IC P-M S法测定不同产地绿茶中矿物质和微量元素

齐红革，尹华涛，廖振宇，汪晓冬

（1.天津市产品质量监督检测技术研究院，天津300384；2.国家食品质量安全监督检验中心，北京100029）

IC P-M S法测定不同产地绿茶中矿物质和微量元素

齐红革1，尹华涛2，廖振宇1，汪晓冬1

（1.天津市产品质量监督检测技术研究院，天津300384；2.国家食品质量安全监督检验中心，北京100029）

建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）检测绿茶中矿物质和微量元素的方法，实验表明：该法在测定茶叶中的金属元素方面简便、可靠，且具有较高的精密度和准确度。通过对产自不同产地绿茶样品中的14种金属元素进行定量分析，发现不同产地茶叶中，Mg元素含量均最高，其次为Ca和Mn。同时，对绿茶中元素浸出率分析，发现4个产地绿茶均以Mg和Mn的浸出率较高，其中福建产绿茶Mg的浸出率达到61.23%。

ICP-MS；绿茶；无机元素；浸出率

茶是备受大众欢迎的饮料之一，中国人饮茶的起源可追溯至上古神农氏。随着人们对自身健康和生活品质的关注，茶以其特殊的营养和保健作用得到越来越多人的认可和重视[1]。茶叶的成分很复杂。作为一种食品，除脂肪含量较低之外。茶叶含有大量的人体所需要的热能和一切营养素，如碳水化物、蛋白质、维生素、矿物质和微量元素等，具有很高的营养价值[2-3]。其中茶叶中的茶多酚对红细胞溶血、脂质过氧化物丁二醛（MDA）及过氧化氢的生成均有明显抑制作用，具有明显的抗氧化和防衰老的功效[1，4]。已有研究表明，茶叶还具有抗癌，预防心血管疾病，解毒和抗辐射等作用[5-6]。同时茶叶中还含有多种微量元素，这些微量元素对人体十分重要。有些元素还是某些酶的辅基，如Cu是多酚氧化酶的辅基，Zn是DNA和RNA聚合酶的辅基，Fe是细胞色素氧化酶的辅基等[1，7-8]。然而这些微量元素是否被人体吸收与其浸出率有很大关系。

本实验以产自安徽、浙江、福建及云南四地的绿茶为材料，利用微波消解-电感耦合等离子体质谱法对4个不同产地绿茶所含无机元素进行分析，并模拟饮茶过程，对浸泡之后的无机元素溶出的数量和溶出率进行了研究。

1 材料与方法

1.1 主要仪器

Mars5微波消解系统（美国CEM公司），Agilent 7500a电感耦合等离子体质谱仪（美国Agilent公司）。

1.2 主要试剂

硝酸（高纯）；30%过氧化氢（优级纯），内标物质Li、Sc、Ge、Y、In、Tb、Bi（10 mg/L，美国Agilent公司），各种元素标准物质均由国家标准物质中心提供（1 000 mg/mL），使用时以1%的HNO3（V/V）稀释配置成各金属元素的混合标准溶液系列；实验用水均为二级去离子水，由超纯水机（Milli-Q Gradient，美国Millipore公司）制得。

1.3 茶叶样品

所有不同产地的绿茶样品均从天津各大超市采购。

1.4 样品处理

本实验所测茶叶样品经干燥、研磨后用微波消解仪消化处理，具体消解步骤如下：

精确称量0.4 g左右的茶叶粉置于干净的聚四氟乙烯微波消解内罐中，加入5 mL硝酸，2 mL H2O2，放入微波消解仪中进行消解。消解程序如表1。

表1 微波消解程序Table 1 Microwave digestion procedures

消解完后，消解液转移到试管中并于140℃水浴赶酸，最后将消解液转移至25 mL容量瓶中，定容、摇匀，得到样品溶液，同时做样品空白。

1.5 模拟饮茶过程

为模拟饮茶过程，对茶叶中无机元素做水泡溶出分析，溶解过程如下：

精确称取2 g左右的茶叶于250 mL的三角瓶中，加入200 mL的90℃去离子水浸泡30 min，经过滤分离上清液和茶叶渣，最后取上清液用于测定茶叶浸出的无机元素含量。

1.6 元素的测定

所有元素的含量均经ICP-MS测定，仪器使用前用含10 μg/L Li、Y、Ce、TI、Co调谐溶液优化仪器工作条件，优化后的仪器工作条件：射频功率1 400 W，采样深度7.8 mm，载气流速1.20 L/min，样品提升速率0.50 r/s，驻留时间30 s，稳定时间45 s，重复采集数据次数3次，积分时间0.3 s。

2 结果与分析

2.1 工作曲线、方法精密度和准确度

待ICP-MS测试完一系列浓度不同的标准溶液，绘制出各元素标准曲线，结果表明，所有元素线性相关系数均在0.999 2以上。测定10次平行空白溶液的结果，并计算其3倍相对标准差，得出各元素的检出限见表2。该方法检测限为0.01 μg/L～0.98 μg/L。测定茶叶样品11次，求出各金属元素含量的相对标准偏差（RSD），RSD范围0.51%～4.91%，均小于5%，说明该方法具有较高的精密度。加标回收实验时，在茶叶样品消化处理前中分别加入一定已知浓度某元素标准溶液，进行加标回收测定，回收率在94.8%～103.7%，说明该方法具有较高的准确性，结果见表2。

表2 方法的准确度和精密度Table 2 Accuracy and precision of the method

2.2 不同产地茶叶所含无机元素的消解分析

表3 四个产地绿茶的14种无机元素含量Table 3 Concentrations of 14 inorganic Elements of green tea from four different areas mg/kg

通过对4个不同产地的绿茶所含无机元素的分析，从表3可知，不同产地茶叶中，镁元素含量均最高，其次为Ca和Mn。Cd、Hg、As、Pb等重金属含量相对较低，符合茶叶的相关卫生标准。通过4个不同产地的绿茶比较分析发现，浙江产绿茶Mg的含量达到6 042.8 mg/kg，明显高于其他三个产地。同时，安徽绿茶中Ca含量相对较高，Al、Pb、Ba的含量较低，福建绿茶中Zn的含量较高，Fe、Mn等含量相对较低。这也从一个侧面反映出绿茶中无机元素的含量跟产地的土壤、气候、环境等因素密切相关。

2.3 绿茶中无机元素浸出率的分析

通过模拟饮茶过程，对绿茶中金属元素的浸出量进行分析，人们能有效地了解通过饮茶摄取矿物质、微量元素以及重金属的量，从而较全面的了解饮茶对人体健康的好处，同时也关注茶叶中所含重金属的量是否在安全的范围之内。本文利用微波消解-电感耦合等离子体质谱法对绿茶中14种无机元素的浸出率进行分析，发现4个产地绿茶均以Mg和Mn的浸出率较高，Al的浸出率最低，所有绿茶水中Hg均未检出。结果见表4。

表4 绿茶水中无机元素的含量及浸出率Table 4 Concentrations of inorganic Elements in green tea infusions and the Percent of Elements Released into Infusion

3 结论

我们用ICP-MS法对产自安徽、浙江、福建以及云南的绿茶叶、茶水样品中的14种无机元素进行了定量分析。实验结果表明：该法在测定绿茶中的无机元素方面简便、可靠，且具有较高的精密度和准确度。本研究工作对绿茶中所含人体必需的矿物质和微量元素的测定，可以加深人们对绿茶营养价值的了解，同时通过对绿茶中部分重金属的测定，发现其均符合国家茶叶相关卫生标准。

[1]边世平.茶叶的化学成分及其保健作用[J].青海大学学报:自然科学版,2004,22(4):64-65

[2]蔡东联,梁华,苏峰,等.茶叶质量与矿物质、微量元素及蛋白质含量的关系[J].中国公共卫生,1994,10(11):516-518

[3]韩立新,李冉.ICP—AlES法测定茶叶、茶水中的矿物质和微量元素[J].光谱学与光谱分析,2002,22(2):304-306

[4]Fung K F,Carr H P,Poon B H T,et al.A comparison of aluminum levels in tea products from Hong Kong markets and in varieties of tea plants from Hong Kong and India[J].Chemosphere,2009,75:955-962

[5]Fujiki H.Green tea:health benefits as cancer preventive for humans [J].Chemical research,2005,5:119-132

[6]Bettuzzi S,Brausi M,Rizzi F,et al.Chemoprevention of human prostate cancer by oral administration of green tea catechins in volunteers with highgrade prostate intraepithelial neoplasia:a preliminary report from a one-year proof-of-principle study[J].Cancer research,2006,66:1234-1240

[7]Mustafa S,Mustafa T,Anderson S S,et al.Optimization of microwave assisted digestion procedure for the determination of zinc,copper and nickel in tea samples employing flame atomic absorption spectrometry[J].Journal of Hazardous Materials,2007,149:264-268

[8]Herrador M,Gustavo A.Pattern recognition procedures for differentiation of Green,Black and Oolong teas according to their metal content from inductively coupled plasma atomic emission spectrometry [J].Talanta,2001,53:1249-1257

Determination of Minerals and Trace Elements of Green Tea from Four Different Areas by ICP-MS with Microwave Digestion

QI Hong-ge1，YIN Hua-tao2，LIAO Zhen-yu1，WANG Xiao-dong1
（1.Tianjin Product Quality Inspection Technology Research Institute，Tianjin 300384，China；2.China National Food Quality&Safety Supervision and Inspection Center，Beijing 100029，China）

A method for determination of some minerals and trace elements in green tea by inductively coupled plasma-mass spectrometry （ICP-MS）with microwave digestion was developed.The results showed that this method in the determination of minerals and trace elements in terms of green tea is simple，reliable，and has a higher precision and accuracy.After the green teas produced in different regions for quantitative analysis of 14 inorganic elements，it can be found that the concentrations of all elements varied among these green teas.Mg，Ca and Mn were found at the highest concentrations in all green teas.Meanwhile，the element concentrations in green teas infusions were determined to assess the actual amount of exposure to these elements by drinking these beverages.The results showed that the percent releases of Mg and Mn were detected at the highest levels in all greenteasproducedindifferentregions.ThehighestpercentreleaseofMginFujiangreenteainfusionwas61.23%.

ICP-MS；Green tea；Minerals and trace elements；Infusion

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.08.018

国家质检公益性行业科研专项，项目编号（201210053）

齐红革（1966—），女（汉），本科，研究方向：食品科学与质量检测。

2015-02-26