茶叶蛋对茶汤中铝的吸附研究

占文慧

摘 要：目的：采用微波消解电感耦合等离子体质谱法探究茶叶蛋对茶汤中铝的吸附情况。方法：考虑到茶叶蛋不同组成部分的基体效应，建立微波消解和电感耦合等离子体质谱法条件，在测定鸡蛋原料中铝残留的基础上，对茶叶蛋浸泡过程中铝元素含量的动态变化进行监测。结果：在0～500 ?g/L线性良好，最低检出限为0.065 mg/kg，在添加水平为1.0 mg/kg，3.0 mg/kg和9.0 mg/kg条件下，铝的加标回收率在102%～108%，相对标准偏差在1.5%～4.3%（n=6）。茶叶蛋中的不同组成部分对铝的吸附程度不同，即蛋膜>蛋壳>蛋白>蛋黄。结论：该方法具有回收率高、重现性好、灵敏度高等特点，适用于茶叶蛋对茶汤中铝的吸附研究。

关键词：茶叶蛋;铝;微波消解;电感耦合等离子体质谱法

Abstract： A microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS） for the determination of aluminum migration in the tea eggs was established. Considering the matrix effect of different components of tea eggs， the conditions of microwave digestion and inductively coupled plasma mass spectrometry were established. Based on the determination of aluminum residue in egg raw materials， the dynamic changes of aluminum content in tea eggs soaked in tea were monitored. The results show that in the range of 0～500 μg/L. The linearity is good in the range of mass concentration， and the minimum detection limit is 0.065 mg/kg. When the addition levels are 1.0 mg/kg， 3.0 mg/kg and 9.0 mg/kg， the recovery of aluminum is 102%～108%， and the relative standard deviation is 1.5%～4.3%（n=6）. For different components of tea eggs， the adsorption degree of aluminum is different： egg film>egg shell>protein>egg yolk. The method has the characteristics of high recovery， good reproducibility and high sensitivity. It is suitable for the adsorption of aluminum in tea soup by tea eggs.

Keywords： tea egg; aluminum; microwave digestion; inductively coupled plasma mass spectrometry

茶葉蛋是中国传统美食之一，因其口感香醇，做法简单，携带方便等优点，深受人们的喜爱。茶叶作为茶叶蛋的主要原料，茶叶蛋在煮制过程中，茶汤的浸泡使得煮出来的茶叶蛋色泽褐黄，口感清香。然而茶树与其他植物不同，对铝有富集作用，是比较典型的富铝植物，铝主要是积累在茶树中的老叶和根系中[1]。

日常消费的茶叶，其铝含量一般在150～1 800 mg/kg。称取5 g茶叶，用100 mL沸水冲泡，茶水中铝的量一般为3～800 mg/kg，茶叶品种、加工工艺以及生长环境都能影响铝含量的高低[2]。铝若过量摄入，可对机体的肾、脑和肝脏等方面产生影响[3]。庞伟毅等[4]研究表明铝对神经细胞具有一定的细胞毒性作用。世界卫生组织于1989年正式将铝确定为食品污染物并加以控制[5]。我国卫生部2006年颁发的《生活饮用水卫生标准》中也将铝列为饮用水水质控制指标之一，并明确规定饮用水中铝含量不得高于0.2 mg/L[6]。

茶叶蛋在煮制和浸泡过程中，茶叶中铝在鸡蛋中迁移的测试方法及指标尚属空白。如今，全世界都在关注食品安全，提倡健康饮食，研究茶叶蛋中铝的迁移有一定的社会意义。

目前，食品中铝的检测方法主要有4种。①铬天青分光光度法[7-11]。②电感耦合等离子体质谱法[12-13]。

③电感耦合等离子体发射光谱法[14]。④石墨炉原子吸收光谱法[15]。

鸡蛋中铝迁移过程涉及蛋壳、蛋膜、蛋白和蛋黄中铝的检测，但蛋黄油脂含量高，蛋壳含盐量高。因此，需要研究一种合适的消解方法和检测方法，满足茶叶蛋中铝迁移试验的需求。试验建立样品前处理方法，采用电感耦合等离子体质谱法进行检测。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鸡蛋和茶叶样品购于超市。

铝标准溶液（1 000 ?g/mL，国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院）;硝酸（UPS级，68%，苏州晶瑞化学股份有限公司）;钪标准溶液（1 000 ?g/mL，国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院）;试验用水为Milli-Q净化系统过滤的纯水。

1.2 仪器与设备

7900电感耦合等离子体质谱仪（美国安捷伦科技有限公司）;Ethos Up微波消解仪（意大利Milestone公司）;ME204电子天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）;DHG-9245A鼓风干燥烘箱（上海一恒科学仪器有限公司）;Milli-Q超纯水纯化系统（美国Millipore公司）电炉。

1.3 试验方法

1.3.1 茶叶蛋制备过程

将熟鸡蛋分为鸡蛋壳完整、壳破损和鸡蛋壳、膜破损3种情况。茶汤煮沸2 h后加入熟鸡蛋进行浸泡，制成壳完整茶叶蛋1、壳破损茶叶蛋2和壳、膜破损茶叶蛋3（简称茶叶蛋1、茶叶蛋2和茶叶蛋3）。煮制过程中，定期取茶水和茶叶蛋，监测铝元素含量变化。煮蛋容器为玻璃器皿，此前用20%硝酸进行浸泡，确保没有铝残留，以避免外界因素可能带来的干扰。

1.3.2 制样

将原料熟鸡蛋和茶叶蛋中壳、壳膜、蛋白和蛋黄分离后，于105 ℃烘24 h，烘干后，粉碎备用。

1.3.3 消解

称取适量上述粉碎后的样品，于微波消解罐中，加入6～8 mL硝酸，置于微波消解仪中消解，消解程序见表1。微波消解完毕，冷却后取出消解罐，在电热套上于140～160 ℃赶酸至0.5～1.0 mL。消解罐放冷后，向消解罐中加入2 mL盐酸，用少量水洗涤消解罐2～3次，溶液用水定容至50 mL，制成4%盐酸基质的上机溶液。

1.3.4 标准溶液配制

准确移取铝标准溶液至容量瓶中，用2%硝酸溶液定容，配制成中间液。使用时根据试样中质量浓度，用4%盐酸溶液逐级稀释成系列质量浓度标准溶液。

1.3.5 电感耦合等离子体质谱法条件

RF功率1 550 W，采样深度8 mm，雾化气流量0.92 L/min，稀释气流量0.15 L/min，蠕動泵转速0.10 r/s。

2 结果与分析

2.1 微波消解加酸量的确定

蛋壳、蛋膜、蛋黄和蛋白，均为烘干粉碎后进行检测，其中蛋黄脂肪含量高，难消解。在称样量0.5 g，加酸量6 mL时，消解液淡黄色，消解不完全;加酸8 mL，消解液无色透明，消解完全。随着称样量的增加，所需硝酸量增加，考虑到消解罐容量一定，硝酸加入量过多，造成试剂浪费、赶酸时间延长。因此，称样量在0.5 g以下，加8 mL硝酸确保鸡蛋4个组成部分在相同条件下均能消解完全。

2.2 上机样液基质的确定

采用钪元素作为在线内标，由图1和图2可知，样液基质为4%硝酸时，蛋膜、蛋黄和蛋白内标回收率都在90%～110%，但蛋壳由钙盐组成，无机盐含量高，导致其内标回收率为60%～70%。样液基质为4%盐酸时，蛋壳、蛋膜、蛋白和蛋黄内标回收率均在90%～110%。因此，微波消解液赶酸至近干后，加入2 mL盐酸，定容至50 mL后作为上机样液。

2.3 方法的线性范围及检出限

取铝标准系列溶液上机测定，以铝元素浓度为横坐标，铝元素响应值与内标响应值的比值为纵坐标，进行线性回归，得到线性回归方程为Y=0.002 419X+0.010 2，线性范围为0～500 ?g/L，相关系数为0.999 9。在相同条件下，重复测定11次空白，计算11次空白信号值的标准偏差S，以3倍标准偏差S与标准曲线的斜率b的比值（3S/b）作为仪器的检出浓度。样品质量m=0.5 g定容至体积v=50 mL，电感耦合等离子体质谱法测茶叶蛋中铝的方法检出限计算公式为：

检出限结果见表2。电感耦合等离子体质谱法测茶叶蛋中铝含量具有良好的线性，极低的检出限，可用于食品中铝痕量分析。

2.4 检测方法的准确度和精密度

选取熟鸡蛋，分离蛋白、蛋黄、蛋膜和蛋壳。采用试验前处理方法处理后，添加3个不同水平的标准溶液，每个添加水平重复测定6次，计算平均回收率和相对标准偏差，结果见表3。

3 方法的应用

茶叶蛋煮制浸泡过程中，对不同时间节点的茶叶蛋及茶汤进行取样分析。茶叶在水中煮沸浸泡2 h后，茶汤中铝含量达到12.1 mg/kg，加入鸡蛋后，茶汤中铝含量减少，降至7.24 mg/kg后，基本保持稳定。与此同时，茶叶蛋中铝含量逐步上升，并达到某一稳定峰值，如蛋膜铝含量升至302.33 mg/kg。茶水中铝元素在茶叶蛋煮制浸泡过程中发生了一定程度迁移，且从鸡蛋外部向内部迁移。然而鸡蛋不同组成部分、鸡蛋的破损程度对铝元素的吸附存在着较明显的差异，具体结果见表4。

3.1 茶叶蛋不同组成部分对铝元素的吸附

由表4可知，茶叶蛋中蛋壳、蛋膜、蛋白、蛋黄在茶水中浸泡16 h后，铝的增加量减少，铝吸附趋于平衡。在相同条件下，蛋膜对铝的吸附量要高于蛋壳、蛋白和蛋黄。蛋壳表面主要是由钙盐组成的石灰质硬壳，较粗糙，空隙大，而壳膜是由胶原蛋白纤维交织成的网状结构且含有多种基团，因此其吸附性能优于蛋壳[16]。孙雪芳等[17]研究表明蛋膜表面有大量不规则孔洞，具有较高的比表面积，同时其表面富含羟基，羰基等活性官能团，能和不同金属离子产生静电力作用而被吸附。因此，蛋膜对铝有一定的富集作用。

3.2 壳、膜破损程度对蛋壳吸附铝的影响

由表4可知，茶叶蛋在浸泡2 h后，蛋壳中铝元素含量变化明显，茶叶蛋蛋壳中铝元素含量随着浸泡时间的延长而上升，16 h后，铝含量在19.26～20.54 mg/kg，铝吸附量趋于平衡。对于茶叶蛋1、茶叶蛋2和茶叶蛋3这3种情况下的蛋壳，铝元素在蛋壳上的吸附过程基本一致。壳完整或者破损对蛋壳的铝吸附无明显影响。

3.3 壳、膜破损对蛋膜吸附铝的影响

由表4可知，茶叶蛋1膜对铝吸附量低且在浸泡过程中的整体变化幅度较小;茶叶蛋2膜和茶叶蛋3膜浸泡2 h后，铝元素含量变化明显，茶汤中铝元素的快速转移到破损鸡蛋内膜中，16 h后迁移逐步放缓，鸡蛋膜中铝含量趋于平衡。茶叶蛋3膜对铝吸附量>茶叶蛋2膜对铝吸附量>茶叶蛋1膜对铝吸附量。蛋壳膜是一种双层水不溶性膜，分为内膜和外膜[18]。这说明壳破损有利于膜对铝的吸收，且一旦膜破损后，膜的内外表面对铝都有吸附。

3.4 壳、膜破损对蛋白、蛋黄吸附铝的影响

铝的含量在茶叶蛋的蛋白及蛋黄中的整体变化幅度较小，且在浸泡16 h后铝含量基本趋于平衡。茶叶蛋3中蛋白和蛋黄对铝的吸附要高于茶叶蛋1、2中的蛋白和蛋黄。从某种意义上来说，蛋白和蛋黄对铝的吸附量较小（0.12～1.58 mg/kg），即便是破损的鸡蛋，其蛋白和蛋黄对铝的吸附量也是很小。说明蛋白和蛋黄对铝的吸附量小，不是由于蛋壳或者蛋膜的保护，而是蛋白和蛋黃本身的性质决定其对铝的吸附程度低。

4 结论

本文建立了微波消解电感耦合等离子体质谱法测定茶叶蛋对茶汤中铝吸附的方法。铝含量在0～500 ?g/L线性良好，最低检出限0.065 mg/kg，在添加水平为1.0 mg/kg、3.0 mg/kg、9.0 mg/kg条件下，铝的加标回收率在102%～108%，相对标准偏差在1.5%～4.3%（n=6）。在对茶叶蛋浸泡过程中铝含量动态变化的监测分析发现，茶叶蛋对茶汤中铝有吸附聚集现象，茶叶蛋中不同组成部分对铝的吸附程度不同。其中蛋膜对铝吸附量达到313.63 mg/kg，而作为可食用的蛋白和蛋黄对铝的吸附量均小于2.0 mg/kg。JECFA第74次大会将铝的每周允许摄入量（PTWI）修订为每周每公斤体重2 mg[5]。因此，食用茶叶蛋的蛋白和蛋黄是安全可靠的。本文为食品烹饪安全风险评估进行了有益的探索。

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