ICP-MS法分析莫干黄芽中的8种重金属浸出率

◎ 郑连宝，刘 漫，沈 佳，张 旭，黄 震，章小洪，丁言炎

（1.德清县食品药品检验检测中心，浙江 湖州 313200；2.丽水市质量检验检测研究院，浙江 丽水 323000）

黄茶是我国六大茶之一，属轻发酵茶类[1]。黄茶其特殊的闷黄工艺不仅形成了黄叶黄汤的品质，也造就了黄茶区别于其他茶类的独特保健价值。研究表明，黄茶中富含茶多酚、咖啡碱、氨基酸、多糖等生物活性物质，具有降血压、降血糖、抗菌消炎、利尿止痢等作用，及抗衰老、抗氧化、助消化、缓解疲劳等保健功效[2-5]。随着工业、农业和交通运输业的迅猛发展，通过各种途径进入环境中的重金属元素不断增加，对农产品的污染日益严重。因此，有必要对德清地区在售的莫干黄芽中重金属含量进行分析，为百姓饮茶消费提供科学的参考。本文通过不同的冲泡次数、冲泡时间和冲泡温度，对莫干黄芽中8种重金属元素砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、镍（Ni）、铅（Pb）、铜（Cu）、锰（Mn）和锌（Zn）的浸出率进行研究。

1 材料与方法

1.1 主要材料与仪器

莫干黄芽样品，来自德清地区市场在售茶叶，共11批；多元素标准溶液（As、Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Mn和Zn）：质 量 浓 度1 000 μg·mL-1（美国Inorganic Ventures公司）；标准调谐溶液（Be、Ce、Fe、In、Li、Mg、Pb与U）：质量浓度1 μg·L-1（美国Perkin Elmer）；HNO3（GR，苏州晶瑞）。NexION350X型电感耦合等离子体质谱仪（美国Perkin Elmer）；微波消解仪（CEM）；电子分析天平（德国Mettler Toledo）。

1.2 试验方法

1.2.1 茶汤的制备

（1）浸泡次数试验：称取茶叶2 g（精确至0.001 g）于500 mL锥形瓶中，加入100 mL 100 ℃超纯水，盖上表面皿，浸泡10 min。倾倒出茶水置于250 mL锥形瓶中，为一浸液，留在烧杯中为一次残渣。对一次残渣依次重复上述步骤，得到二浸液、三浸液。

（2）浸泡温度试验：称取茶叶2 g（精确至0.001 g）于一系列500 mL锥形瓶中，分别向烧杯中加入100 mL 60 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃的超纯水，分别盖上表面皿，浸泡10 min。倾倒出茶水置于250 mL锥形瓶中，盖上表面皿。

（3）浸泡时间试验：称取茶叶2 g（精确至 0.001 g）于一系列500 mL锥形瓶中，向烧杯中加入100 mL 100 ℃的超纯水，盖上表面皿，分别浸泡30 s、1 min、2 min、5 min、10 min、15 min、30 min、1 h、2 h、24 h。倾倒出的茶水置于250 mL锥形瓶中，盖上表面皿。

1.2.2 样品的处理与检测

茶汤的处理：取茶汤45.0 mL置于50 mL塑料离心管，加入硝酸1.00 mL，混匀放置后取上层清液，经0.45 μm的微孔滤膜过滤，取滤液稀释到适合的浓度后进样，同时做试剂空白，每个样品做平行2次，ICP-MS检测。

茶叶的处理：称取茶叶0.2 g（精确至0.001 g），加入5.0 mL HNO3，2.0 mL 30% H2O2，微波消解后用1%HNO3定容至50.0 mL，同时做试剂空白，每个样品做平行2次，ICP-MS 检测。

2 结果与分析

2.1 茶叶样品中各种重金属元素的含量

如表1，11种莫干黄芽中各种重金属含量有明显的差异，含量相对较高的3种元素Cu、Mn和Zn，最大值分别为30.1 mg·kg-1、1 594.1 mg·kg-1、79.9 mg·kg-1；Ni含量为8.25 mg·kg-1；对人体危害较大的4种元素As、Cd、Cr和Pb，其含量都在限量值之内（As≤2.0 mg·kg-1、Cd≤1.0 mg·kg-1、Cr≤5.0 mg·kg-1、Pb≤5.0 mg·kg-1），均未超标[6-7]。因此，说明11种市场在售的莫干黄芽重金属元素含量处于安全水平。

表1 市场在售莫干黄芽中各重金属元素的含量表（单位：mg·kg-1）

2.2 浸泡次数对重金属元素浸出率的影响

由表2可知，相比二、三浸液，一浸液中各重金属元素的浸出率最高，随着浸泡次数的增多，浸出率减小。经过三次的浸泡，As、Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Mn、Zn元素的总浸出率分别为68.9%、7.0%、3.3%、66.5%、7.8%、20.1%、23.2%、44.4%，说明泡茶过程中茶叶重金属元素有一定的浸出量，其含量的多少可能与重金属元素的性质和来源途径有关。

表2 浸泡次数对元素浸出率的影响表（单位：%）

2.3 浸泡时间对重金属元素浸出率的影响

如表3，随着浸泡的时间的延长，各种重金属元素的浸出率也随着增大。其中，Cd、Cr、Pb、Cu、Mn 5种元素的浸出率相对较低，24 h后的浸出率分别为11.2%，23.7%，13.1%、25.9%和28.2%，说明茶叶中Cd、Cr、Pb、Cu、Mn元素可能更多来自于土壤中重金属的生物有效性的间接途径，难以冲泡浸出；而As、Ni、Zn 3种元素的浸出率相对较高，24 h后的浸出率分别为87.8%、77.1%和45.1%，说明茶叶中As、Ni、Zn元素可能更多来自于大气沉降或加工的直接途径，易于冲泡浸出。

表3 浸泡时间对元素浸出率的影响表（单位：%）

2.4 浸泡温度对重金属元素浸出率的影响

表4数据显示，随着水温的升高，各种重金属元素的浸出率也随着增大。其中，Cd、Cr、Pb、Cu和Mn 5种难以冲泡浸出的元素，100 ℃的浸出率分别为7.5%、3.5%、7.9%、15.0%和16.9%，而As、Ni和Zn 3种易于冲泡浸出的元素，100 ℃浸泡后的浸出率分别为63.7%、54.0%和32.7%。

表4 浸泡温度对元素浸出浓度的影响表（单位：%）

因此，洗茶的温度以90 ℃～100 ℃为宜，能把茶叶表面附着的大部分重金属元素充分洗掉，洗茶之后冲泡茶叶的水温以80 ℃左右为宜，减少茶叶中重金属元素的浸出。

3 结论

试验选取的11种市场德清地区在售的莫干黄芽中重金属含量处于安全的水平，对人体危害较大的As、Cd、Cr和Pb 4种元素含量均在安全限量值之内。但在日常饮茶时洗茶是很有必要的，应尽量避免喝长时间浸泡的茶汤；选择合适的浸泡温度对降低茶汤中的重金属含量具有重要作用，可以达到科学健康的饮茶效果。