火麻茶中硒、铜、锌等微量元素的含量测定★

孟彬彬，蓝建京，黄海露，邓亚彤，王如意，谢其财，汪艳平

（河池学院化学与生物工程学院微生物及植物资源开发利用广西高校重点实验室，广西 宜州 546300）

火麻（Cannabis sativa L）系桑科秋收雌雄异株植物大麻，在黑龙江、甘肃、浙江、广西等地均有种植与培育[1]。据《周礼》记载：五谷之一火麻，味甘、性平，具有润燥健脾，滋阴补气，润肠通便的功效。《本草纲目》则言火麻能补益中气，久服康健不老。现代医学研究则认为火麻防止血管中血栓形成[2]，调节血液中血脂的含量，长期使用可以达到降“三高”的效果。在广西巴马县很早就有种植和饮用火麻即火麻茶的传统[3]，火麻茶由具有药用作用的天然植物制备而成，它相对于其他养生茶来说是一种绿色健康、没有添加剂、无污染的养生保健茶，对于现代人们生活与饮食方式所产生的亚健康，饮用火麻茶可以明显改善这类问题。

本实验采用利用火焰原子吸收光谱法检测火麻茶以及其他茶叶品种中锌、铜等微量元素的含量，利用原子荧光分析法检测茶叶试样中的硒元素。是目前对测定茶叶中微量元素的主要流行方法[4-8]。

1 仪器与试剂

1.1 仪器

原子吸收光谱仪，AA-7020，北京东西分析仪器有限公司；全自动四通道氢化物发生器原子，AFS9900，北京海光仪Q 仪器有限公司；荧光光度计，北京海光仪Q 仪器有限公司；型不锈钢加热板，DBIV，江苏金怡仪器科技有限公司；超纯水一体机，石家庄泰勒特仪器设备有限公司；型超声波清洗器，KQ-250DE，昆山市超声仪器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱，DHG-9245A，上海齐欣科学仪器有限公司；高速多功能粉碎机，RH-801，浙江荣浩工贸有限公司；万分之一电子分析天平，AE241S，梅特勒-托利多仪器有限公司；铜空心阴极灯，广州步步宏科学仪器设备有限公司；锌空心阴极灯，北京东西分析仪器有限公司；硒空心阴极灯，北京海光仪器有限公司。

1.2 试剂与样品

硝酸，分析纯，成都金山化学试剂有限公司；盐酸、硫酸、氢氧化钠，分析纯，西陇化工股份有限公司；硼氢化钾，分析纯，上海展云化工有限公司；铜标准溶液、锌标准溶液、硒标准溶液，分析纯，国家有色金属及电子材料分析测试中心。

随机选取当前市场所销售的火麻茶、火麻仁以及一些常饮用的茶叶，具体信息如表1 所示。

表1 试样的基本信息

2 方法与结果

2.1 仪器工作条件

测定铜、锌的条件：火焰原子吸收光谱法，检测波长为324.8 nm、213.9 nm；通带宽度为0.5 nm、0.2 nm；灯电流均为75 mA；燃气流量为1.1 L/min、1.6 L/min；燃烧器高度均为7 mm。

测定硒的条件：原子荧光分析法，检测负高压为300 V；灯电流为80 mA；原子化器预热温度为200 ℃；载气流量为400 mL/min；屏蔽气流量为1000 mL/min；积分方式为峰面积。

2.2 样品预处理

准确称取1.0 g 茶叶样品放于50 mL 锥形瓶中，加入体积比为2∶1的HNO3、HCl 消化液10 mL 置于通风橱处，将锥形瓶放于已经设置好160 ℃温度的加热板上，放入少量的玻璃碎片。加热至溶液澄明，还剩2 mL 左右时，取下，加入5 mL 浓盐酸，继续加热还剩2 mL 时消化完成。取下冷却至室温后，将消化完的试样倒至10 mL 容量瓶中，加2 mL 浓盐酸，用去离子水定容，摇匀，过0.45 μm 膜后低温静置6 h，待测。该消化液用同种方法处理稀释后作为空白溶液。

2.3 线性范围考察

火焰原子光谱法测定Cu 时，依次测定0.0、0.2、0.4、0.8、1.6、2.0 mg/L 铜标准系列溶液吸光度；火焰原子光谱法测定Zn 时，依次测定0.0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0 mg/L 的锌标准系列溶液；原子荧光分析法检测Se 是依次测定0.0、5.0、20.0、40.0、60.0、80.0 μg/L硒标准系列溶液。按照逐级稀释的原理，逐级稀释配制，将配制好的溶液静置30 min 左右进行测定。结果如表2、图1～图3 所示。

图1 铜的标准曲线

图2 锌的标准曲线

图3 硒的标准曲线

表2 铜、锌、硒的标准曲线数据

2.4 标准曲线的绘制

测得铜的线性回归方程为y=0.145 2x-0.005 3；锌的线性回归方程为y=0.018 9x+0.009 6；硒的线性回归为y=42.084x+13.572。

2.5 方法学考察

2.5.1 精密度实验

取试样1 准确称1.0 g 样品按照2.2 方法进行消化处理，对所分析的铜元素用火焰原子吸收法进行6 次重复测定，通过测定数据计算出样品的平均质量浓度为0.634 0 mg/L，标准偏差为0.004 8，相对标准偏差为0.75%，表明仪器精密度良好。

2.5.2 重复性实验

取6 份试样1，每份准确称取1.0 g，按照2.2 方法进行消化处理，需要对每个样品进行3 次重复测定，计算所得每个的相对标准偏差为2.464 2、1.649 1、2.855 8、0.957 3、2.056 5、2.239 0。6 个样品相对标准偏差RSD 为2.037 0%，表明本实验方法重复性良好。

2.5.3 加样回收实验

取3 份试样1，准确称取1.0 g，按照2.2 方法进行消化处理，每个试样进行连续3 次测定，向试样中加入标准使用溶液，分别为测定值的50%、100%、150%，再连续测定3 次，并计算所得平均回收率分别为99.10%、99.90%、98.63%。表明加标回收率数据符合加标回收实验规定的范围内，所测定的结果较为理想，同时也证明了测定火麻茶中铜的含量拥有良好的精确度和准确性。

2.5.4 检测限的实验

对空白溶液按照2.2 方法进行消化处理，进行11 次连续平行测定，计算所得平均质量浓度为0.007 2 mg/L；样品标准偏差为0.003 5 mg/L；铜元素的标准曲线曲率为K=0.145 2；检出限为0.072 3 mg/L。表明该方法和仪器有较好的稳定性。

2.6 测定方法

准确称取1.0 g 不同品牌火麻样品和其他茶叶样品，按照2.2 方法进行消化处理，用火焰原子吸收光谱仪分别对各样品进行测定铜、锌元素浓度。检测结果如表3 所示。

表3 各种茶叶所测铜、锌元素的质量浓度

各火麻茶中长寿奥秘火麻茶中铜的含量最高，长寿奥秘原生态辣木茶的含量最低，经计算平均值为0.6942mg/L，火麻仁中Cu 平均质量浓度为0.8537mg/L；Cu 在绿茶与铁观音所测出来的质量浓度都比较高，其中绿茶则达到了1.538 1 mg/L，是所选取的茶叶中铜质量浓度最高的，而黑茶的质量浓度是最低的。这六类茶中铜质量浓度波动在0 mg/L～2.0 mg/L，符合中国茶叶卫生标准（GB 9679—1988）[9]和达到中国有机茶叶卫生指标（NY 5196—2002）[10]规定的铜质量浓度限定值。把这六类茶叶中铜元素质量浓度从高到低排序依次为：绿茶＞铁观音＞火麻仁＞红茶＞火麻茶＞黑茶。茶叶中锌的质量浓度在10 mg/L～30 mg/L，火麻茶中锌的质量浓度波动不大，相对比较平均，其平均质量浓度为23.492 5 mg/L，火麻仁中Zn 质量浓度相对于其他茶叶是最高的，而甘肃产的火麻仁中Zn 质量浓度最高，达到了27.328 0 mg/L，绿茶的含量最低，与马嫱等[11]的研究结果相似，把这六种茶叶锌质量浓度从高到低排序依次为：火麻仁＞火麻茶＞铁观音＞黑茶＞红茶＞绿茶。

准确称取1.0 g 不同品牌火麻样品和其他茶叶样品，按照2.2 方法进行消化处理，用原子荧光光谱仪分别对各样品进行测定硒元素浓度，检测结果如表4所示。

表4 各种茶叶所测得硒元素元素的浓度

茶叶和火麻仁中硒的含量在4 μg/L～80 μg/L的范围内波动，硒的含量差别较大，火麻仁的含量最高，其中湖北产的火麻仁硒的含量最高，在3 个品种的火麻茶中，原生态辣木茶硒的含量是最高的，但是它们的含量波动幅度不大，处于相对平均的水平，它们的平均含量为24.209 5 μg/L，而在普通茶叶中，黑茶中的含量是最低的，把这六种茶叶硒含量从高到低排序依次为：火麻仁＞火麻茶＞铁观音＞红茶＞绿茶＞黑茶。科学家研究推荐成人每天硒的摄入量为30 μg～50 μg，国际组织上推荐量为40 μg，本次实验测出来的硒含量符合国内国际上相关要求[11-12]。

3 结果讨论

3.1 消化液选择及消解温度的考察

样品应充分反应的基本特性，保证待测样品消化所得元素浓度最高。考察V（HNO3）∶V（HCl）分别为2∶1、3∶1、4∶1、5∶1 时浓H2SO4消化液体系消化出样品浓度情况。浓H2SO4消化出样品浓度为0，V（HNO3）∶V（HCl）=2∶1 消化出浓度最高。根据实验现象，在V（HNO3）∶V（HCl）=2∶1 条件下，考察80、120、160、180 ℃下的溶解情况。实验发现，温度越高，消化效果越好。在160 ℃和180 ℃出现黄色、澄清、无残渣现象，两者消化结果相差不大，根据能耗和安全方面考虑，选择160 ℃进行消化最优。

3.2 料液比的考察

考察25 mL 和10 mL 稀释定容出样品浓度比较，取试样1 准确称取1.0 g 样品2 份，加入V（HNO3）∶V（HCl）=2∶1 参照2.2.方法进行消化处理。结果表明，本实验选用25 mL、10 mL 两种容量瓶对溶液进行稀释定容，结果表明25 mL 定容出样品质量浓度为0.275 1 mg/L，10 mL 定容出为0.700 70 mg/L，经计算与分析料液比为10 mL 定容的方法最优。

4 结论

本研究采用火焰原子吸收光谱法和原子荧光分析法研究硒、锌、铜等微量元素在茶叶中的含量[13]。结果表明，火麻茶与火麻仁的铜含量较低，锌、硒元素含量较高，而火麻仁中硒的含量与火麻茶及其他茶叶相比更高，硒、铜和锌的含量在人体中限定元素的含量符合国家规定要求，说明火麻茶中硒等对人体有益的微量元素是非常丰富的。火麻仁既可以作为部分微量元素的补充剂，又可以作为矿物质元素的综合摄入源[14]。在人体研究中，微量元素在人体内发挥了不同的作用，铜促进新陈代谢、锌促进生长发育、硒促进抗体合成[15]，可为火麻仁开发利用提供参考。