原子荧光光度法测定几种市售红茶中砷的含量

　　

原子荧光光度法测定几种市售红茶中砷的含量

郭文博，康海霞

（洛阳师范学院食品与药品学院，河南 洛阳 471934）

摘 要：实验采用微波消解和浸泡法分别处理红茶样品，通过原子荧光光度法检测了几种市售红茶中砷的含量。结果表明不同的处理的方法，砷含量有所不同，但所测样品砷含量都没有超出国家限量，符合安全饮用标准。

关键词：原子荧光光度法；茶叶；砷；微波消解；浸泡

中图分类号：O657.39

Determination of Arsenic in Black Tea Products by Atomic fluorescence spectrometry

Guo Wen-bo,KangHai-xia

（School of Food and Drug,Luoyang Normal University,Luoyang 471934,Henan,China）

Abstract:In this paper, the contents of heavy metal arsenic in several commercially sold black tea were determined by atomic fluorescence spectrometry.The tea samples were treated by microwave digestion and soaking, The results show that the arsenic contents in samples don’t exceed the national limit, which conform to the drinking safety standard.

Key words: black tea;arsenic;microwave digestion;atomic fluorescence spectrometry;soak

引 言

中国是茶叶的原产地，也是产茶大国，古代我国茶的历史可追溯到西汉^[1]。公元 1567年，正山小种红茶问世，并由西方商人将红茶运至英国，甚至西欧、北美、俄罗斯等国^[1]，直至今日，红茶已经成为我国对外茶叶贸易的重要品种。红茶是一种全发酵茶，是以鲜叶为原料，经萎凋、揉捻（揉切）、发酵、干燥等加工工艺制成的产品^[2]。红茶是日常生活中较为常见的饮品之一，红茶因其茶汤色红清亮、香味怡人、口感醇厚，很得人们的喜爱。在我国的国民意识中，茶可以看作为一种养生符号，茶叶因含有其含有茶蛋白、茶多酚、茶多糖、咖啡碱、茶叶皂甙等多种功效成分，具有降血糖、降血脂、降血压、抗血栓、增强机体免疫力、抗抑郁、抗氧化、抗菌和抗辐射等生理功能^[3-5]。有研究^[6-10]表明饮用红茶能促进食欲、提神利尿、减少宫颈癌、心血管疾病等疾病的发生。

近年来，食品安全问题越来越受到人们的关注，作为茶叶的生产和消费大国，茶叶的食品安全问题也越来越引起人们的重视。茶叶中富含多种对人体有益的微量元素，但同时也含有一些微量但对人体有害的重金属元素。重金属是指其密度大于五克每立方米的金属元素，比如汞、镉、砷、铅等^[11]。由于茶叶种植环境和生产加工过程的污染，重金属含量超标现象严重^[12]。在茶叶从田间种植到采摘再到加工、运输、销售等过程都有可能收到来自外界的各种重金属污染，其污染来源主要包括水、土壤、空气等环境污染和种植过程使用的各类农药受造成的农残污染。而重金属可能会从受污染的坏境从茶叶根系吸收后转移至茶树的叶、芽中，而后经食物链富集到人体，重金属到达人体后会因各自的性质而选择不同的人身体部位聚集，例如人体中的铅大约由百分之九十到百分之九十五都蓄积在人体的骨骼中，汞主要聚集在肾脏，而砷则在皮肤、肌肉、骨骼、肝脏和肾脏有分布等等。重金属中的铅、汞均可以通过血脑屏障，会损害人体的神经系统，而镉、铬元素对人体的肾、肝和呼吸道、消化系统均有不同程度的伤害，而砷元素在人体中则对人体的胃肠、神经系统造成损伤，严重的话甚至会造成“三致”，有研究表明低剂量的砷即可致癌^[12]。砷，在自然界广泛存在，能被动物摄入体内，主要通过植物性食物、饮用水和药物进入生物体，人们日常饮茶或者食用、饮用由茶叶加工制成的产品的时候，就有可能会摄入或多或少的重金属砷，并有可能会对人们身体健康造成影响。因此，对红茶中砷元素的含量进行检测，不仅可以把控茶叶质量，也可以为消费者健康饮用红茶提供一定参考。茶叶种植者或茶叶相关产品生产商也可以借此筛选合格的红茶作为生产原料，保证产品质量。

目前用于检测植物中重金属含量的方法有很多，比如ICP-MS 法^[13]、原子荧光光度法（AFS）法^[14-15]、紫外分光光度法^[19]、原子吸收光谱法^[20]等。其中原子荧光光度法由于检出限低、准确度高、操作简单快捷，是检测茶叶中砷含量的最常用方法之一^[16]。目前食品分析检测中样品消解的主要消解方法有微波消解法、湿法消解、干法消解、高压罐消解等，其中微波消解因为其消解能力强、消解速度快、消解完全、消解效率高等优点成为茶叶分析检测中最常用的样品消解方法。本文以6种常见的红茶为样本，根据日常人们多次冲泡茶水的习惯，对茶叶采取微波消解和浸泡的方式对红茶进行前处理，通过原子荧光光度法对红茶中砷元素含量进行了检测，以此来分析日常购买的红茶产品是否可以安全饮用。

1 实验部分

1.1 实验样品

正山小种（福建）、白琳功夫（福建）、金骏眉（福建）、斯里兰卡（安徽）、古树红茶（福建）和洞庭吴红（江苏）。

以上茶叶样品均购买于洛阳市场。

1.2 实验仪器及试剂

1.2.1 实验仪器

MDS-6G微波消解仪：上海新仪微波化学有限公司；原子荧光光度计：PF5 北京普析通用仪器有限公司。

1.2.2 实验试剂

HNO₃（AR，65~68%），H₂O₂（AR）30%，KBH₄（AR，≧95.0%），氢氧化钾（AR，90.0%），L-抗坏血酸（AR，>99.0%），硫脲（AR，≧99.0%），盐酸（AR，36~38%），砷元素标准溶液（1000 μg /mL）、娃哈哈饮用纯净水、超纯水。

1.3 茶叶样品前处理

1.3.1 微波消解处理

称取各类茶叶样品0.25 g，加入微波消解罐中，依次加入10 mL优级纯的HNO₃和2 mL优级纯的H₂O₂，封罐后进行微波消解^[17]。微波消解结束后将其自然冷却至室温，加入10 mL纯净水混匀、过滤，过滤完成后将滤液定容至50 mL待用。各类茶叶称取量及微波消解各阶段控制条件见表 1、表 2。

表 1 微波消解各阶段控制条件^[17]

Tab.1 Control conditions of microwave digestio

表 2 微波消解阶段各类茶叶称取量

Tab.2 Weight of tea treated by digestion

1.3.2 浸泡处理

准确称取各红茶样品各0.25 g，用50 mL的100℃ 的沸水浸泡5分钟。另称取各红茶样品各0.25 g，用50 mL的100℃的沸水浸泡并自然冷却至室温。浸泡组各种红茶样品称取质量见表3。

表 3 浸泡各类茶叶称取量

Tab.3 Weight of tea treated by soaking

1.4 砷标准溶液的制备

移液管准确吸取1000 μg/mL的砷标准储备液1 mL于100 mL容量瓶中，并用0.6 mol/L的盐酸溶液稀释定容，以此类推逐级稀释成10 μg/L的上机标液，并定容至100 mL的容量瓶中待用，最后一步稀释时要加入10 mL的5% 硫脲＋5% 抗坏血酸溶液。,

1.5 仪器工作参数

载气为氩气，原子化器温度200 ℃，主灯电流30 mA，辅灯电流30 mA，载气流量300 mL / min，屏气流量600 mL / min，负高压280 V，读数时间15 s，延迟时间4 s。

2 结果与分析

2.1 砷标准曲线的绘制

将配制好的10 μg/L的砷标准液放置于原子荧光光度计仪器样品区，将进样方式设置为自动稀释，目标浓度设置为0、1、2、4、8和10 μg / L，分别测出其荧光强度，具体实验数据见表 4。

表 4 砷标准浓度-吸光度

Tab.4 Arsenic standard concentration-absorbance

浓度(μg/L)	0	1	2	4	8	10
荧光强度/IF	0.0000	260.75	544.06	1110.06	2142.32	2526.69

根据表4数据，可绘制出砷的标准曲线，得到线性方程为y = 256.85x + 27.121，R² = 0.9976，方程具有可信度 。

2.2 待测红茶茶叶处理样品中砷含量测定

在相同实验条件下，将各种红茶微波消解处理样品和浸泡处理样品放入原子荧光光度计中进行实验，得到荧光强度值，代入线性方程，并根据样品处理过程中稀释比例计算出各类红茶茶叶中砷的含量，具体数据见表 5、表 6、表 7。

表5 微波消解组红茶中砷元素的测定结果

Tab.5 Content of arsenic in black tea treated by digestion

表6 开水浸泡五分钟组红茶中砷元素的测定结果

Tab.6 Content of arsenic in black tea treated by soaking 5 minutes

茶叶名称	白琳工夫	洞庭吴红	金骏眉	斯里兰卡	正山小种
含量（mg/Kg)	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000	0.0000

表7 开水浸泡至室温组红茶中砷元素的测定结果

Tab.7 Content of arsenic in black tea treated by soaking to room temperature

茶叶名称	白琳工夫	洞庭吴红	古树红茶	金骏眉	斯里兰卡	正山小种
IF	150.5691	43.8450	141.0984	70.6788	136.5667	90.7150
浓度(μg/L)	0.4192	0.0000	0.3820	0.1054	0.3642	0.1841
含量（mg/Kg)	0.0838	0.0000	0.0764	0.0209	0.0723	0.0361

3 讨论

实验分别采用微波消解和浸泡的形式对市面购买的六种红茶样品进行前处理，通过原子荧光光度法对6种红茶中砷的含量进行了检测。实验结果表明，微波消解处理的样品中砷含量远远高于浸泡处理，可能是由于微波消解处理后，茶叶中金属砷浸出效率会比较高。开水浸泡至室温样品比浸泡5分钟样品砷含量高，这个与文献报道的浸泡时间对于茶叶中重金属浸出率影响较大^[10]的结论相符合。

根按照国家标准规定，茶叶砷的质量分数不大于2 mg·Kg^-1的限量要求^[18]。根据实验数据分析，本次实验中待测红茶茶叶样品经过微波消解处理和浸泡处理后，砷的含量均低于国家限量，这应该是由于植物中砷元素主要富集在根部，叶片中富集量最低的缘故^[21]。根据本次实验结果分析，人们日常可以放心饮用或食用正规厂家生产、正规渠道购买的红茶和红茶制成品。

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