微波消解－原子荧光光谱法测定紧压茶叶中的锌、硒

王泽科 程水连

（湖南省紧压茶产品质量监督检验中心，湖南 益阳 413000）

微波消解－原子荧光光谱法测定紧压茶叶中的锌、硒

王泽科 程水连

（湖南省紧压茶产品质量监督检验中心，湖南 益阳 413000）

采用微波消解试样，以氢化物发生－原子荧光光谱法测定紧压茶中锌、硒含量，并对样品前处理及影响准确度和精密度的因素进行分析、探讨。结果表明：该方法的精密度（n＝7）在2.8%～3.2%，回收率在97%～98%，完全能满足紧压茶中锌、硒含量的测定。

紧压茶；微波消解；原子荧光光谱法；锌；硒

茶叶是21世纪的饮料之王，具有优良的保健功效。茶叶中除富含茶多酚、咖啡碱、维生素及氨基酸等之外，还含有多种人体必需的微量矿物质元素，其中锌、硒含量较高［1］。茶叶中的维生素、茶多酚等与锌、硒等微量元素具有协同作用。锌促进维生素B的吸收，缺锌会影响食欲及引起智力缺陷和神经机能异常；硒具有抗氧化、降低重金属毒性及增强免疫等多种功能［1－2］，这些微量元素对人体的生理机能有着重要作用［1，3－5］。由于受品种、气候及土质等多种因素的影响，茶叶中的锌、硒等元素含量差别较大［6］，因此建立一种茶叶中锌、硒等元素的灵敏、准确检测方法具有明显的理论意义和应用价值。目前GB 5009.93——2003《食品中硒的测定》采用湿法消解－原子火焰质谱法［7］，GB 5009.14——2003《食品中锌的测定》和 GB/T 21729——2008《茶叶中硒含量的检测方法》采用湿法消解－原子荧光分光光度法［8－9］。但湿法消解容易使这些元素损失，原子火焰质谱法的灵敏度不高。而微波消解法在密闭容器内进行，可有效地防止茶叶中锌、硒等微量元素的损失，并且样品处理量少和处理时间较短［7］。原子荧光光度计测量锌、硒等元素具有灵敏度高，精密度高，干扰少，谱线简单，线性范围宽，可进样效率和原子化效率高等优点［5，7－8］。本试验采用微波消解法处理样品，用原子荧光光谱法测量紧压茶中锌、硒等微量元素，旨为研究紧压茶中微量元素含量对人体生理机能影响提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

微波快速消解系统：WX－4000，上海屹尧分析仪器有限公司；

原子荧光光度计：AF7500型，北京东西分析仪器有限公司。

茶叶样品：紧压茶，益阳地区茶叶生产企业的委托检验茶样；

锌、硒标准物质：标准值1 000μg/mL，相对不确定度为0.7%，国家有色金属及材料分析测试中心；

硝酸、氢氧化钠、过氧化氢、硼氢化钾及铁氰化钾：均为优级纯；

盐酸：色谱纯；

硫脲及抗坏血酸：分析纯；

试验用水：二次蒸馏水。

1.2 方法

1.2.1 锌、硒标准溶液的配制 分别吸取浓度为1 000μg/mL的Zn或Se标准物10mL，用0.01%HCI定容至100mL，此时Zn、Se溶液浓度为100μg/mL。分别吸取稀释后的Zn或Se溶液（100μg/mL）1，2，5，10mL，加入5%硫脲＋5%抗坏血酸的混合液10mL，用蒸馏水定容至100mL，得浓度分别为1.0，2.0，5.0，10.0μg/mL的Zn，Se标准使用液。

1.2.2 仪器工作条件

（1）原 子 压 器 高 度：16mm，炉 温：210 ℃，载 气：120mL/min，屏蔽气：530mL/min，灯主电流：65mA，灯辅电流：45～55mA，负高压：－350V～－320V。

（2）读数时间8s，延迟时间1s。载液为0.6moL/L盐酸溶液。

（3）硼氢化钾溶液：称取氢氧化钠1.0g于200mL超纯水中溶解后，加入硼氢化钾2.4g，搅拌至溶解，得质量浓度为12.0g/L的硼氢化钾溶液。

（4）样品的微波消解采用程序升温的方式：100℃，5MPa，2min；140 ℃，10MPa，4min；180 ℃，20MPa，4min。

1.2.3 样品前处理 所用玻璃器具和消化罐经硝酸（体积比：20∶80）溶液浸泡24h后，用自来水冲洗，再用超声波清洗机清洗，最后用蒸馏水冲洗干净，烘干备用。

茶叶样品干燥至恒温后粉碎，过100目筛，然后按四分法称样0.1～0.2g于消解罐中，加入硝酸4mL，先存放30min，用手轻轻的摇动，使之产生少量气泡或气体后，再放入微波快速消解系统按照微波消解程序消解，冷却到室温，打开消解罐，逐滴添加过氧化氢，摇匀，至溶液呈澄清透明。将消化液转移至50mL容量瓶中，加入10mL 5%硫脲＋5%抗坏血酸的混合液和抗干扰剂铁氰化钾溶液5mL，并用蒸馏水定容。同时作空白试验。

1.2.4 样品分析 在仪器工作条件下，以盐酸溶液作为载流，以硼氢化钾溶液作还原剂，对锌、硒标准溶液、空白溶液和样品溶液进行测定。如样品溶液需稀释，适当补加盐酸。

2 结果与分析

2.1 消解条件的选择

2.1.1 消解方式的选择 样品的处理可采用湿法消解、回流湿法消解、坩埚干法消解、微波消解［3－4］。对于含有易挥发元素的样品，经密闭系统微波消解后，可提高分析结果的准确性并且处理样品时间不长。而湿法消解多因加入的酸溶液中含金属离子而导致结果偏高，干法消解易使易挥发的元素挥发而导致结果偏低，因此试验选择微波消解处理样品。

2.1.2 微波消解试剂 样品消解中最常使用的是硝酸，它是一种强氧化剂，广泛用来释放生物样品中的痕量元素，使之成为可溶性的硝酸盐。硝酸的沸点（120℃，68%）相对较低。为了破坏复杂的有机基体，往往需要120℃以上的温度，或添加其他强氧化剂。硝酸在微波能激发下有理想的反应能力，迅速产生含氮氧化物所形成的红褐色气体，在某一合适温度以上，食品类样品很快就可以完全消解。在20MPa下硝酸的温度可达到176℃，在这种较高温度下，氧化电位显著增大，因而反应进行得更迅速。如有需要在消解后可添加适量过氧化氢。

2.1.3 消解程序 微波消化时，先将温度设置成100℃，5MPa，进行低温低压消化，以防止反应过于激烈。2min后，再将温度调至140℃，10MPa，进行中温中压消化，4min后，再将温度调至180℃，20MPa，进行高温高压消化，这样既能加快反应速度，又能保证样品与酸充分接触反应，样品微波消解完全。消解后冷却，取出消解罐，揭开罐塞，如呈透明的黄色溶液，则需滴加过氧化氢，就可以获得澄清溶液。

2.2 仪器工作条件的选择

2.2.1 原子化器高度 原子化器高度，即气体出口到激光发束轴线的距离，对仪器灵敏度的影响较大；太高仪器基线高且噪声增加；太低灵敏度低。在仪器其他工作条件不变的情况下，考察不同原子化器高度对测定10μg/mL锌、硒标准溶液的影响。结果表明：当原子化器高度低于16mm时，原子化器的散射光造成背景值较高，空白荧光值较高，测定值的相对偏差较大；当原子化器高度高于16mm时，虽然空白荧光值稍微变小，但荧光强度不稳定，测定值的相对偏差也较大。故试验选择原子化器高度为16mm。

2.2.2 灯主电流的选择 在仪器其他工作条件不变的情况下，考察不同灯主电流对测定10μg/mL锌、硒标准溶液的影响见表1。由表1可知，灯主电流为65mA时测定值的相对偏差较小，空白值较低；灯主电流为70mA时，测定值的相对偏差更小，但空白值却较高；灯主电流超过80mA时，测定值的相对偏差增大，但空白值也升高。故试验选择灯主电流为65mA。

表1 灯主电流对标准溶液测定的影响Table 1 Determination of lamp current the influence of standard solution

2.2.3 载流浓度的选择 酸度是汞蒸气产生的重要条件，较低的酸度下，反应产生的氢气量不足，不能将离子还原为单质离子。本试验采用盐酸溶液作为载流，在仪器其他工作条件不变的情况下，考察在不同浓度盐酸溶液对测定锌、硒10μg/mL标准溶液的影响见表2。由表2可知，载液为0.6moL/L盐酸溶液时，锌、硒的荧光强度最大，相对标准偏差最小；当盐酸溶液浓度进一步增加时，荧光强度明显下降，其原因是盐酸溶液与硼氢化钾反应产生大量氢气，稀释了锌、硒原子的浓度，降低了灵敏度。故试验选择0.6moL/L盐酸溶液作为载流。

2.2.4 还原剂浓度的选择 在仪器其他工作条件不变的情况下，考察硼氢化钾的浓度对10μg/mL锌、硒标准溶液测定的影响。结果表明：硼氢化钾浓度低时，测得荧光强度较低；硼氢化钾浓度高时，反应剧烈产生大量气体，容易导致废液冲出气液分离器而进入仪器；当硼氢化钾的质量浓度在5～20g/L时，荧光强度基本稳定。故试验选择12g/L硼氢化钾溶液作为还原剂。

表2 盐酸溶液浓度对标准溶液测定的影响Table 2 Hydrochloric acid solution concentration determination of the influence of standard solution

2.3 标准工作曲线和检出限

取100μg/mL的锌、硒标准储备溶液进行测定，用0.01%HCI溶液逐级稀释配制系列标准溶液，以0.01%HCI溶液作为空白溶液，按仪器工作条件进行测定，并绘制工作曲线。锌、硒的质量浓度分别在0.5，1，2，5，10μg/mL范围内与其对应的荧光度呈线性关系，线性回归方程和相关系数见表3。由表3可知，该方法能够满足分析要求。

表3 线性回归方程及检出限Table 3 Linear regression equations and detection limits

2.4 方法的回收试验和精密度

在样品中加入锌、硒标准溶液，按该试验方法对样品溶液进行5次平行试验，并在样品溶液中加入一定量的标准溶液进行回收试验，测定结果见表4。

表4 回收率和精密度试验结果Table 4 Results of recovery precision test

3 结论

用硝酸和过氧化氢作消解液，采用微波消解，以氢化物发生－原子荧光光谱法测定茶叶中锌、硒元素干扰少，谱线简单，加标回收试验表明，测定的灵敏度高，精密度好。经实际样品测定，该方法既省时又能灵敏、准确地测量紧压茶中的锌、硒含量。可为研究探讨紧压茶对人体的生理机能影响关系以及土质中锌、硒微量金属元素与紧压茶含微量金属元素的关系等方面提供科学依据。

1 俞永明.说茶饮茶［M］.北京：金盾出版社，2009：33～40.

2 李洁.茶叶中微量元素的ICP发射光谱的测定［J］.茶叶科学技术，2003（2）：1 417.

3 孙丽莉，范锡英，张冬红 .黄芩微量元素的含量分析［J］.微量元素与健康研究，2005，22（1）：78.

4 薛慧.恩施富硒绿茶微量元素的测定及其功能探讨［J］.微量元素与健康研究，2005，22（1）：2 021.

5 王小平，马以瑾，伊藤光雄.密封消解ICP－AES和ICP－MS测定中日两国茶叶中23种矿质元素［J］.光谱学与光谱分析，2005（10）：945～947.

6 段继春.锌对茶树生长发育的影响及其与茶叶品质关系的研究［D］.长沙：湖南农业大学，2006.

7 中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.GB/T 5009.93——2003食品中硒的测定方法［S］.北京：中国标准出版社，2003.

8 中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.GB/T 5009.14——2003食品中锌的测定方法［S］.北京：中国标准出版社，2003.

9 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 21729——2008茶叶中硒含量的检测方法［S］.北京：中国标准出版社，2008

Determination of zinc and selenium in compressed tea with microwave digestion－atomic fluorescence spectrometry

WANG Ze－keCHENG Shui－lian

（Hunan Quality Supervision ＆Inspection Center for Compressed Tea Product，Yiyang，Hunan41300，China）

Determined the content of Zinc and Selenium in compressed tea with microwave digestion specimens and hydride－atomic fluorescence spectrometry，and the sample pretreatment and influence factors of accuracy and precision were analyzed and discussed.Results show that this method is fully able to meet the content determination of Zinc and Selenium in compressed tea with RSD（n＝ 7）2.8%～3.2%，and the recoveries of 97%～98%.

compressed tea；microwave digestion；atomic fluorescence spectrometry；zinc；selenium

10.3969/j.issn.1003－5788.2011.03.024

王泽科（1973－），男，湖南省紧压茶产品质量监督检验中心工程师。E－mail：1533565035＠qq.com

2011－03－11