茶葉中重金屬含量測定及其浸出規律的研究

張洋婷，馬洪波，郗艷麗，劉敏，宋春梅（吉林醫藥學院公共衛生學院，吉林吉林132013）

茶葉中重金屬含量測定及其浸出規律的研究

張洋婷，馬洪波，郗艷麗，劉敏，宋春梅*
（吉林醫藥學院公共衛生學院，吉林吉林132013）

摘要：采用火焰原子吸收光譜法和原子熒光光譜法測定茶葉及其茶水中重金屬含量，研究浸泡時間、浸泡溫度、浸泡次數對重金屬浸出率的影響。結果表明：六種茶葉中重金屬元素含量差異較大，同種元素在不同茶葉中的含量也略有不同。六種茶葉樣品中Cu和Pb元素含量都未超標。6種重金屬元素在綠茶浸出液中的含量在前30分鐘都隨著浸泡時間的增加而增加，且各元素浸出率都隨著浸泡次數的增加而降低。

關鍵詞：茶葉；重金屬；浸出率

飲茶在我國有上千年的歷史，研究發現茶葉中富含多種礦物質元素、維生素、氨基酸、以及茶多酚等成分，具有抗癌、抗氧化、預防心血管疾病等作用[1]。因此茶葉受到全世界人民的喜愛。研究表明環境中的重金屬污染直接或間接地影響茶葉的種植生產，從而影響茶葉的品質和價值[2-3]，更有甚者可以引發慢性中毒[4]，危害消費者健康[5]。因此茶葉的衛生質量狀況也成為消費者關心的一個熱點問題。由于茶葉必須經過沸水浸泡后才可飲用，因此必須對茶水中重金屬的含量及其浸出規律作進一步的考察才有意義，本實驗通過測定綠茶、紅茶、青茶、黑茶、白茶、黃茶以及其茶水中銅（Cu）、錳（Mn）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）重金屬含量，并以綠茶為例，研究不同的浸泡時間、浸泡溫度、浸泡次數對其重金屬浸出率的影響，為茶葉的安全風險評估提供理論參考。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

茶葉均采購于吉林市江南批發市場，綠茶（產地為安徽）；紅茶（產地為云南）；青茶（產地為福建）；黑茶（產地為湖南）；白茶（產地為福建）；黃茶（產地為福建），粉碎后過40目篩備用。銅（Cu）、錳（Mn）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）單元素標準溶液（濃度均為1 g/L，國家標準物質研究中心）；砷（As）單元素標準溶液（濃度為0.1 g/L，國家標準物質研究中心）；其余試劑均為分析純；實驗用水均為娃哈哈純凈水：吉林娃哈哈食品有限公司。

1.2儀器

6810原子吸收分光光度計：上海森譜科技有限公司；AFS-8230型原子熒光分光光度計（附AS-90自動進樣器）：北京吉天儀器有限公司；FA1104N電子天平：上海精密科學儀器有限公司；202-1A型電熱恒溫干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司。

1.3茶葉樣品及茶水的消解

稱取一定量茶葉，置于80℃恒溫干燥箱內干燥4 h～8 h，粉碎（過40目篩），放置干燥器內備用。參照國標法GB/T 30376-2013《茶葉中鐵、錳、銅、鋅、鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫的測定電感耦合等離子體原子發射光譜法》，采用濕法消化法消化茶葉及茶水[6]，每個樣品取3個平行樣進行消化處理，同時做空白。

1.4重金屬浸出規律的研究

1.4.1不同浸泡次數茶水制備

準確稱取2.0g綠茶于碘量瓶中，加入50mL100℃去離子水，浸泡10min，過濾，濾液為第1次溶出液；再加入50 m L 100℃去離子水，浸泡10min，過濾，濾液為第2次溶出液；繼續加入50m L 100℃去離子水，浸泡10min，過濾，濾液為第3次溶出液。分別將第1、2、3次溶出液加熱濃縮到10mL～15mL，待冷卻后，加入10mL混合酸，浸泡過夜，按上述方法消化處理，冷卻、用0.5mol/L硝酸定容至25mL，待測。

1.4.2不同浸泡溫度茶水制備

分別準確稱取2.0 g綠茶于碘量瓶中，分別加入50mL 80、90℃和100℃的去離子水，常溫浸泡10min，過濾，將濾液加熱濃縮到10mL～15mL，待冷卻后，加入10mL混合酸，浸泡過夜，按上述方法消化處理，冷卻，用0.5mol/L硝酸定容至25mL，待測。

1.4.3不同浸泡時間茶水制備

分別準確稱取2.0g綠茶品于碘量瓶中，加入50m L 100℃去離子水，分別浸泡10、30、60min，過濾，將濾液加熱濃縮到10mL～15mL，待冷卻后，加入10mL混合酸，浸泡過夜，按上述方法消化處理，冷卻，用0.5mol/L硝酸定容至25mL，待測。

1.5儀器測定條件

本實驗采用火焰原子吸收光譜法測定銅、錳兩種元素，用原子熒光光譜法測定鉛、汞、鎘、砷四種元素，其工作條件見表1和表2。

表1　火焰原子吸收光譜法的測定條件Table1　Thedeterm ination parametersof Flameatom ic absorption spectrometry

表2　原子熒光光譜法的測定條件Table2　The determ ination parametersof Atom ic fluorescence spectrometry

1.6線性關系

分別精確量取Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As標準溶液，用0.5mol/L硝酸逐級稀釋，在1.5項所示條件下測定吸光度和熒光值，對各元素標準溶液進行測定并繪制標準曲線。各元素的回歸方程及相關系數R2見表3。

表3　各元素線性回歸方程及相關系數Table3　The linear regression equationsand related coefficientsof six elements

1.7重復性試驗和加樣回收率試驗

取綠茶樣品，按1.3項方法平行制備6份樣品，在1.5項工作條件下測定，RDS在10%以內；精密稱取已測知含量綠茶樣品0.12 g共6份，分別精密加入各元素的標準溶液適量，按1.3項下方法制備溶液，按1.5項下工作條件進行測定，結果回收率在82%～105%。

2　結果與討論

2.1茶葉及茶水中重金屬含量

實驗結果顯示：六種茶葉中重金屬元素含量差異較大，同種元素在不同茶葉中的含量也略有不同。目前，茶葉重金屬含量的相關標準中，只對Cu和Pb的上限分別為：60mg/kg和5mg/kg，表4可知，6種茶葉樣品中Cu和Pb元素含量都未超標。表5可見，六種茶葉中Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As元素含量均高于其茶水中的含量，同一元素在茶葉和茶水中的含量呈正相關，即茶葉中的重金屬含量越高，其在茶水中的含量也越高。不同品種的茶葉及茶水中的礦物質元素含量均為：Mn﹥Cu﹥Cd﹥Pb﹥Hg﹥As，再次證實了茶葉富含Mn元素的這一特點。其中As元素在黑茶、白茶、黃茶三類茶葉、茶水中均未檢測到，這與王小平等[7]研究結論不符。各類茶葉中礦物質元素含量存在差異，可能是茶葉種類、栽培方式、茶園周圍環境及氣候條件等因素造成，也可能是茶葉在加工過程中受到污染而引起的。

表4　茶葉中重金屬元素含量Table 4　Theheavymetals conten t in Tea

表5　茶水中六種重金屬元素含量（一浸液）Table5　Theheavymetals content in Teawater（the first leach liquor）

2.2重金屬浸出規律的研究

針對浸泡次數、浸泡溫度和浸泡時間對綠茶樣品分別進行測定結果見圖1～圖3。

圖1　浸泡次數對綠茶中銅、錳、鉛、汞、鎘、砷元素浸出率的影響Fig.1　Effectof soaking num ber on Cu，M n，Pb，Hg，Cd and As leaching rate in G reen tea

圖2　浸泡時間對綠茶中銅、錳、鉛、汞、鎘、砷元素浸出率的影響Fig.2　Effectof soaking time on Cu，M n，Pb，Hg，Cd and As leaching rate in Green tea

由圖1可知，各種重金屬的浸出率隨著浸泡次數的增加而降低，即一浸液中各種重金屬元素的含量最高。由圖2可知，在綠茶中，隨著浸泡時間的延長，茶葉浸出液中Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As元素的含量逐漸增加，在30min時達到高峰，30min后茶葉浸出液中重金屬含量基本不再變化。由圖3可知，各元素浸出率隨溫度上升而提高，在100℃時各元素的浸出率最高。

圖3　浸泡溫度對綠茶中銅、錳、鉛、汞、鎘、砷元素浸出率的影響Fig.3　Effectof soaking tem peratureon Cu，M n，Pb，Hg，Cd and As leaching rate in G reen tea

3　結論

浸泡時間對綠茶中重金屬的浸出率有一定影響，隨著浸泡時間的增加，茶葉浸出液中Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As元素的含量逐漸增加，在30min時達到高峰，30min后茶葉浸出液中重金屬含量基本不再變化。實驗結果表明浸泡溫度與重金屬的浸出率呈正相關，人們通常習慣用沸水沖泡茶葉，可使茶葉中的重金屬和微量元素最大限度的浸出。而隨著浸泡次數的增加，茶葉浸出液中重金屬含量降低，飲茶時洗茶的習慣可以適當的降低茶葉浸出液中重金屬含量。

參考文獻：

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[2]ChongWei Jin,Shao TingDu,KaiZhang,etal.Factors determining copperconcentration in tea leavesproduced atYuyao County,China [J].Food and Chemical Toxicology,2008,46(6):2054-2061.

[3]HanW Y,ShiY Z,Ma LF,etal.Effectof limingand seasonalvariation on lead concentration of tea p lant(Camellia sinensis(L.)O. Kuntze)[J].Chemosphere,2007,66(1):84-90

[4]PerellóG,Martí-Cid R,Llobet JM,etal.Effects of various cooking processes on the concentrations of arsenic,cadmium,mercury,and lead in foods[J].Foodand ChemicalToxicology,2008,56(23):11262-11269

[5]Fontcuberta M,Calderon J,VillalbíJR,etal.Total and inorganic arsenic inmarketed food and associated-health risks for the Catalan (Spain)population[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011,59(18):10013-10022

[6]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局,中國國家標準化管理委員會.GB/T 30376—2013《茶葉中鐵、錳、銅、鋅、鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫的測定電感耦合等離子體原子發射光譜法》[S].北京:中國標準出版社,2013:12-31

[7]王小平,馬以瑾,徐元春.原子熒光光譜法測定不同產地茶葉中As,Se,Hg和Bi四種元素含量[J].光譜學與光譜分析,2008,28(7): 1653-1657

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.22.003

收稿日期：2015-03-17

基金項目：吉林省衛生計生課題（2014ZC063）

作者簡介：張洋婷（1986—），女（漢），助教，碩士，研究方向：營養與食品衛生。

*通信作者：宋春梅（1964—），女（漢），教授，碩士。

Determ ination of Heavy M etals in Tea and Exp loring the Law of Solvent Extraction

ZHANGYang-ting，MAHong-bo，XIYan-li，LIUMin，SONGChun-mei*
（Schoolof Public Health，JilinMedicalUniversity，Jilin 132013，Jilin，China）

Abstract：The contents of heavymetals in tea and teawaters had been determined by FAASand FAFS.The effectof soaking time，soaking temperatures and number of soaking times on the leaching rate of heavymetals wasdiscussed in the experiment.The results showed that the difference between contentsofheavymetalswith 6 different typesof tea was bigger.The content of heavymetalswas slightly different in different tea of the same element.The contents of Cu and Pb in the six tea samples were in standard.The contents of heavymetals in six typesof green tea extraction increased with the increase of soaking time in first30minutesand the leaching rate ofheavymetals reduced with the increaseof thesoaking times.

Keywords：tea；heavymetals；leaching rate