原子熒光光度法測定幾種市售紅茶中砷的含量

　　

原子熒光光度法測定幾種市售紅茶中砷的含量

郭文博，康海霞

（洛陽師范學院食品與藥品學院，河南 洛陽 471934）

摘 要：實驗采用微波消解和浸泡法分別處理紅茶樣品，通過原子熒光光度法檢測了幾種市售紅茶中砷的含量。結果表明不同的處理的方法，砷含量有所不同，但所測樣品砷含量都沒有超出國家限量，符合安全飲用標準。

關鍵詞：原子熒光光度法；茶葉；砷；微波消解；浸泡

中圖分類號：O657.39

Determination of Arsenic in Black Tea Products by Atomic fluorescence spectrometry

Guo Wen-bo,KangHai-xia

（School of Food and Drug,Luoyang Normal University,Luoyang 471934,Henan,China）

Abstract:In this paper, the contents of heavy metal arsenic in several commercially sold black tea were determined by atomic fluorescence spectrometry.The tea samples were treated by microwave digestion and soaking, The results show that the arsenic contents in samples don’t exceed the national limit, which conform to the drinking safety standard.

Key words: black tea;arsenic;microwave digestion;atomic fluorescence spectrometry;soak

引 言

中國是茶葉的原產地，也是產茶大國，古代我國茶的歷史可追溯到西漢^[1]。公元 1567年，正山小種紅茶問世，并由西方商人將紅茶運至英國，甚至西歐、北美、俄羅斯等國^[1]，直至今日，紅茶已經成為我國對外茶葉貿易的重要品種。紅茶是一種全發酵茶，是以鮮葉為原料，經萎凋、揉捻（揉切）、發酵、干燥等加工工藝制成的產品^[2]。紅茶是日常生活中較為常見的飲品之一，紅茶因其茶湯色紅清亮、香味怡人、口感醇厚，很得人們的喜愛。在我國的國民意識中，茶可以看作為一種養生符號，茶葉因含有其含有茶蛋白、茶多酚、茶多糖、咖啡堿、茶葉皂甙等多種功效成分，具有降血糖、降血脂、降血壓、抗血栓、增強機體免疫力、抗抑郁、抗氧化、抗菌和抗輻射等生理功能^[3-5]。有研究^[6-10]表明飲用紅茶能促進食欲、提神利尿、減少宮頸癌、心血管疾病等疾病的發生。

近年來，食品安全問題越來越受到人們的關注，作為茶葉的生產和消費大國，茶葉的食品安全問題也越來越引起人們的重視。茶葉中富含多種對人體有益的微量元素，但同時也含有一些微量但對人體有害的重金屬元素。重金屬是指其密度大于五克每立方米的金屬元素，比如汞、鎘、砷、鉛等^[11]。由于茶葉種植環境和生產加工過程的污染，重金屬含量超標現象嚴重^[12]。在茶葉從田間種植到采摘再到加工、運輸、銷售等過程都有可能收到來自外界的各種重金屬污染，其污染來源主要包括水、土壤、空氣等環境污染和種植過程使用的各類農藥受造成的農殘污染。而重金屬可能會從受污染的壞境從茶葉根系吸收后轉移至茶樹的葉、芽中，而后經食物鏈富集到人體，重金屬到達人體后會因各自的性質而選擇不同的人身體部位聚集，例如人體中的鉛大約由百分之九十到百分之九十五都蓄積在人體的骨骼中，汞主要聚集在腎臟，而砷則在皮膚、肌肉、骨骼、肝臟和腎臟有分布等等。重金屬中的鉛、汞均可以通過血腦屏障，會損害人體的神經系統，而鎘、鉻元素對人體的腎、肝和呼吸道、消化系統均有不同程度的傷害，而砷元素在人體中則對人體的胃腸、神經系統造成損傷，嚴重的話甚至會造成“三致”，有研究表明低劑量的砷即可致癌^[12]。砷，在自然界廣泛存在，能被動物攝入體內，主要通過植物性食物、飲用水和藥物進入生物體，人們日常飲茶或者食用、飲用由茶葉加工制成的產品的時候，就有可能會攝入或多或少的重金屬砷，并有可能會對人們身體健康造成影響。因此，對紅茶中砷元素的含量進行檢測，不僅可以把控茶葉質量，也可以為消費者健康飲用紅茶提供一定參考。茶葉種植者或茶葉相關產品生產商也可以借此篩選合格的紅茶作為生產原料，保證產品質量。

目前用于檢測植物中重金屬含量的方法有很多，比如ICP-MS 法^[13]、原子熒光光度法（AFS）法^[14-15]、紫外分光光度法^[19]、原子吸收光譜法^[20]等。其中原子熒光光度法由于檢出限低、準確度高、操作簡單快捷，是檢測茶葉中砷含量的最常用方法之一^[16]。目前食品分析檢測中樣品消解的主要消解方法有微波消解法、濕法消解、干法消解、高壓罐消解等，其中微波消解因為其消解能力強、消解速度快、消解完全、消解效率高等優點成為茶葉分析檢測中最常用的樣品消解方法。本文以6種常見的紅茶為樣本，根據日常人們多次沖泡茶水的習慣，對茶葉采取微波消解和浸泡的方式對紅茶進行前處理，通過原子熒光光度法對紅茶中砷元素含量進行了檢測，以此來分析日常購買的紅茶產品是否可以安全飲用。

1 實驗部分

1.1 實驗樣品

正山小種（福建）、白琳功夫（福建）、金駿眉（福建）、斯里蘭卡（安徽）、古樹紅茶（福建）和洞庭吳紅（江蘇）。

以上茶葉樣品均購買于洛陽市場。

1.2 實驗儀器及試劑

1.2.1 實驗儀器

MDS-6G微波消解儀：上海新儀微波化學有限公司；原子熒光光度計：PF5 北京普析通用儀器有限公司。

1.2.2 實驗試劑

HNO₃（AR，65~68%），H₂O₂（AR）30%，KBH₄（AR，≧95.0%），氫氧化鉀（AR，90.0%），L-抗壞血酸（AR，>99.0%），硫脲（AR，≧99.0%），鹽酸（AR，36~38%），砷元素標準溶液（1000 μg /mL）、娃哈哈飲用純凈水、超純水。

1.3 茶葉樣品前處理

1.3.1 微波消解處理

稱取各類茶葉樣品0.25 g，加入微波消解罐中，依次加入10 mL優級純的HNO₃和2 mL優級純的H₂O₂，封罐后進行微波消解^[17]。微波消解結束后將其自然冷卻至室溫，加入10 mL純凈水混勻、過濾，過濾完成后將濾液定容至50 mL待用。各類茶葉稱取量及微波消解各階段控制條件見表 1、表 2。

表 1 微波消解各階段控制條件^[17]

Tab.1 Control conditions of microwave digestio

表 2 微波消解階段各類茶葉稱取量

Tab.2 Weight of tea treated by digestion

1.3.2 浸泡處理

準確稱取各紅茶樣品各0.25 g，用50 mL的100℃ 的沸水浸泡5分鐘。另稱取各紅茶樣品各0.25 g，用50 mL的100℃的沸水浸泡并自然冷卻至室溫。浸泡組各種紅茶樣品稱取質量見表3。

表 3 浸泡各類茶葉稱取量

Tab.3 Weight of tea treated by soaking

1.4 砷標準溶液的制備

移液管準確吸取1000 μg/mL的砷標準儲備液1 mL于100 mL容量瓶中，并用0.6 mol/L的鹽酸溶液稀釋定容，以此類推逐級稀釋成10 μg/L的上機標液，并定容至100 mL的容量瓶中待用，最后一步稀釋時要加入10 mL的5% 硫脲＋5% 抗壞血酸溶液。,

1.5 儀器工作參數

載氣為氬氣，原子化器溫度200 ℃，主燈電流30 mA，輔燈電流30 mA，載氣流量300 mL / min，屏氣流量600 mL / min，負高壓280 V，讀數時間15 s，延遲時間4 s。

2 結果與分析

2.1 砷標準曲線的繪制

將配制好的10 μg/L的砷標準液放置于原子熒光光度計儀器樣品區，將進樣方式設置為自動稀釋，目標濃度設置為0、1、2、4、8和10 μg / L，分別測出其熒光強度，具體實驗數據見表 4。

表 4 砷標準濃度-吸光度

Tab.4 Arsenic standard concentration-absorbance

濃度(μg/L)	0	1	2	4	8	10
熒光強度/IF	0.0000	260.75	544.06	1110.06	2142.32	2526.69

根據表4數據，可繪制出砷的標準曲線，得到線性方程為y = 256.85x + 27.121，R² = 0.9976，方程具有可信度 。

2.2 待測紅茶茶葉處理樣品中砷含量測定

在相同實驗條件下，將各種紅茶微波消解處理樣品和浸泡處理樣品放入原子熒光光度計中進行實驗，得到熒光強度值，代入線性方程，并根據樣品處理過程中稀釋比例計算出各類紅茶茶葉中砷的含量，具體數據見表 5、表 6、表 7。

表5 微波消解組紅茶中砷元素的測定結果

Tab.5 Content of arsenic in black tea treated by digestion

表6 開水浸泡五分鐘組紅茶中砷元素的測定結果

Tab.6 Content of arsenic in black tea treated by soaking 5 minutes

茶葉名稱	白琳工夫	洞庭吳紅	金駿眉	斯里蘭卡	正山小種
含量（mg/Kg)	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000

表7 開水浸泡至室溫組紅茶中砷元素的測定結果

Tab.7 Content of arsenic in black tea treated by soaking to room temperature

茶葉名稱	白琳工夫	洞庭吳紅	古樹紅茶	金駿眉	斯里蘭卡	正山小種
IF	150.5691	43.8450	141.0984	70.6788	136.5667	90.7150
濃度(μg/L)	0.4192	0.0000	0.3820	0.1054	0.3642	0.1841
含量（mg/Kg)	0.0838	0.0000	0.0764	0.0209	0.0723	0.0361

3 討論

實驗分別采用微波消解和浸泡的形式對市面購買的六種紅茶樣品進行前處理，通過原子熒光光度法對6種紅茶中砷的含量進行了檢測。實驗結果表明，微波消解處理的樣品中砷含量遠遠高于浸泡處理，可能是由于微波消解處理后，茶葉中金屬砷浸出效率會比較高。開水浸泡至室溫樣品比浸泡5分鐘樣品砷含量高，這個與文獻報道的浸泡時間對于茶葉中重金屬浸出率影響較大^[10]的結論相符合。

根按照國家標準規定，茶葉砷的質量分數不大于2 mg·Kg^-1的限量要求^[18]。根據實驗數據分析，本次實驗中待測紅茶茶葉樣品經過微波消解處理和浸泡處理后，砷的含量均低于國家限量，這應該是由于植物中砷元素主要富集在根部，葉片中富集量最低的緣故^[21]。根據本次實驗結果分析，人們日常可以放心飲用或食用正規廠家生產、正規渠道購買的紅茶和紅茶制成品。

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