铁氰化钾分光光度法测定茶叶中的铁

刘荣森等

摘要：为了探索茶叶中总铁含量测定的新方法，利用湿法把茶叶消化，使茶叶中的铁游离出来，加入NH2OH·HCl使Fe3+还原为Fe2+，再加入K3[Fe（CN）6]，Fe2+与K3[Fe（CN）6]生成可溶性普鲁士蓝，再通过测定普鲁士蓝的吸光度来测定茶叶中总铁的含量。Fe3+含量在0.02～9.60 μg/mL均具有良好的线性关系，线性回归方程D=0.184 2C+0.028 8（D为吸光度；C为质量浓度，μg/mL），相关系数r=0.999。测定了市售3种茶叶中铁的含量，平均加样回收率为97.47%。该法具有分析成本低、试剂无毒、操作简单、灵敏度高、线性范围较宽、仪器普及率高等优点。

关键词：普鲁士蓝；分光光度法；茶叶；铁

中图分类号： O657.32文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）09-0344-02

茶叶具有止渴、清神、利尿、治咳、祛痰、明目、益思、除烦去腻、驱困轻身、消炎解毒等功效。茶叶中含有茶单宁、蛋白质、生物碱、果胶、氨基酸、钾、钙、镁、锰、铁等。其中铁元素在人体中具有造血功能，参与血蛋白、细胞色素及各种酶的合成，促进生长，铁还在血液中起运输氧和营养物质的作用。人体缺铁可导致缺铁性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱。测定茶叶中的铁含量对茶叶营养价值的评估具有重要的意义。已报道的茶叶中铁的测定方法有：光化学伏安法[1]、分光光度法[2-4]、原子吸收光谱法[5-8]、荧光熄灭法[9]等。利用生成普鲁士蓝的可见光分光光度法测定茶叶中的铁含量还未见报道。本试验首先把茶叶消化，加入NH2OH·HCl，使茶叶中的Fe3+还原为Fe2+，然后加入K3[Fe（CN）6]，Fe2+与 K3[Fe（CN）6] 生成可溶性普鲁士蓝，通过测定普鲁士蓝在712 nm 处的吸光度来测定茶叶中总铁的含量。本法所用仪器简单，操作容易，干扰少，所用试剂无毒且价格便宜，测定灵敏度高、线性范围较宽，应用于茶叶中铁含量的测定，结果令人满意。

1材料与方法

1.1试剂与材料

铁标准溶液（10 μg/mL）：用十二水硫酸铁铵（AR，天津市光复精细化工研究所）配制，准确称取0.431 7 g十二水硫酸铁铵，加入6 mol/L硫酸10 mL及适量蒸馏水溶解，转移至500 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，配制成含铁100 μg/mL的溶液。准确移取含铁100 μg/mL的溶液20.00 mL，转移至200 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。盐酸羟胺（10%）：称取盐酸羟胺（AR，国药集团化学试剂有限公司）4.0 g，放入小烧杯中，加入36 mL蒸馏水，搅拌溶解，转移入棕色试剂瓶中（临用时配制）。铁氰化钾（1.500 mmol/L）：称取K3[Fe（CN）6]（AR，天津市德恩化学试剂有限公司）0.246 9 g，放入小烧杯，加入适量蒸馏水溶解，转移至500 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

市售茶叶3种：信阳毛尖、安溪铁观音、祁门红茶，均购自洛阳市茶叶市场。

1.2仪器

TU-1900双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；电子天平（上海奥豪斯仪器有限公司）；PHS-3C型精密酸度计（上海大普仪器有限公司）。

1.3试验方法

1.3.1样品处理样品按照王功平等[10]、陈祥海等[11]的方法进行处理，首先把样品放入烘箱中，90 ℃烘干至恒质量。把样品研碎，称取茶叶样品2.000 0 g，放入200 mL三角瓶中，加入30 mL浓硝酸和3 mL浓硫酸，放置过夜，将三角瓶放在电炉上加热至沸腾20～30 min，溶液呈棕黄色，冷却，再加入2 mL浓硝酸，煮沸，重复以上操作，当加浓硝酸不再显示棕色时，说明茶叶已消化完全，这时溶液呈澄清状态，继续加热煮沸至冒白烟。冷却，转移至离心管中，用离心机4 000 r/min离心30 min。弃去沉淀，把上清液转移入50 mL容量瓶中，用氢氧化钠溶液调节溶液pH值为1.0，加水至刻度。

1.3.2测定方法准确移取2.00 mL茶叶提取液，放入12.50 mL比色管中，加入1.00 mL 10%的盐酸羟胺，再加入1.80 mL 1.500 mmol/L的K3[Fe（CN）6]溶液，用蒸馏水稀释至刻度，室温放置10 min，以试剂空白为参比，用分光光度计测定溶液在712 nm处的吸光度。

2结果与分析

2.1反应机理

通过消化反应使茶叶中的铁游离，然后加入盐酸羟胺使Fe3+还原为Fe2+，再加入K3[Fe（CN）6]，Fe2+与 K3[Fe（CN）6] 生成可溶性普鲁士蓝。通过测定普鲁士蓝在712 nm处的吸光度可间接测定茶叶中总铁的含量。

2.2最大吸收波长的选择

按照“1.3”节的试验方法，以试剂空白为参比，用 TU-1900 双光束紫外可见分光光度计扫描生成可溶性普鲁士蓝在 500～900 nm的吸收光谱。图1表示生成可溶性普鲁士蓝的光吸收曲线，最大吸收波长为712 nm，故本试验选择测定波长为712 nm。

2.3K3[Fe（CN）6]的用量

考察了K3[Fe（CN）6]用量对吸光度的影响。图2表示K3[Fe（CN）6]用量为0.4～3.0 mL时，溶液的吸光度变化。当K3[Fe（CN）6]用量为1.80 mL时，吸光度达到最大，继续增加K3[Fe（CN）6]的用量，溶液吸光度基本保持不变，说明K3[Fe（CN）6]已与还原生成的Fe2+完全反应，故选择1.500 mmol/L K3[Fe（CN）6]溶液用量为1.80 mL。

2.4pH值及显色时间的选择

考察了pH值对吸光度的影响，当pH值在0.5～4.0范围内，考察了不同pH值溶液吸光度的变化情况，图3表示了溶液pH值对吸光度的影响。 当溶液的pH为1.0时，溶液的吸光度最大，随着溶液pH值的增大，溶液的吸光度逐渐减小。故本试验选择pH值为1.0。endprint

K3[Fe（CN）6]与Fe2+生成可溶性普鲁士蓝的反应在室温下就能进行，考察了显色时间对吸光度的影响，从放置时间1 min到30 min，每5 min测定1次吸光度，观察溶液吸光度的变化情况。溶液的吸光度从5 min到30 min几乎保持不变。故本试验选择放置时间为10 min。

2.5干扰物质的影响

在最佳试验条件下，配制Fe3+含量为2.0 μg/mL的溶液进行测定，控制相对误差在±5%之内，对一些茶叶中常见的有机成分 （咖啡碱、茶单宁、叶绿素、叶黄素、维生素C）和一些常见离子（Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Mn2+）进行了干扰影响的测定。研究表明：100倍的咖啡因、150倍的茶多酚和维生素C、300倍的叶绿素和叶黄素不影响测定，300倍的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Mn2+不影响测定。

2.6工作曲线与检出限

配制 Fe3+含量（C）分别为0、0.16、0.40、0.80、1.60、2.40、3.20、4.00、4.80、5.60、6.40、7.20、8.00、8.80、9.60 μg/mL的标准溶液，根据试验方法测其吸光度D并进行线性回归。Fe3+含量在0.02～9.60 μg/mL均具有良好的线性关系，线性回归方程D=0.184 2C+0.028 8，相关系数r=0.999。摩尔吸光系数ε=1.03×104 L/（mol·cm）。对11份Fe3+含量为0.32 μg/mL的溶液进行了平行试验，标准偏差 σ=1.23×10-3，检测限（3σ/k）为0.020 μg/mL。

2.7样品测定和回收率试验

2.7.1样品测定准确称取每份待测样品2.000 0 g，按照“1.2”节的试验方法进行样品处理和测定。通过标准曲线法测定样品中的铁含量，结果见表1。

2.7.2加标回收率试验准确称取信阳毛尖、安溪铁观音、祁门红茶各2.000 0 g，分别加入铁0.200 0 mg，按“1.3”节的方法进行回收率试验，结果见表1：回收率为96.6%～98.6%。

3结论

为了测定茶叶中总铁的含量，首先通过消化，使茶叶中的铁游离出来，加入盐酸羟胺使Fe3+还原为Fe2+，然后加入 K3[Fe（CN）6]，Fe2+与K3[Fe（CN）6]生成可溶性普鲁士蓝。确定了普鲁士蓝分光光度法测定茶叶中铁的最佳试验条件。建立了吸光度与铁含量的关系，铁含量在0.02～9.60 μg/mL均具有良好的线性关系，平均回收率达到97.47%。 成功分析了市售3种茶叶中铁的含量，结果令人满意。

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