茶叶与茶水中铝含量的测定

耿巧红，焦培福*，李彬晓，曹晓荣

(1.齐鲁师范学院化学与化工学院，山东 济南 250200；2.山东师范大学，山东 济南 250014)

茶叶与茶水中铝含量的测定

耿巧红1，焦培福1*，李彬晓2，曹晓荣1

(1.齐鲁师范学院化学与化工学院，山东 济南 250200；2.山东师范大学，山东 济南 250014)

通过对常见茶叶与茶水中微量元素铝含量的测定，来探究人们由饮茶而摄入人体的铝的量。用紫外-可见分光光度法以铝-铬天青-氯化十六烷基吡啶(AL-CAS-CPC)[1]为体系来测定红茶、绿茶、乌龙茶及铁观音四种市售常见茶叶中铝含量，依据人们日常饮茶习惯即热开水冲泡的方式测定茶水中铝含量。四种茶叶中铝含量的范围在1000～5000mg/kg之间，而浸出液中铝的溶出率随浸泡次数递减，结果显示第一次溶出量最高，占50%以上。一般情况下，每人每天铝摄入量为几毫克，茶叶中铝含量虽然较高，但茶水浸出液中铝含量相对较低，通过饮茶进入人体内的铝占茶叶含铝量的20%～40%，因此，一般情况下，饮茶中的铝不足以对人体健康构成威胁。

铝；茶叶；溶出量

铝作为微量重金属元素，对人体健康有着重要影响，过去曾认为铝对人体是无害的。又因其具有优良的理化性质，被广泛用于人们的日常生活中，如抗胃酸药，各种铝制炊具，容器，含铝食品添加剂，水处理剂等。但是，如今已有大量研究证明，铝是一种对人体健康有害的元素，可在人体内逐渐蓄积并产生慢性毒性。铝可在脑组织中蓄积，引起中枢神经系统功能紊乱，引发透析性脑病，并可以直接作用于骨组织，引起骨病理改变等危害[2]。人们逐渐由对茶叶多口味的需求向对茶叶高品质需求转变。世界卫生组织WHO于1989年正式将铝确定为食品污染物而加以控制，而对人均日摄铝量未做明确规定。我国每人每天从食物中摄入8～12mg的铝，由于使用铝制的炊具、餐具，使铝溶在食物中而被摄入约4mg。大量的铝主要来自含铝的食品添加剂，含铝的食品添加剂经常用于炸油条、油饼等油炸食品。含铝的食品添加剂的发酵粉还常用于蒸馒头、花卷、糕点等,我国将面值食品中的铝的限量在100mg/kg。天然植物中的含铝量以茶树为最高[3-4]，作为茶文化的大国，我们应该格外重视茶品质，测定茶叶中铝含量有助于人们在日常生活中养成合理健康的饮茶方式。茶树适宜生长在酸性土壤中,茶根对铝有特殊的吸收功能，因此茶树是是典型的聚铝植物。茶是全球许多国家普遍性与广泛性饮料，我国的茶文化深远已久，对于爱好饮茶者，茶水中的铝是摄入人体的主要途径。本文就市售几种茶叶与茶水中铝含量进行研究，提供不同茶叶和茶水中铝含量供大家参考。

1 实验与方法

1.1 仪器

UV-1700 紫外-可见分光光度计(日本岛津有限公司)；EL204 电子分析天平(中国轻工业机械总公司常熟衡器工业公司)；721B 高速粉碎机(上海精密科学仪器有限公司)；马弗炉；电热板；容量瓶；表面皿。

1.2 试剂

优级纯硝酸(也可用亚沸蒸馏法提纯过的硝酸试剂)；浓度为1000μg/mL铝标准溶液；足量去离子水以及超纯水；pH值为5.5的六次甲基四胺-盐酸缓冲溶液；浓度为0.5g/L的铬天青；乙醇(分析纯)以及浓度为0.01 mol/L氯化十六烷基吡啶。

1.3 茶叶样品

市售红茶、绿茶、乌龙茶、铁观音。

1.4 配制铝标准溶液

铝标准使用液的配制：向200 mL容量瓶中加入2.00 mL浓度为1000μg/mL铝标准液,加水稀释至刻度，此时溶液浓度为10μg/mL。然后在此200ml溶液中取10.00 mL转入100mL容量瓶中，稀释至容量瓶刻度。此时，铝标准使用液浓度为1μg/mL。

1.5 配制与试测显色体系

(1)配制：取pH值为5.5的六次甲基四胺-盐酸缓冲液8.00 mL于50mL干燥容量瓶中，在加入(1.4)中铝标准溶液适量及4mL0.5g/mL铬天青，最后迅速加入9mL乙醇和2mL0.01mL的氯化十六烷基吡啶，加水稀释至刻度后摇匀。

(2)测定：选定最大吸收波长处测量并设置相应空白对照参比，用比色皿盛装试液，在显色体系配制30min后进行测定。

1.6 样品的处理与测定

1.6.1 样品处理通常有干法和湿法，本实验采用干法处理

干法：准备一干燥洁净瓷坩埚，称取粉碎干燥的茶叶样品5.0000g置于其中，再将此茶叶样品放于电炉上碳化，小心操作，低温加热，直至茶叶样品无烟，停止操作。然后将其转入升温至500℃马弗炉中，灼烧3h左右，成灰后，加入20mL浓硝酸与适量双氧水，使茶灰充分溶解，可适当加热，待试液充分冷却后转入容量瓶中，用去离子水定容至500mL，操作过程中做空白对照实验。

湿法：在200mL烧杯中加入准确称取并粉碎的茶叶样品0.5000g，在放入2-3颗玻璃球并加入10.00mL硝酸充分搅拌后盖上表面皿，反应一段时间后，将样品放在120℃的电热板上加热直至样品溶液澄清(操作过程中酸不够可添加，过多可在电热板上赶尽)充分冷却后，转入50mL容量瓶中定容至刻度线。

1.6.2 测定

取样品处理液2.00 mL，即从(1.6)可知，此时样品处理液中含茶叶为0.01g/mL依据(1.5)中显色体系配制并根据测得的浓度与吸光度关系标准曲线，得出回归方程并利用其测出样品溶液中含铝量分别为红茶0.031mg/mL、绿茶0.011mg/mL、乌龙0.020mg/mL、铁观音0.047mg/mL，参照文献[5-6]，进而根据所测每种样品量与每种样品总含量比例(每种茶叶样品5g配置成500mL,取用并测出2.00mL)推算出四种茶叶样品的含铝量，见表1。

1.7 茶水中铝溶出方法与测定

依据人们日常饮茶习惯，本实验采用沸水溶出法使茶水中铝溶出。

在四只500mL烧杯中分别放入准确称量的四种茶叶样品5.0000g，要求茶叶干燥洁净,用250mL沸水冲泡并搅拌片刻，然后在烧杯上面盖上玻片，静置15～25min直至茶叶泡开。然后取四只洁净干燥比色管，盛放四种样品滤液，即第一溶出液，要求烧杯中剩余茶水全部倒出。再次向烧杯中加入250mL沸水冲泡烧杯中茶叶，平行冲泡三次，并收集三次溶出液，进行实验分析测定。

2 实验结果与讨论

2.1 对选用的显色体系试测结果与分析

对显色体系进行测定得出光谱图1，从图1中看出波长为620nm处为峰值，峰形较缓和，灵敏度较高。同时，实验中得出其显色pH值在4.9～5.9范围内,显色酸度值宽广，摩尔吸光系数k值为1 .15 ×105(L·mol-1·cm-1)，方法简便效果好。

依照(1.5)的实验过程，在620nm的波长处测定标准溶液对应的吸光度得出结果见图2，图2中R2=0.999,相关系数r=0.9994,回归方程Y=0.379x+0.001 (X：μg/mL)。

表1 波长扫描找最大吸光度结果

表2 分光光度法测定铝标准曲线结果

图1 吸光度随吸收波长变化曲线图

图2 分光光度法测定铝标准曲线

2.2 茶叶中样品铝含量分析

表3为本次实验测得的茶叶样品中铝含量，从中可以看出，茶叶中的铝含量非常高，不同茶叶含铝量有很大不同。在四种茶叶样品中，绿茶铝含量最低为1093mg/kg，铁观音铝含量最高为4688mg/kg，两种茶叶铝含量相差值颇大，而红茶与乌龙茶茶含铝量处于中间位置且含量较接近。造成这种现象的原因很多[7]，如土壤或产地，季节，成熟度等[8-9]。

表3 样品中铝的测定含量

注：n=6

c：被测溶液浓度

c0：空白浓度

m：称样质量

2.3 茶叶样品浸泡液中铝含量的分析

表4是本次实验测得的四中茶叶样品浸泡液中铝的溶出含量，从表中得出，茶水浸泡液中铝含量相对于茶叶中铝含量较低，且随着浸泡次数的增加，溶出量逐渐变低[10]。茶叶中铝进如人体的方式是经浸泡溶出后，表中显示第一次浸泡溶出量为最高，约是总铝溶出量的50%，而在茶色稍淡的情况下，第二次与第三次含量显著降低，许多地方饮茶时往往将第一次浸泡液倒去，从表中数据来看，这的确是个饮茶的好习惯，建议有饮茶习惯的人不妨养成这一习惯。对于人体而言，不超过7μg/g的铝摄入量是对人体无害的，尽管本次实验测得的茶叶样品中铝含量远超于这一规定量，但真正溶于茶水而进入人体的铝元素的确远不及此量，并且人体对微量元素的吸收本身也会有自动调节功能，因此合理正常的饮茶方式不足以使人体的健康状况受到严重影响,。

表4 茶叶浸泡液中铝的溶出量 mg/kg

3 结论

对茶叶中铝含量测定的研究早已不再陌生，方法多种多样，但测定结果基本类似，茶叶中铝含量范围大致在1000～10000mg/kg。通过本次实验，由表1数据得出，茶叶中铝元素含量非常高。对于不同茶叶来说，铝含量各不相同，相差值颇大。由表2数据得出，虽然茶叶中铝含量很高，但是茶水中溶出的铝含量并不高，从这一点考虑，因饮茶摄入人体的铝对人体健康不会造成影响，且溶出量随浸泡次数逐渐变小。其中，第一次溶出的铝含量是总溶出量的50%以上，而在茶色稍淡的情况下，第二、三次溶出量相比之下较小些。因此，建议人们饮茶时将第一次浸泡液弃去。

[1] 陶 锐,高 舸. ICP-OES法测定茶叶中十二种微量元素[J].中国卫生检验, 1999(5):323-327.

[2] 徐格成,金蓉培,张振文. 天津市常用食物的铝含量及居民铝摄入量的初步研究[J].中华预防医学, 1992(3):171-173.

[3] 郑伟伟，刘 鹏，徐根娣,等．铝对茶叶叶片主要化学成分的影响[J].生态环境, 2006, 15(4):822-826.

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[6] Wang Lin．Studies on the aluminium content in chinese foods and the maximum permitted levels of aluminum in wheat flour products[J].Biomedical & Environmental Sciences, 1994, 7(1):91-99.

[7] 刘凤贞, 于德奎，吕 严，等．国人铝日允许摄入量的初步研究[J].环境与健康,1991(2):49-54.

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(本文文献格式：耿巧红，焦培福，李彬晓.茶叶与茶水中铝含量的测定[J].山东化工，2017，46(08)：87-89.)

Determination of Tea and Tea Aluminum Content

GengQiaohong1，JiaoPeifu1*,LiBinxiao2,CaoXiaorong1

(1 College of Chemistry and Chemical Engineering Qilu Normal University,Jinan 250200,China;2,Shandong Normal University,Jinan 250014,China)

Through the determination of trace elements in tea Teas and aluminum content to explore people from the tea and ingested aluminum, impact on health. Methods: UV - visible spectrophotometry with aluminum - CAS - cetylpyridinium chloride (AL-CAS-CPC)[1]for the system to determine the black, green, oolong and tie guan yin four kinds of commercially available common Tea aluminum content, based on people's daily drinking habits the way that the heat of boiling water Determination of aluminum content in tea. Results: The range of four aluminum content in tea between 1000 ～ 5000mg / Kg, and the dissolution rate of the leaching solution of aluminum with decreasing immersion times, the results show for the first time the dissolution rate of the total amount of the highest dissolution rate of more than 50%. Conclusion: Under normal circumstances, the daily aluminum intake per person milligrams, although the higher the aluminum content in tea, but tea leach solution is relatively low aluminum content, you can use aluminum is 20% to 40%, therefore, under normal circumstances , the aluminum tea insufficient to constitute a threat to human health, but for those who have heavy drinking habits, the body's absorption of aluminum elements and more from tea.

aluminum; dissolution; tea

2017-03-01

山东省自然科学基金(ZR2013BQ010)

耿巧红(1980—)，女，山东菏泽人，讲师，硕士，主要从事分析化学、食品化学的教学与科研工作；通信作者：焦培福(1978—)，山东潍坊人，副教授，博士。

O657.32

A

1008-021X(2017)08-0087-03