測定茶水中重金屬的含量及其浸出實驗因素分析的應(yīng)用方案

引言
飲茶在我國有上千年的歷史,研究發(fā)現(xiàn)茶葉中富含多種礦物質(zhì)元素、維生素、氨基酸、以及茶多酚等成分,具有抗癌、抗氧化、預(yù)防心血管疾病等作用.因此茶葉受到全世界人民的喜愛.研究表明環(huán)境中的重金屬污染直接或間接地影響茶葉的種植生產(chǎn),從而影響茶葉的品質(zhì)和價值,更有甚者可以引發(fā)慢性中毒,危害消費(fèi)者健康.因此茶葉的衛(wèi)生質(zhì)量狀況也成為消費(fèi)者關(guān)心的一個熱點(diǎn)問題.由于茶葉必須經(jīng)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(guī)律作進(jìn)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(shù)對其重金屬浸出率的影響,為茶葉的安全風(fēng)險評估提供理論參考.
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(shù)對重金屬浸出率的影響.結(jié)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(biāo).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(shù)的增加而降低。

材料與試劑
茶葉粉碎后過40目篩備用.銅(Cu)、錳(Mn)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度均為1g/L,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心);砷(As)單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度為0.1 g/L,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心);其余試劑均為分析純;

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(nèi)干燥4 h~8 h,粉碎(過40目篩),放置干燥器內(nèi)備用.參照國標(biāo)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(fā)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(jìn)行消化處理,同時做空白.

重金屬浸出規(guī)律的研究
不同浸泡次數(shù)茶水制備準(zhǔn)確稱取2.0g綠茶于碘量瓶中,加入50mL100℃去離子水,浸泡 10 min,過濾,濾液為第1次溶出液;再加入50 mL 100℃去離子水,浸泡 10 min,過濾,濾液為第2 次溶出液;繼續(xù)加入50 mL 100℃去離子水,浸泡 10 min,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10 mL~15 mL,待冷卻后,加入10 mL 混合酸,浸泡過夜,按上述方法消化處理,冷卻、用0.5 mol/L 硝酸定容至 25 mL,待測.
不同浸泡溫度茶水制備分別準(zhǔn)確稱取2.0 g綠茶于碘量瓶中,分別加入50 mL 80、90 ℃和100℃的去離子水,常溫浸泡 10 min,過濾,將濾液加熱濃縮到10 mL~15 mL,待冷卻后,加入10 mL 混合酸,浸泡過夜,按上述方法消化處理,冷卻,用0.5 mol/L硝酸定容至25 mL,待測.
不同浸泡時間茶水制備分別準(zhǔn)確稱取 2.0g 綠茶品于碘量瓶中,加入 50mL100 ℃去離子水,分別浸泡 10、30、60 min,過濾,將濾液加熱濃縮到 10 mL~15 mL,待冷卻后,加入 10 mL 混合酸,浸泡過夜,按上述方法消化處理,冷卻,用 0.5 mol/L硝酸定容至 25 mL,待測.

儀器測定
本實驗采用AA-1800DL原子吸收分光光度計測定銅、錳兩種元素,用美析AFS-680雙道原子熒光光度計測定鉛、汞、鎘、砷四種元素,分別精確量取 Cu、Mn、Pb、Hg、Cd、As 標(biāo)準(zhǔn)溶液,用 0.5mol/L硝酸逐級稀釋,測定吸光度和熒光值,對各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線.

結(jié)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 30 min 時達(dá)到高峰,30 min 后茶葉浸出液中重金屬含量基本不再變化.實驗結(jié)果表明浸泡溫度與重金屬的浸出率呈正相關(guān),人們通常習(xí)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(shù)的增加,茶葉浸出液中重金屬含量降低,飲茶時洗茶的習(xí)慣可以適當(dāng)?shù)慕档筒枞~浸出液中重金屬含量.