绿茶饮料中微量元素含量的测定分析

屈菊平

（焦作大学化工与环境工程学院，河南焦作454003）

茶叶最早起源于我国，在各种饮品中，茶的爱好者最为广泛，几乎遍布全世界。对于茶业的加工及研究，国内外都有很高的重视程度，目前世界茶饮料大有对垒咖啡可乐之势[1]。绿茶饮料除能止渴解热外还具有兴奋、利尿、强心解痉作用，还能抑制动脉硬化、抗菌抑菌作用，抗癌和抗衰老作用[2]。现代科学研究证明，特定状态下的微量元素是维持健康和防病治病的必要条件之一[3]，微量元素是茶饮品保健作用的物质基础的重要组成部分。长期以来，人们对茶饮品的研究主要集中在茶多酚和咖啡因等有机成分上，随着人们对茶饮品成分的深入探讨，无机成分尤其是微量元素日益被人们所重视[4]。随着医药学，营养学和食品科学的发展，产生了许多微量元素的补充方法，最经济最有效的方法还是食补，所以研究茶饮品中微量元素的含量对于增强人体健康具有重要意义。前人已用多种方法对茶叶中的微量元素进行了测定[5]，但对绿茶饮料中微量元素的测定鲜见报道。本文采用等离子发射光谱法测定了市场上常见的3个品牌30批次样品中 K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu 和 Zn 等 7 种微量元素的含量，为探讨茶饮品的多种保健作用，新产品的开发及质量控制提供科学依据。

1 材料

1.1 试剂

K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu 和 Zn 标准溶液：由国家钢铁材料测试中心，钢铁研究总院提供的多元素混合标准溶液，各元素的浓度为1000μg/mL，HNO3（优级纯），HClO4（优级纯），实验用水为石英亚沸蒸馏水。

1.2 仪器设备

Optima 2100 DV电感耦合等离子体原子发射光谱仪（美国PE公司）；等离子体系统为等离子体侧向-轴向双观察系统；光学系统为中阶梯光栅双光路二维色散分光系统，仪器分辨率小于0.003 nm（200 nm处）；工作方式为光谱直读，多元素同时测定；雾化系统：正交雾化器。仪器工作条件如表1所示。

表1 ICP-AES工作条件Table 1 Optimized operating parameters

1.3 样品

3种绿茶饮料是在超市内购买，包括绿茶1、绿茶2和绿茶3等品牌饮料，生产期限从2009年到2012年。

2 方法

2.1 样品处理

准确移取绿茶25.00 mL置于100 mL烧杯中，加入2.00 mL的HClO4，然后加入6.00 mL的浓硝酸，盖上表面皿，置于电热板上加热消化，在此过程中逐滴加入少量的H2O2，至溶液无色透亮，继续加热至白烟冒尽，溶液近干，冷却后转移至25 mL容量瓶中，用2%的稀硝酸溶液定容。每个样品重复测定三次，同时制作空白。

2.2 分析波长的选择

采用ICP-AES法测定茶饮料中微量元素的含量，ICP-AES法对每个元素的测定都可以同时选择多条谱线，一般在实验中选择共存元素谱线干扰少、精密度高和信噪比高的谱线，本实验选择的各元素分析谱线波长见表2。

表2 元素分析谱线波长Table 2 Analytical wavelengths of elements（nm）

2.3 标准工作曲线

将各元素标准储备液配制成系列混合标准溶液，浓度分别为 0.10、0.50、1.00、5.00、10.00 μg/mL，在选定的仪器工作条件下对各标准溶液进行测定，化学工作站绘制工作曲线，其相关系数在0.999 9～1.000 0之间。

2.4 方法的准确度和精密度

为考察方法的可靠性，对样品1号绿茶1中的批号为20120106的样品进行了加标回收实验，加标回收结果见表3。

表3 回收率和精密度的测定结果（n=5）Table 3 Recoveries and precision of the elements（n=5）

从表3可以看出，各元素的回收率在92.5%～105.0%之间，RSD≤4.35%，结果表明本法具有良好的准确度和精密度。

3 结果与讨论

3.1 样品的测定结果

按表1所列仪器的工作条件，用ICP-AES法测定了 3 种品牌绿茶 30 批次样品中 K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn等7种微量元素的含量，测定结果见表4、表5和表6。

表4 绿茶1中微量元素的测定结果 （单位：μg/mL）（n=3）Table 4 The analytical results of natural tea beverages 1（μg/mL）（n=3）

3.2 元素的含量与分析

从测定结果可以看出，三种绿茶中微量元素含量丰富，含量较多的元素是K、Ca、Mg和Mn，这四种元素的含量顺序为K﹥Ca﹥Mg﹥Mn，而Fe、Cu和Zn的含量相对较低，三种绿茶和其它饮品[6]可乐、雪碧、矿泉水相比较，绿茶中K、Mg和Fe含量较高。研究表明，微量元素是人体所必须的营养素之一，它在人体的生理功能中起着特殊的生理作用。

表5 绿茶2中微量元素的测定结果（单位：μg/mL）（n=3）Table 5 The analytical results of natural tea beverages 2（μg/mL）（n=3）

表6 绿茶3中微量元素的测定结果（单位：μg/mL）（n=3）Table 6 The analytical results of natural tea beverages 3（μg/mL）（n=3）

采用极差分析方法对三种绿茶中微量元素含量是否存在显著性差异进行检验[7]，极差检验法是对两组数据的平均值进行比较，检验统计量为M：

若计算的统计量M值大于拒绝域的临界值Mα，落入拒绝域内，则判断两组数据的平均值之间有显著性差异；若落入非拒绝域内，则在显著性水平α下接受原假设Ho，认为平均值是一致的。

对绿茶1和绿茶2，绿茶1和绿茶3，绿茶2和绿茶3中微量元素的测定结果，采用极差检验法进行显著性差异检验，计算得到的M值见表7。

表7 三种绿茶不同元素之间的统计量M值Table 7 Statistic M of different elements in three kinds of natural tea beverages

统计量M的临界值M0.05(10，10)=0.125。

从表7可以看出，绿茶1和绿茶2各对应微量元素含量之间的统计量值M12除Cu和Fe外，其它元素的统计量值均小于M0.05(10，10)说明绿茶1和绿茶2中除Cu和Fe外其它5种元素含量没有显著性差别，比较M13和M0.05(10，10)可知，在绿茶1和绿茶3各对应微量元素含量之间除Ca、Cu和Fe外其它4种元素含量没有显著性差别，比较M23和M0.05(10，10)，在绿茶2和绿茶3各对应微量元素之间均没有显著性差别。绿茶1、绿茶2和绿茶3是我国的知名绿茶品牌，测定结果表明，在不同批次3种品牌的绿茶中K、Mg、Mn、和Zn的含量没有显著性差别，因此，K、Mg、Mn、和Zn的含量可以作为判断绿茶质量的重要指标，从微量元素的角度可以看出，绿茶1、绿茶2和绿茶3等品牌绿茶在质量上没有显著性差异，利用微量元素含量作为绿茶质量检验的标准尚需要进一步的研究。

[1]赵亚利.茶饮料与咖啡饮料发展的驱动力分析[J].中国饮料,2010(5):83-86

[2]方元超,赵晋府.茶饮料生产技术[M].北京:中国轻工业出版社,2001:183

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[7]邓勃,分析测试数据的统计处理方法[M].北京:清华大学出版社,1995:78