下微量元素溶出率的研究少见报道，研究在自然习惯冲泡条件下微量元素溶出率，既可正确评价茶叶中微量元素的生物利用率，又可准确计算经饮茶而进入人体的微量元素量，为预防过量摄入或补充摄入量提供依据。黄山作为我国一大重要茶叶产区，本试验研究了不同冲泡时间及用不同时间、温度（80℃和100℃）的水冲茶对黄山5种茶叶微量元素溶出的影响。并与中华人民共和国农业行业标准NY5017－2001，做出分析。

2 材料与方法

黄山毛峰、黄山野菊、黄山贡菊、祁门红茶，太平猴魁是黄山茶叶的5种有代表性的茶叶。其中黄山毛峰、太平猴魁、祁门红茶都是国内著名的茶叶品牌。黄山野菊、黄山毛峰主要产区是黄山区，太平猴魁主要产自太平地区，祁门红茶主要产自祁门县，黄山贡菊主要产自歙县。本实验主要测5种茶叶在自然冲泡调节下利用原子吸收分光光度仪Cu、Mn、Cd、Pb、Se5种微量元素的含量。原子吸收分光光度仪TAS－990AFG型：北京普析通用仪器有限责任公司 WX－4000微波快速消解系统为上海屹尧分析仪器有限公司，Zn、Fe、Mg、Se空心阴极灯，真空抽滤泵 LT28－50。硝酸；Cu、Pb、Cd.、Mn、Se标准溶液；去离子。

2.1 茶叶样品的处理

将从市场上购买的茶叶置于105℃恒温烘箱烘3h，自然冷却。然后用粉碎机粉碎后，用分析天平准确称取1.200g，平均置于6个溶解罐中，每个罐中再加入4mL的硝酸，然后密封装机，按照表2的条件微波消解，等完成冷却30h后收集溶解液，过滤后用0.5%的硝酸定容至250mL的容量瓶中并贴上标签。

2.2 茶叶溶出物样品的制备

称取茶叶2.000g，在自然冲泡的条件下，用45mL高沸水和80℃、100℃的水分别冲泡5min、10min、20min。过滤，然后用真空泵抽滤，定容到50mL容量瓶。

2.3 标准曲线的绘制

铜、镉、铅、锰、锡元素标准储备液用2%HNO3溶液将1 000mg／L的逐级稀释至标准使用溶液。铜（Cu）标准系列：0 、1 、2 、3、4、5mg／L；镉（Cd）标准系列：0、1、2、3、4、5mg／L；铅（Pb）标准系列：0、0.2、0.4、0.8、1.2、1.6mg／L；锰（Mn）标准系列：0、1.0、2.0 、4.0、6.0、8.0mg／L。锡（Se）标准系列：0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg／L。通过测定各元素标准溶液在不同浓度时不同的吸光度绘制标准曲线图（表1）。

表1 标准曲线

2.4 仪器的工作条件

微波消解系统的工作条件见表2，原子光谱的工作条件见表3。

表2 微波消解系统的工作条件

表3 原子光谱的工作条件

2.5 样品测定

通过测定茶叶溶出物中的各元素的吸光度对应标准曲线，从而求得溶去物中各微量元素的含量，结果见表4，“－”表示未检出。

表4 样品微量元素的含量

3 茶叶产地土壤适宜性分析

茶树生长区的成土母岩对茶叶品质的影响所表现出的差异，与它们的化学成分有关。黄山名茶生长区的大部分土壤含硅量都较高，一般可达65%～70%以上，大部分的硅来自石英砂岩与花岗岩等成土母质，而硅多的土壤均能形成适合茶树生长的砂砾土壤，据中国农科院茶叶研究所研究，砂砾质土的优点是昼夜温差大，利于茶树对同化物的吸收与积累，根生长量多；茶叶中的茶氨基酸含量高，茶叶香气好，滋味浓等。黄山名茶生长区的大部分土壤含钾量较高，一般在2.5%～4.0%，而石灰岩与玄武岩等分布区的粘质土壤，原可保留更多的钾，但因母岩少钾，致使土壤含钾比砂土还低。茶树生性忌钙，表现为黄山名茶生长区的土壤低钙或含钙量中等，一般仅0.2%～0.3%，而粘性土钙含量一般都在0.4%～0.9%以上。钙与镁的含量在土壤中常呈正相关，所以产名茶的土壤中镁的含量也低。镁含量少时有利于茶的生长，但过多时，则对茶品质极为不利，从很多数据中反映出区内的土壤含镁量不高，适合于名茶的生长。通过黄山茶叶地质环境对茶叶生长及品质影响的探讨，认为适宜优质黄山茶叶生长的环境有以下特点。

（1）在茶叶自然形成的生态系统中，地质环境和气候是主要的控制因素，在一定范围内山区小气候条件相同情况下，地质因素很可能在其中起主导作用。

（2）认为植物营养元素及其有效态等地球化学背景在不同地（岩）层的差别是造成黄山茶叶差异生长的重要原因之一。

（3）青白口纪邓家组变石英砂岩、变粉砂岩、板岩为母质形成的粗骨土适宜种植黄山毛峰茶叶；志留纪康山组长石石英砂岩、粉砂岩、泥岩为母质形成的粗骨土、红壤土适宜种植太平猴魁茶叶。

黄山毛峰、太平猴魁、祁门红茶、黄山野菊、黄山贡菊5种茶的生长环境有利于其生长。本次检出的Cu、Pb、Cd与无公害食品茶叶（中华人民共和国农业行业标准NY5017－2001）中的标准对照，均远远低于标准。

4 结语

黄山市茶叶含有丰富的Se、Mn等微量元素，其茶水中微量元素含量顺序为Mn含量最多。Mn、Se是对人体健康十分重要的微量元素，对增强人体免疫功能是有益的。Pb是一种严重危害人类健康的重金属元素，Cd可以引起染色体畸变，也可以引起基因突变，所以既可以引起急性病变，也可以引起肿瘤等慢性疾病。黄山茶叶产地的土壤品质非常适合茶叶的生长。在测定茶叶溶出物样品中5种样品的Pb、Cu、Cd的含量很低，本次检出的Cu、Pb、Cd与无公害食品茶叶中（中华人民共和国农业行业标准NY5017－2001）的标准对照，均远远低于标准。可见黄山的茶叶从种植到生产和制茶工艺都已经十分成熟。不同微量元素溶出率随浸泡时间的延长而异，本实验中Mn元素溶出率随浸泡时间延长而增大，Cu元素溶出率随浸泡时间延长先增大而后减小。一般饮茶冲泡10min左右就可获得较多微量元素，沸水冲泡茶叶其茶水微量元素含量更高。通过本实验可以看出黄山5种茶叶生长的土壤环境优良，品质上乘，建议饮用。

［1］秦樊鑫.傅文军.张松.贵州五种茶叶中微量元素溶出率的比较分析［J］.贵州农业科学，2005，33（2）：29～30.

［2］文 君.茶叶中微量元素分析进展［J］.中国卫生检验杂志，2002，12（3）.

［3］唐朝忠，唐中伟.9种补益中药锌铜锰铁含量测定及其临床意义［J］.山西农业大学学报，2000，20（3）：242～244.

［4］聂国朝.原子吸收法测定茶叶、茶树叶和土壤中微量元素［J］.微量元素与健康研究，2003，20（6）：33.

［5］吴礼康.邹晓春.原子吸收分光光度法测量茶叶中六种微量元素［J］.现代预防医学，2003，30（5）：686～688.

［6］张秀香，王旭珍.原子吸收光谱法测定茶水和茶叶中的微量元素［J］.烟台师范学院学报：自然科学版，2009（3）：91～92.

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［10］Flaten A K.Speciation of alumninium in tea infusions studied by size exclusion chromatograpgy with detection by post－column reaction［J］.Sci Total Environ，1997，207（1）：21.