原子吸收光谱法测定绿茶中微量金属元素的含量

胡庆兰

(湖北第二师范学院 a.化学与生命科学学院；b.植物抗癌活性物质提纯与应用湖北省重点实验室，武汉430205)

1 前言

绿茶[1]是指采取茶树上的芽或新叶经晾晒后直接放入200～300度的热锅里炒制，经杀青、揉拧、烘干等典型工艺制作而成的茶叶。其干茶冲泡后的茶汤的色泽以绿色为主，故称为绿茶，其为中国产量最大、饮用最为广泛的一类茶，在我国被称作为“国饮”。现代大量科学研究证实，绿茶[2-6]中含有大量的茶多酚、咖啡碱、茶多糖、茶氨酸等而具有减肥、抗衰老、降血糖、降血脂、防癌、有助于骨骼健康等作用，对现代疾病，如辐射病、心脑血管病、癌症等也有一定的药理功效。绿茶中也含有许多人体所必需的微量金属元素[7-9]。目前，国内对绿茶的研究主要偏向于茶多酚、儿茶素、咖啡碱成分，而对微量金属元素的研究较少,因此测量绿茶中微量金属元素的含量对于我们更好地了解及使用绿茶具有重大意义[10-11]。

微量金属元素是指占人体总重量0.01%以下的金属元素，而微量金属元素与人体健康有着极大的关联。党雄英[12]、韩春雨[13]、钟秀倩[14]、吴茂江[15]等人对微量元素在人体中的作用以及过多的危害进行了研究，以下进行了概述。

微量元素在人体中的作用：钙是参与人体和动物骨骼的重要组成元素；铁元素是合成血红蛋白的原料，并能与血红蛋白结合来运输氧气，能增强中性粒细胞杀菌及吞噬功能，维护T细胞、B细胞增殖、分化及抗体的产生，来维护肌体正常的免疫功能；镁是多种酶系统的组成成分；锌是多种酶的活性中心物质，参与催化和调节作用，对提高人体免疫力有很大的作用；铬在糖、脂肪、蛋白质的代谢中发挥特殊作用，并能防止血管硬化、调节胆固醇。

缺乏微量元素的主要症状：不同的微量金属元素有不同的生理功能，它们的存在对于人体的新陈代谢至关重要，一旦人体内微量金属含量失去了平衡，人体就会出现异常或发生疾病。有许多疾病都是由微量金属的缺乏而导致的。例如：缺锌会导致红肿和湿疹，缺钙会引起一系列疾病，例如会出现骨质疏松、驼背、身体矮小等。缺镁会引起心力衰竭、心肌坏死。缺铁会引起皮肤苍白、食欲不振等症状，缺铁达到一定程度会出现缺铁性贫血。缺铬会引发冠心病、糖尿病、儿童发育不良等症状，所以维持人体合适的微量金属含量对于人体健康十分重要。

微量元素过多的危害：钙过多会引起机体软弱无力及导致肾结石等，镁元素过多则会影响钙元素的吸收，可能导致缺钙血症。锌元素补充过多会影响人体对其他微量元素的吸收和利用，铬和铜之类的重金属元素过多则会导致重金属中毒危害身体，而心脏和肝脏疾病、糖尿病、某些肿瘤等与体内铁的贮存过多有关。

2 实验部分

2.1 实验仪器及实验试剂

AA-6300C型原子吸收分光光度计(日本岛津公司)；HL-1型Ca、Cu、Cd、Fe、Mg、Zn空心阴极灯(河北宁强光源公司)；全无油静音空压机(上海勇霸机电技术有限公司)；HN101-电热鼓风干燥箱(南通沪南科学仪器有限公司)；优普超纯水机(成都超纯科技有限公司)；分析天平(上海光学仪器厂)；电子万用炉(北京市永光明医疗仪器有限公司)；箱式节能电阻炉及温度控制器(湖北英山县建力电炉制造有限公司)；TANK BASIC型微波消解仪。

硝酸(优级纯，国药集团化学试剂有限公司)；过氧化氢、氯化镧(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)；Ca、Cu、Cd、Fe、Mg、Zn标准储备溶液(1000μg·mL-1，国家有色金属及电子材料分析测试中心)。绿茶，生产厂家为：湖北省武汉市云雾茶叶有限公司。实验用水为超纯水。

2.2 仪器工作条件

Ca、Mg、Fe、Zn、Cu五种元素的实验条件见表1。

表1 仪器工作条件

2.3 实验过程

2.3.1 绿茶样品预处理

将绿茶置于研钵中进行研磨粉碎，准确称取一定量研磨绿茶于消化罐中，再加入8.00mL硝酸、2.00mL过氧化氢，轻微震荡，静置10分钟，然后拧紧消化罐盖子，放于微波消解仪中，按一定的过程(见表2)进行消解，消解完毕后，待温度降到60℃时，取出消解罐，将其置于赶酸器中进行赶酸，直到罐中液体为1-2ML左右取出，待其冷却至室温后用0.5%的硝酸将样品定容于50mL容量瓶作为母液待用，同时配置消解液空白溶液。

表2 微波消解过程

2.3.2 干扰离子的消除

分别移取一定量样品于50mL容量瓶中，加入一定量的氯化镧，然后用0.5%硝酸定容于50mL容量瓶中，摇匀后测定各自的吸光度，具体数据见表3。

表3 氯化镧加入量对钙吸光度的影响

由表3中可发现氯化镧对钙的影响很大，在0.50mL1%氯化镧处Ca有最大吸光度，则其为1%氯化镧最佳的加入量。

3 结果与讨论

3.1 标准曲线的绘制

准确移取一定量的标准使用液于50mL容量瓶中，配制成一定浓度梯度(具体数据见表4)的标准溶液，在最佳的仪器工作状态下，测定各元素吸光度值，绘制标准曲线。

表4 五种元素各标准溶液质量浓度(单位μg·mL-1)

表5 五种金属元素吸光度值

3.2 各元素线性回归方程及相关系数

由表6可知，各标准曲线相关系数为0.9987～0.9995之间，有较良好的线性关系

表6 五种元素线性回归方程及相关系数

3.3 样品中各元素的含量及相对标准偏差

将消解的样品定容于50mL容量瓶中作为母液待用，分别准确移取一定量的母液于50mL容量瓶中，稀释到为实验所需倍数，然后用超纯水定容，分别为Ca、Mg、Fe、Zn、Cu的待测溶液，在仪器最佳工作条件下和各元素标准曲线的测定条件下分别测定五种元素的吸光度值，平行测定六次，求出平均值，计算相对标准偏差，来表示分析结果的精密度，测得结果如表7。

表7 五种元素含量及相对标准偏差

从表7中可知绿茶中Mg、Ca含量均较高，Fe含量相对较少,Cu、Zn含量最少。各元素的RSD在0.11%～0.47%之间，说明实验精密度较高，结果较可靠。

3.4 各元素检出限

表8 五种元素检出限

由表8可知，各元素的检出限为0.0052ug/mL～0.0304ug/mL，说明仪器检出限较低，实验方法可靠。

3.5 各元素加标回收率

为了验证实验方法的准确性，在其该方法的上限之内对绿茶进行加标回收实验，见表9。

由表9可知：这五种元素的加标回收率在97.64%～107.16%之间，说明实验准确性比较高。

4 结论

采用微波消解法对绿茶进行消解，消解之后的溶液澄清透明，说明绿茶被消解得比较完全。采用火焰原子吸收分光光度法测定绿茶中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu五种人体所必需微量金属元素的含量。实验结果表明该方法简单快速、检出限低，精密度高。实验测得各金属元素的含量分别为Ca:2.7666mg/g，Mg:3.5908mg/g，Fe:0.1361mg/g， Zn:0.0495mg/g，Cu：0.0144mg/g RSD为0.11%～0.47%；其中各元素的检出限为0.0052ug/mL～0.0304ug/mL；相关系数为0.9987～0.9995；加标回收率为97.64%～107.16%。测得的结果表明绿茶中金属元素含量比较高，特别是Ca、Mg金属元素，而Zn、Cu含量相对偏低。绿茶中微量金属元素的测定，为我们了解绿茶的药理功效及合理饮用绿茶具有很大参考价值。

表9 五种微量金属元素加标回收率