綠茶飲料中微量元素含量的測定分析

屈菊平

（焦作大學(xué)化工與環(huán)境工程學(xué)院，河南焦作454003）

茶葉最早起源于我國，在各種飲品中，茶的愛好者最為廣泛，幾乎遍布全世界。對于茶業(yè)的加工及研究，國內(nèi)外都有很高的重視程度，目前世界茶飲料大有對壘咖啡可樂之勢[1]。綠茶飲料除能止渴解熱外還具有興奮、利尿、強(qiáng)心解痙作用，還能抑制動脈硬化、抗菌抑菌作用，抗癌和抗衰老作用[2]。現(xiàn)代科學(xué)研究證明，特定狀態(tài)下的微量元素是維持健康和防病治病的必要條件之一[3]，微量元素是茶飲品保健作用的物質(zhì)基礎(chǔ)的重要組成部分。長期以來，人們對茶飲品的研究主要集中在茶多酚和咖啡因等有機(jī)成分上，隨著人們對茶飲品成分的深入探討，無機(jī)成分尤其是微量元素日益被人們所重視[4]。隨著醫(yī)藥學(xué)，營養(yǎng)學(xué)和食品科學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了許多微量元素的補(bǔ)充方法，最經(jīng)濟(jì)最有效的方法還是食補(bǔ)，所以研究茶飲品中微量元素的含量對于增強(qiáng)人體健康具有重要意義。前人已用多種方法對茶葉中的微量元素進(jìn)行了測定[5]，但對綠茶飲料中微量元素的測定鮮見報道。本文采用等離子發(fā)射光譜法測定了市場上常見的3個品牌30批次樣品中 K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu 和 Zn 等 7 種微量元素的含量，為探討茶飲品的多種保健作用，新產(chǎn)品的開發(fā)及質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料

1.1 試劑

K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu 和 Zn 標(biāo)準(zhǔn)溶液：由國家鋼鐵材料測試中心，鋼鐵研究總院提供的多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，各元素的濃度為1000μg/mL，HNO3（優(yōu)級純），HClO4（優(yōu)級純），實驗用水為石英亞沸蒸餾水。

1.2 儀器設(shè)備

Optima 2100 DV電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（美國PE公司）；等離子體系統(tǒng)為等離子體側(cè)向-軸向雙觀察系統(tǒng)；光學(xué)系統(tǒng)為中階梯光柵雙光路二維色散分光系統(tǒng)，儀器分辨率小于0.003 nm（200 nm處）；工作方式為光譜直讀，多元素同時測定；霧化系統(tǒng)：正交霧化器。儀器工作條件如表1所示。

表1 ICP-AES工作條件Table 1 Optimized operating parameters

1.3 樣品

3種綠茶飲料是在超市內(nèi)購買，包括綠茶1、綠茶2和綠茶3等品牌飲料，生產(chǎn)期限從2009年到2012年。

2 方法

2.1 樣品處理

準(zhǔn)確移取綠茶25.00 mL置于100 mL燒杯中，加入2.00 mL的HClO4，然后加入6.00 mL的濃硝酸，蓋上表面皿，置于電熱板上加熱消化，在此過程中逐滴加入少量的H2O2，至溶液無色透亮，繼續(xù)加熱至白煙冒盡，溶液近干，冷卻后轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，用2%的稀硝酸溶液定容。每個樣品重復(fù)測定三次，同時制作空白。

2.2 分析波長的選擇

采用ICP-AES法測定茶飲料中微量元素的含量，ICP-AES法對每個元素的測定都可以同時選擇多條譜線，一般在實驗中選擇共存元素譜線干擾少、精密度高和信噪比高的譜線，本實驗選擇的各元素分析譜線波長見表2。

表2 元素分析譜線波長Table 2 Analytical wavelengths of elements（nm）

2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

將各元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制成系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度分別為 0.10、0.50、1.00、5.00、10.00 μg/mL，在選定的儀器工作條件下對各標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，化學(xué)工作站繪制工作曲線，其相關(guān)系數(shù)在0.999 9～1.000 0之間。

2.4 方法的準(zhǔn)確度和精密度

為考察方法的可靠性，對樣品1號綠茶1中的批號為20120106的樣品進(jìn)行了加標(biāo)回收實驗，加標(biāo)回收結(jié)果見表3。

表3 回收率和精密度的測定結(jié)果（n=5）Table 3 Recoveries and precision of the elements（n=5）

從表3可以看出，各元素的回收率在92.5%～105.0%之間，RSD≤4.35%，結(jié)果表明本法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度。

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品的測定結(jié)果

按表1所列儀器的工作條件，用ICP-AES法測定了 3 種品牌綠茶 30 批次樣品中 K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn等7種微量元素的含量，測定結(jié)果見表4、表5和表6。

表4 綠茶1中微量元素的測定結(jié)果 （單位：μg/mL）（n=3）Table 4 The analytical results of natural tea beverages 1（μg/mL）（n=3）

3.2 元素的含量與分析

從測定結(jié)果可以看出，三種綠茶中微量元素含量豐富，含量較多的元素是K、Ca、Mg和Mn，這四種元素的含量順序為K﹥Ca﹥Mg﹥Mn，而Fe、Cu和Zn的含量相對較低，三種綠茶和其它飲品[6]可樂、雪碧、礦泉水相比較，綠茶中K、Mg和Fe含量較高。研究表明，微量元素是人體所必須的營養(yǎng)素之一，它在人體的生理功能中起著特殊的生理作用。

表5 綠茶2中微量元素的測定結(jié)果（單位：μg/mL）（n=3）Table 5 The analytical results of natural tea beverages 2（μg/mL）（n=3）

表6 綠茶3中微量元素的測定結(jié)果（單位：μg/mL）（n=3）Table 6 The analytical results of natural tea beverages 3（μg/mL）（n=3）

采用極差分析方法對三種綠茶中微量元素含量是否存在顯著性差異進(jìn)行檢驗[7]，極差檢驗法是對兩組數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行比較，檢驗統(tǒng)計量為M：

若計算的統(tǒng)計量M值大于拒絕域的臨界值Mα，落入拒絕域內(nèi)，則判斷兩組數(shù)據(jù)的平均值之間有顯著性差異；若落入非拒絕域內(nèi)，則在顯著性水平α下接受原假設(shè)Ho，認(rèn)為平均值是一致的。

對綠茶1和綠茶2，綠茶1和綠茶3，綠茶2和綠茶3中微量元素的測定結(jié)果，采用極差檢驗法進(jìn)行顯著性差異檢驗，計算得到的M值見表7。

表7 三種綠茶不同元素之間的統(tǒng)計量M值Table 7 Statistic M of different elements in three kinds of natural tea beverages

統(tǒng)計量M的臨界值M0.05(10，10)=0.125。

從表7可以看出，綠茶1和綠茶2各對應(yīng)微量元素含量之間的統(tǒng)計量值M12除Cu和Fe外，其它元素的統(tǒng)計量值均小于M0.05(10，10)說明綠茶1和綠茶2中除Cu和Fe外其它5種元素含量沒有顯著性差別，比較M13和M0.05(10，10)可知，在綠茶1和綠茶3各對應(yīng)微量元素含量之間除Ca、Cu和Fe外其它4種元素含量沒有顯著性差別，比較M23和M0.05(10，10)，在綠茶2和綠茶3各對應(yīng)微量元素之間均沒有顯著性差別。綠茶1、綠茶2和綠茶3是我國的知名綠茶品牌，測定結(jié)果表明，在不同批次3種品牌的綠茶中K、Mg、Mn、和Zn的含量沒有顯著性差別，因此，K、Mg、Mn、和Zn的含量可以作為判斷綠茶質(zhì)量的重要指標(biāo)，從微量元素的角度可以看出，綠茶1、綠茶2和綠茶3等品牌綠茶在質(zhì)量上沒有顯著性差異，利用微量元素含量作為綠茶質(zhì)量檢驗的標(biāo)準(zhǔn)尚需要進(jìn)一步的研究。

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