鐵氰化鉀分光光度法測定茶葉中的鐵

劉榮森等

摘要：為了探索茶葉中總鐵含量測定的新方法，利用濕法把茶葉消化，使茶葉中的鐵游離出來，加入NH2OH·HCl使Fe3+還原為Fe2+，再加入K3[Fe（CN）6]，Fe2+與K3[Fe（CN）6]生成可溶性普魯士藍，再通過測定普魯士藍的吸光度來測定茶葉中總鐵的含量。Fe3+含量在0.02～9.60 μg/mL均具有良好的線性關系，線性回歸方程D=0.184 2C+0.028 8（D為吸光度；C為質量濃度，μg/mL），相關系數r=0.999。測定了市售3種茶葉中鐵的含量，平均加樣回收率為97.47%。該法具有分析成本低、試劑無毒、操作簡單、靈敏度高、線性范圍較寬、儀器普及率高等優點。

關鍵詞：普魯士藍；分光光度法；茶葉；鐵

中圖分類號： O657.32文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0344-02

茶葉具有止渴、清神、利尿、治咳、祛痰、明目、益思、除煩去膩、驅困輕身、消炎解毒等功效。茶葉中含有茶單寧、蛋白質、生物堿、果膠、氨基酸、鉀、鈣、鎂、錳、鐵等。其中鐵元素在人體中具有造血功能，參與血蛋白、細胞色素及各種酶的合成，促進生長，鐵還在血液中起運輸氧和營養物質的作用。人體缺鐵可導致缺鐵性貧血、免疫功能下降和新陳代謝紊亂。測定茶葉中的鐵含量對茶葉營養價值的評估具有重要的意義。已報道的茶葉中鐵的測定方法有：光化學伏安法[1]、分光光度法[2-4]、原子吸收光譜法[5-8]、熒光熄滅法[9]等。利用生成普魯士藍的可見光分光光度法測定茶葉中的鐵含量還未見報道。本試驗首先把茶葉消化，加入NH2OH·HCl，使茶葉中的Fe3+還原為Fe2+，然后加入K3[Fe（CN）6]，Fe2+與 K3[Fe（CN）6] 生成可溶性普魯士藍，通過測定普魯士藍在712 nm 處的吸光度來測定茶葉中總鐵的含量。本法所用儀器簡單，操作容易，干擾少，所用試劑無毒且價格便宜，測定靈敏度高、線性范圍較寬，應用于茶葉中鐵含量的測定，結果令人滿意。

1材料與方法

1.1試劑與材料

鐵標準溶液（10 μg/mL）：用十二水硫酸鐵銨（AR，天津市光復精細化工研究所）配制，準確稱取0.431 7 g十二水硫酸鐵銨，加入6 mol/L硫酸10 mL及適量蒸餾水溶解，轉移至500 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，配制成含鐵100 μg/mL的溶液。準確移取含鐵100 μg/mL的溶液20.00 mL，轉移至200 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。鹽酸羥胺（10%）：稱取鹽酸羥胺（AR，國藥集團化學試劑有限公司）4.0 g，放入小燒杯中，加入36 mL蒸餾水，攪拌溶解，轉移入棕色試劑瓶中（臨用時配制）。鐵氰化鉀（1.500 mmol/L）：稱取K3[Fe（CN）6]（AR，天津市德恩化學試劑有限公司）0.246 9 g，放入小燒杯，加入適量蒸餾水溶解，轉移至500 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

市售茶葉3種：信陽毛尖、安溪鐵觀音、祁門紅茶，均購自洛陽市茶葉市場。

1.2儀器

TU-1900雙光束紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；電子天平（上海奧豪斯儀器有限公司）；PHS-3C型精密酸度計（上海大普儀器有限公司）。

1.3試驗方法

1.3.1樣品處理樣品按照王功平等[10]、陳祥海等[11]的方法進行處理，首先把樣品放入烘箱中，90 ℃烘干至恒質量。把樣品研碎，稱取茶葉樣品2.000 0 g，放入200 mL三角瓶中，加入30 mL濃硝酸和3 mL濃硫酸，放置過夜，將三角瓶放在電爐上加熱至沸騰20～30 min，溶液呈棕黃色，冷卻，再加入2 mL濃硝酸，煮沸，重復以上操作，當加濃硝酸不再顯示棕色時，說明茶葉已消化完全，這時溶液呈澄清狀態，繼續加熱煮沸至冒白煙。冷卻，轉移至離心管中，用離心機4 000 r/min離心30 min。棄去沉淀，把上清液轉移入50 mL容量瓶中，用氫氧化鈉溶液調節溶液pH值為1.0，加水至刻度。

1.3.2測定方法準確移取2.00 mL茶葉提取液，放入12.50 mL比色管中，加入1.00 mL 10%的鹽酸羥胺，再加入1.80 mL 1.500 mmol/L的K3[Fe（CN）6]溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，室溫放置10 min，以試劑空白為參比，用分光光度計測定溶液在712 nm處的吸光度。

2結果與分析

2.1反應機理

通過消化反應使茶葉中的鐵游離，然后加入鹽酸羥胺使Fe3+還原為Fe2+，再加入K3[Fe（CN）6]，Fe2+與 K3[Fe（CN）6] 生成可溶性普魯士藍。通過測定普魯士藍在712 nm處的吸光度可間接測定茶葉中總鐵的含量。

2.2最大吸收波長的選擇

按照“1.3”節的試驗方法，以試劑空白為參比，用 TU-1900 雙光束紫外可見分光光度計掃描生成可溶性普魯士藍在 500～900 nm的吸收光譜。圖1表示生成可溶性普魯士藍的光吸收曲線，最大吸收波長為712 nm，故本試驗選擇測定波長為712 nm。

2.3K3[Fe（CN）6]的用量

考察了K3[Fe（CN）6]用量對吸光度的影響。圖2表示K3[Fe（CN）6]用量為0.4～3.0 mL時，溶液的吸光度變化。當K3[Fe（CN）6]用量為1.80 mL時，吸光度達到最大，繼續增加K3[Fe（CN）6]的用量，溶液吸光度基本保持不變，說明K3[Fe（CN）6]已與還原生成的Fe2+完全反應，故選擇1.500 mmol/L K3[Fe（CN）6]溶液用量為1.80 mL。

2.4pH值及顯色時間的選擇

考察了pH值對吸光度的影響，當pH值在0.5～4.0范圍內，考察了不同pH值溶液吸光度的變化情況，圖3表示了溶液pH值對吸光度的影響。 當溶液的pH為1.0時，溶液的吸光度最大，隨著溶液pH值的增大，溶液的吸光度逐漸減小。故本試驗選擇pH值為1.0。endprint

K3[Fe（CN）6]與Fe2+生成可溶性普魯士藍的反應在室溫下就能進行，考察了顯色時間對吸光度的影響，從放置時間1 min到30 min，每5 min測定1次吸光度，觀察溶液吸光度的變化情況。溶液的吸光度從5 min到30 min幾乎保持不變。故本試驗選擇放置時間為10 min。

2.5干擾物質的影響

在最佳試驗條件下，配制Fe3+含量為2.0 μg/mL的溶液進行測定，控制相對誤差在±5%之內，對一些茶葉中常見的有機成分 （咖啡堿、茶單寧、葉綠素、葉黃素、維生素C）和一些常見離子（Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Mn2+）進行了干擾影響的測定。研究表明：100倍的咖啡因、150倍的茶多酚和維生素C、300倍的葉綠素和葉黃素不影響測定，300倍的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Mn2+不影響測定。

2.6工作曲線與檢出限

配制 Fe3+含量（C）分別為0、0.16、0.40、0.80、1.60、2.40、3.20、4.00、4.80、5.60、6.40、7.20、8.00、8.80、9.60 μg/mL的標準溶液，根據試驗方法測其吸光度D并進行線性回歸。Fe3+含量在0.02～9.60 μg/mL均具有良好的線性關系，線性回歸方程D=0.184 2C+0.028 8，相關系數r=0.999。摩爾吸光系數ε=1.03×104 L/（mol·cm）。對11份Fe3+含量為0.32 μg/mL的溶液進行了平行試驗，標準偏差 σ=1.23×10-3，檢測限（3σ/k）為0.020 μg/mL。

2.7樣品測定和回收率試驗

2.7.1樣品測定準確稱取每份待測樣品2.000 0 g，按照“1.2”節的試驗方法進行樣品處理和測定。通過標準曲線法測定樣品中的鐵含量，結果見表1。

2.7.2加標回收率試驗準確稱取信陽毛尖、安溪鐵觀音、祁門紅茶各2.000 0 g，分別加入鐵0.200 0 mg，按“1.3”節的方法進行回收率試驗，結果見表1：回收率為96.6%～98.6%。

3結論

為了測定茶葉中總鐵的含量，首先通過消化，使茶葉中的鐵游離出來，加入鹽酸羥胺使Fe3+還原為Fe2+，然后加入 K3[Fe（CN）6]，Fe2+與K3[Fe（CN）6]生成可溶性普魯士藍。確定了普魯士藍分光光度法測定茶葉中鐵的最佳試驗條件。建立了吸光度與鐵含量的關系，鐵含量在0.02～9.60 μg/mL均具有良好的線性關系，平均回收率達到97.47%。 成功分析了市售3種茶葉中鐵的含量，結果令人滿意。

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