ICP-MS法分析莫干黃芽中的8種重金屬浸出率

◎ 鄭連寶，劉 漫，沈 佳，張 旭，黃 震，章小洪，丁言炎

（1.德清縣食品藥品檢驗檢測中心，浙江 湖州 313200；2.麗水市質量檢驗檢測研究院，浙江 麗水 323000）

黃茶是我國六大茶之一，屬輕發酵茶類[1]。黃茶其特殊的悶黃工藝不僅形成了黃葉黃湯的品質，也造就了黃茶區別于其他茶類的獨特保健價值。研究表明，黃茶中富含茶多酚、咖啡堿、氨基酸、多糖等生物活性物質，具有降血壓、降血糖、抗菌消炎、利尿止痢等作用，及抗衰老、抗氧化、助消化、緩解疲勞等保健功效[2-5]。隨著工業、農業和交通運輸業的迅猛發展，通過各種途徑進入環境中的重金屬元素不斷增加，對農產品的污染日益嚴重。因此，有必要對德清地區在售的莫干黃芽中重金屬含量進行分析，為百姓飲茶消費提供科學的參考。本文通過不同的沖泡次數、沖泡時間和沖泡溫度，對莫干黃芽中8種重金屬元素砷（As）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉛（Pb）、銅（Cu）、錳（Mn）和鋅（Zn）的浸出率進行研究。

1 材料與方法

1.1 主要材料與儀器

莫干黃芽樣品，來自德清地區市場在售茶葉，共11批；多元素標準溶液（As、Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Mn和Zn）：質 量 濃 度1 000 μg·mL-1（美國Inorganic Ventures公司）；標準調諧溶液（Be、Ce、Fe、In、Li、Mg、Pb與U）：質量濃度1 μg·L-1（美國Perkin Elmer）；HNO3（GR，蘇州晶瑞）。NexION350X型電感耦合等離子體質譜儀（美國Perkin Elmer）；微波消解儀（CEM）；電子分析天平（德國Mettler Toledo）。

1.2 試驗方法

1.2.1 茶湯的制備

（1）浸泡次數試驗：稱取茶葉2 g（精確至0.001 g）于500 mL錐形瓶中，加入100 mL 100 ℃超純水，蓋上表面皿，浸泡10 min。傾倒出茶水置于250 mL錐形瓶中，為一浸液，留在燒杯中為一次殘渣。對一次殘渣依次重復上述步驟，得到二浸液、三浸液。

（2）浸泡溫度試驗：稱取茶葉2 g（精確至0.001 g）于一系列500 mL錐形瓶中，分別向燒杯中加入100 mL 60 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃的超純水，分別蓋上表面皿，浸泡10 min。傾倒出茶水置于250 mL錐形瓶中，蓋上表面皿。

（3）浸泡時間試驗：稱取茶葉2 g（精確至 0.001 g）于一系列500 mL錐形瓶中，向燒杯中加入100 mL 100 ℃的超純水，蓋上表面皿，分別浸泡30 s、1 min、2 min、5 min、10 min、15 min、30 min、1 h、2 h、24 h。傾倒出的茶水置于250 mL錐形瓶中，蓋上表面皿。

1.2.2 樣品的處理與檢測

茶湯的處理：取茶湯45.0 mL置于50 mL塑料離心管，加入硝酸1.00 mL，混勻放置后取上層清液，經0.45 μm的微孔濾膜過濾，取濾液稀釋到適合的濃度后進樣，同時做試劑空白，每個樣品做平行2次，ICP-MS檢測。

茶葉的處理：稱取茶葉0.2 g（精確至0.001 g），加入5.0 mL HNO3，2.0 mL 30% H2O2，微波消解后用1%HNO3定容至50.0 mL，同時做試劑空白，每個樣品做平行2次，ICP-MS 檢測。

2 結果與分析

2.1 茶葉樣品中各種重金屬元素的含量

如表1，11種莫干黃芽中各種重金屬含量有明顯的差異，含量相對較高的3種元素Cu、Mn和Zn，最大值分別為30.1 mg·kg-1、1 594.1 mg·kg-1、79.9 mg·kg-1；Ni含量為8.25 mg·kg-1；對人體危害較大的4種元素As、Cd、Cr和Pb，其含量都在限量值之內（As≤2.0 mg·kg-1、Cd≤1.0 mg·kg-1、Cr≤5.0 mg·kg-1、Pb≤5.0 mg·kg-1），均未超標[6-7]。因此，說明11種市場在售的莫干黃芽重金屬元素含量處于安全水平。

表1 市場在售莫干黃芽中各重金屬元素的含量表（單位：mg·kg-1）

2.2 浸泡次數對重金屬元素浸出率的影響

由表2可知，相比二、三浸液，一浸液中各重金屬元素的浸出率最高，隨著浸泡次數的增多，浸出率減小。經過三次的浸泡，As、Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Mn、Zn元素的總浸出率分別為68.9%、7.0%、3.3%、66.5%、7.8%、20.1%、23.2%、44.4%，說明泡茶過程中茶葉重金屬元素有一定的浸出量，其含量的多少可能與重金屬元素的性質和來源途徑有關。

表2 浸泡次數對元素浸出率的影響表（單位：%）

2.3 浸泡時間對重金屬元素浸出率的影響

如表3，隨著浸泡的時間的延長，各種重金屬元素的浸出率也隨著增大。其中，Cd、Cr、Pb、Cu、Mn 5種元素的浸出率相對較低，24 h后的浸出率分別為11.2%，23.7%，13.1%、25.9%和28.2%，說明茶葉中Cd、Cr、Pb、Cu、Mn元素可能更多來自于土壤中重金屬的生物有效性的間接途徑，難以沖泡浸出；而As、Ni、Zn 3種元素的浸出率相對較高，24 h后的浸出率分別為87.8%、77.1%和45.1%，說明茶葉中As、Ni、Zn元素可能更多來自于大氣沉降或加工的直接途徑，易于沖泡浸出。

表3 浸泡時間對元素浸出率的影響表（單位：%）

2.4 浸泡溫度對重金屬元素浸出率的影響

表4數據顯示，隨著水溫的升高，各種重金屬元素的浸出率也隨著增大。其中，Cd、Cr、Pb、Cu和Mn 5種難以沖泡浸出的元素，100 ℃的浸出率分別為7.5%、3.5%、7.9%、15.0%和16.9%，而As、Ni和Zn 3種易于沖泡浸出的元素，100 ℃浸泡后的浸出率分別為63.7%、54.0%和32.7%。

表4 浸泡溫度對元素浸出濃度的影響表（單位：%）

因此，洗茶的溫度以90 ℃～100 ℃為宜，能把茶葉表面附著的大部分重金屬元素充分洗掉，洗茶之后沖泡茶葉的水溫以80 ℃左右為宜，減少茶葉中重金屬元素的浸出。

3 結論

試驗選取的11種市場德清地區在售的莫干黃芽中重金屬含量處于安全的水平，對人體危害較大的As、Cd、Cr和Pb 4種元素含量均在安全限量值之內。但在日常飲茶時洗茶是很有必要的，應盡量避免喝長時間浸泡的茶湯；選擇合適的浸泡溫度對降低茶湯中的重金屬含量具有重要作用，可以達到科學健康的飲茶效果。