茶叶中铅的初级形态分布①

宛翠秀

(安徽农业大学应用化学系，安徽 合肥 230036)

铅是众所周知的生理性和神经性毒物[1]，对重要的器官和系统均会产生不良的影食物和水是人体内铅的主要来源.近年来，由于环境的污染，茶叶中铅的超标率不断提高的现象引起了生产者和消费者的广泛关注.

铅的生物毒性不仅与其总量有关，更大的程度上是由形态分布所决定.文献[2－7]介绍了色谱法、光谱法、毛细管电泳及其联用技术在铅形态分析中的应用，展望了环境样品中痕量元素形态分析的发展前景.而茶叶中的形态研究多集中在某一种茶叶上，而对其形态分布与其铅总量的关系至今未见报道，因此，有必要对这一问题进行深入研究.

1 实验

1.1 材料准备

五种茶样分别为:云南普洱茶，福建绿茶，龙井43，石佛香，福建龙井(以上均为市售).分别各取80g用粉碎机粉碎，并过20目筛，密封袋密封并对其编号 1，2，3，4，5，放置于干燥器内.

1.2 茶叶中铅形态提取影响因素

[8]，对各形态进行提取，确定方法如下:称取10g茶样，用极性逐渐升高的提取剂进行提取.

①80%乙醇，提取以硝酸铅、氯化铅为主的无机物及氨基酸铅等;

②去离子水，提取水溶性有机酸铅，磷酸二氢铅(Pb(H2PO4)2)等;

③1mol/L氯化钠溶液，提取果胶酸铅与蛋白质呈结合态或吸着态的铅等;

④2%醋酸，提取磷酸氢铅(PbHPO4)、磷酸铅(Pb3(PO4)2)等难溶于水的磷酸盐;

⑤0.6mol/L盐酸，提取草酸铅等.

1.2.1 时间对提取率的影响

选取普洱茶为研究对象，温度为40℃，提取剂体积为50mL，15h后换用等量的新鲜提取剂提取，以后每隔3h换一次，再进行两次，总共24h，合并四次提取液，浓缩后准备进行分析.

每三小时换用一次新鲜的提取剂进行提取，合并时间12h，合并四次提取液，浓缩后准备进行分析.

第一次提取剂提取9h，以后每隔3h换一次，再进行两次，总共18h，合并四次提取液，浓缩后分析.

1.2.2 提取剂的用量对提取率的影响

选取普洱茶为研究对象，提取剂选取用量为30mL，50mL和70mL对茶样进行提取，时间合并为24h，温度为30℃，得到最大的提取率.

1.2.3 温度对提取率的影响

选取普洱茶为研究对象，温度设置为30℃，35℃和40℃，提取剂用量设置为50mL，实验时间设置为24h.

1.3 五种茶叶的形态分布研究

对选定的五种茶样普洱茶，福建绿茶，龙井43，石佛香，福建龙井，进行形态浸提，实验温度为35℃;实验时间为 15h，3h，3h，3h;提取剂用量为50mL.

1.4 铅含量分析

得到各形态浸提液进行消化处理，最后定容至25mL，进入火焰原子吸收分光光度分析.

2 结果与分析

2.1 最佳的提取条件

由于实验种属差异，根据情况设置各种不同的影响因素，得出结果分别为表1－3所示。

表1 时间对提取率的影响

表2 提取剂用量对提取率的影响

表3 温度对提取率的影响

本次所采用的是单因素试验，在选定提取剂用量为50 mL，试验温度为40℃时，表1可以看出，浸提时间设置为12h，普洱茶的各形态提取率明显低于18h和24h的提取液，残渣态高达28.26%，说明在时间设置为12h时，浸提率很低，浸提很不完全，而18h和24h的各形态提取率都较为接近，从数据上看，24h要略高于18h，由于实验过程中可能造成的误差导致这部分差距均在正常范围以内.而12h数据误差则太大.

茶叶中形态提取，提取剂使用过多易造成环境污染，过少形态提取不完全，产生假象.为了探求合适的提取剂用量，达到最佳的实验效果.温度为30℃，时间为24h，选用提取剂体积为30mL、50mL和70mL;表2说明提取剂用量为30 mL时，残渣态数值达到27.45%，提取非常不完全，而50mL相较于70mL的各部分都比较接近，数值差距在实验允许误差范围之内，因此，选取50mL作为合适提取溶剂的用量.

图1 铅的形态分布图

对铅进行浸提的温度设置太高，提取剂易挥发，太低则提取不完全.合适的温度在茶叶形态提取率中起到至关重要的作用.从表3中可以看出温度为40℃时，各形态的提取率要略低于30℃和35℃，30℃与35℃下的浸提率数据基本上在误差范围以内，所得的合适的温度为30℃或35℃.这跟刘军[8]等人对中草药中各形态的铅提取所采用的温度、时间以及提取剂用量均为一致.

2.2 形态分布

形态指确定分析物质的原子和分子组成形成的过程，即元素的各种存在形态，包括游离态、共价结合态、络合配位态、超分子结合态等定性和定量的分析[9].而植物体内重金属元素的化学形态分析采取类似于土壤中重金属形态分组的逐级提取法进行形态分析.本文对选取的五种茶叶进行实验，结果如图1所示:

结果表明:不同地方同一品种茶叶(龙井43，福建龙井)由于铅总量的不同，导致各相应形态浸提百分率的差异性很大.而相同地方不同品种茶叶(龙井43，石佛香)虽然铅总量略有差距，但从形态分布上来看，相应的铅形态的浸提率相差很小.对于所选的所有茶叶形态分布，其规律基本为，盐酸提取物＞醋酸提取物＞乙醇提取物＞水提取物＞氯化钠提取物，几种茶叶中的铅主要以活性较低的醋酸和盐酸提取态为主，范围从47.78% －70.30%，还有一部分铅以更加稳定的形态存在于残渣态之中.活性较高可能被人体直接吸收或者有可能转化成易于被人体吸收的醇提、水提和盐提的形态比例很小，顺序一般为醇提＞水提＞盐提，三者之和为23%－42%.

3 讨论

实验所得铅的形态分布规律主要与铅的特性和铅在植物体内的具体的迁移过程有关，由于铅离子带正电，而细胞壁，茶树内的蛋白质、多肽、有机酸以及多酚类都有可能与其络合形成铅的不同形态.另外，铅还可能与无机阴离子结合形成无机盐沉淀.铅的形态与分布就是与这些基团共同作用的结果.

对于茶叶中的铅总量与铅形态的关系，茶叶中的铅总量越大，其难溶的醋酸提和盐酸提所占百分比也相应的增加，而较易被人体吸收的醇提、水提和盐提比例反而减小，这也说明了茶叶中的铅总量增加并不意味着茶叶的铅毒性也相应的增加，在一定程度上为国家制定茶叶标准提供理论依据.

参考文献:

[1]吕毅，郭雯飞，倪捷儿，等.茶氨酸的生理作用及合成[J].茶叶科学，2003，(1):1 －5.

[2]CHUACHUAD W，TYSON J.F.Determination of Lead by Flow Injection Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry with Tetrahydroborate Immobilized on an Anion－exchange Resin[J].J.Anal At Spectrom 2005(20):282 －288.

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[5]CR NOJA M，HABERAUER －TROYER C，ROSENBERGE，etal.Determination of Sn and Pb－organic Compounds by Solid－phase Micro－extraction－gas Chromatography－atomic Emission Detection(SPME－GC －AED)after in Situ Propylation with Sodium Tetrapropy － borate[J].J Anal Atom Spectrom，2001(16):1160.

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[8]刘军，李先恩，王涛，等.药用植物中铅的形态和分布研究[J].农业环境保护，2002，21(2):143 －145.

[9]黄先飞，秦樊鑫，胡继伟.重金属污染与化学形态研究进展[J].微量元素与健康研究，2008，25(1):48 －51.