陕西汉阴茶园土壤硒含量及茶叶硒富集能力

于 振, 李建科, 黄瑞蕊, 李 佳

(陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安 710062)

1973年世界卫生组织(WHO)确认,硒是人体必需的微量元素,缺硒会导致心脑血管病、高血压综合症、肝病、糖尿病、胃肠道病、哮喘、癌症等四十余种并发症.我国人均膳食中硒摄入量为14～21μg,与中国营养学会推荐的人体正常需求量50～250μg相距甚远[1].关于硒的生物学研究有很多[2-4].茶是我国人们特别钟爱的饮品,有关茶叶硒含量测定及富硒能力的研究也有报道[5-7].Lu Guanghan[8]采用极谱法测定了茶叶中的硒含量.张万锋[9]采用火焰原子吸收法快速测定安康紫阳富硒茶中的微量硒.王雅玲[10]研究了皖南茶区土壤硒含量及其与茶叶中硒的关系,指出茶叶含硒量与土壤含硒量、茶叶采摘季节、茶树品种等因素有关.李明伟[11]研究了恩施茶园土壤硒含量及与茶叶吸收量的相关关系,研究表明恩施茶园土壤硒含量及与茶叶吸收量的相关性较弱.

陕西省汉阴县地处中国分布最广的天然富硒区——安康硒谷的核心区,境内土壤硒含量高、分布广,无工业污染,生物多样性保持良好,是生产优质天然富硒农产品的理想之地.本研究分别采集了陕西省汉阴县城关镇大兴村一组和月河村二组两处典型茶园茶叶及对应土壤样品,并分别采集了茶树不同部位样品,研究茶叶硒富集能力以及茶树不同部位硒的分布规律,为富硒茶生产提供科学依据.

1 材料与方法

1.1 实验材料

茶叶：采于陕西省汉阴县城关镇大兴村一组和月河村二组两处茶园,分别采集春茶和秋茶样品,采样时间为2011-11-10和2012-04-28.共采集到龙井43号和龙井长叶两个茶叶品种,两种茶树均有4年树龄.

土壤：采自与茶叶样品同一茶园土壤,采样深度为0～30 cm的耕作层土壤,采回后及时放在样品盘上,摊成薄层,室内通风处自然风干,研磨过200目尼龙网筛,充分混匀后,储存于干燥器中待测.

1.2 仪器与试剂

AFS-830型原子荧光分光光度计,配有氢化物发生器和硒空心阴极灯,北京吉天仪器有限公司;DB-2型数显控温电热板,江苏省金坛市环宇科学仪器厂.

硼氢化钾溶液(20 g/L)：称取20.0 g硼氢化钾(NaBH4)溶于1 000 mL 5 g/L氢氧化钾溶液中,混匀.须现用现配.

铁氰化钾溶液(100 g/L)：称取铁氰化钾10 g,用去离子水定容至100 mL容量瓶中.

硒标准储备液：1.0 mg/mL,天津傲然精细化工研究所20110620.

硝酸、高氯酸、盐酸均为优级纯.水为 GB/T 6682规定的二级水.

硒含量测定实验所用玻璃实验器具须在20%的稀硝酸中浸泡48 h以上,分别用自来水和去离子水清洗干净,晾干,收藏待用.

1.3 实验方法

1.3.1 样品前处理

采回的茶叶样品先置于105℃的烘箱中杀青2 h,之后于60℃烘箱内烘干4 h,冷却后研细磨匀粉碎,过60目筛并储存于干燥器中待测.

1.3.2 样品消解

准确称取0.500 g(精确至0.001 g)试样,置于100 mL锥形瓶中,加入10.0 mL混合酸(农作物样品V(HNO3)∶V(HClO4)=4∶1,土壤样品 V(HNO3)∶V(HClO4)=3∶2),盖上小漏斗,冷消化过夜.次日于160℃电热板上加热消化,并及时补加硝酸,谨防蒸干.消化至溶液清亮无色并伴有白烟时,再继续加热至剩余体积2 mL左右,取下冷却;再加入5.0 mL 6 mol/L盐酸,在电热板上继续加热至溶液变为清亮无色并伴有白烟[12].取下冷却至室温,转移至25 mL具塞试管中,去离子水定容.同时做两个空白实验.取2.0 mL试样消化液于10 mL具塞试管中,加入1.5 mL盐酸溶液,1.0 mL铁氰化钾溶液,去离子水定容,原子荧光光度计检测硒含量.

1.3.3 原子荧光仪器条件

光电倍增管负高压为270 V,灯电流为80 mA,载气流速为300 mL/min,屏蔽气流速800 mL/min,原子化器高度8 mm,注入量为0.5 mL,读数时间为10 s,延时时间为0.5 s,测定方法为标准曲线法,读数方式为峰面积.

2 结果与分析

2.1 不同季节茶叶硒含量

两次采样的茶叶及对应土壤硒含量见图1及表1.由图1可知,龙井长叶茶硒含量高于龙井43号茶(p＜0.01),两种茶树都呈现出春茶硒含量高于秋茶的趋势(p＜0.05),这可能是因为春茶孕育时间较长,茶树吸收积累硒的时间较长的原因.此外,经检测,两处茶园土壤硒含量分别为398.561μg/kg和440.334μg/kg,根据我国硒元素生态景观的界限值[13]划分达到足硒水平,未达到富硒标准.茶叶样品中硒含量最高的是月河村二组茶园春茶,硒含量为165.304μg/kg,未达到富硒茶含硒量要求的范围-250.0～400.0μg/kg[14].

图1 不同季节茶及对应土壤硒含量Fig.1 Selenium content of tea and corresponding soil in different seasons

表1 两种茶叶硒含量测定结果Tab.1 Test results of two kinds of tea

2.2 茶叶硒富集能力

不同植物从土壤中吸收硒的能力,通常用生物吸收系数(Ax)来表示[15],即硒富集系数,反映了作物的硒富集能力,Ax计算公式：

采集了汉阴地区的主要农作物及对应土壤样品,计算并比较不同作物硒富集系数如图2.由图2可知,不同作物硒富集系数不同,说明不同作物的硒富集能力不同,其中,茶叶的硒富集能力最强,其次为大豆、大米、油菜籽及大蒜.龙井43号和龙井长叶两种茶叶硒富集能力差异不显著(p＞0.05).

图2 不同作物硒富集系数Fig.2 Biological absorption coefficients of different crops

2.3 茶树不同部位硒含量

采集春茶时,分别采集了两种茶树的毛尖、紧临毛尖的第一叶和第二叶、茎、距离毛尖约20 cm的老叶等样品,分别检测硒含量,结果见图3、图4.由图3可知,龙井43号茶茶树各部位对硒的累积能力不同.毛尖硒含量最高,茎硒含量最低,高低排序为毛尖、第一叶、老叶、第二叶、茎.由图4可知,龙井长叶茶也呈现出和龙井43号茶相同的趋势.

市面上常有毛尖茶、一芽一叶茶和一芽两叶茶三个等级,可推知硒含量大小为毛尖茶、一芽一叶茶、一芽两叶茶.毛尖和第一叶的硒含量最高,可能是因为植物生长有顶端优势,叶芽是茶树营养生长最旺盛的部位,生长所需营养元素会优先运输到芽叶中[10].老叶中硒含量平均为142.643μg/kg,而在生产过程中,茶树中的老叶常被修剪撇弃掉,造成资源浪费.本研究表明,老叶中也含有较高的硒含量,故可以将老叶作为原材料开发富硒茶粉等.

图3 龙井43号茶不同部位硒含量Fig.3 Selenium content of different parts of Longjing 43 tea

图4 龙井长叶茶不同部位硒含量Fig.4 Selenium content of different parts of Longjing long leaf tea

3 结 论

陕西省汉阴县城关镇大兴村一组和月河村二组两处茶园土壤硒含量分别为398.561μg/kg和440.334μg/kg,属于足硒水平.采集的茶叶样品硒含量最高为165.304μg/kg.龙井长叶茶硒含量高于龙井43号茶,两种茶树都呈现出春茶硒含量高于秋茶的趋势;此外,茶叶硒含量取决于土壤硒含量,茶(树)叶的硒富集能力高于其他农作物,且茶树各部位对硒的累积能力也不相同,毛尖具有顶端优势,硒含量最高.硒含量由高到低排序为毛尖、第一叶、老叶、第二叶、茎.

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