茶叶中微量元素的鉴定与定量测定

摘要：茶叶在我国有数千年的历史，其药效与其微量元素的含量有密切的关系。

本文总结了近年来的各种茶叶中微量元素的溶样和分析测定的方法，溶样如微波制样，悬浮制样法，灰化法制样，酸消化法预处理；分析测定方法包括原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体发射光谱法、分光光度法、示波极谱法等。

茶叶中微量元素的测定研究1.茶叶简介茶叶用其作饮料已有数千年的历史,是世界三大饮料之首. 茶叶中含有多种有机成分和微量元素,经过分离鉴定的已知化合物约500 种,其中具有药用价值的有机物主要有茶多酚、咖啡碱、茶色素、茶多糖、维生素、氨基酸和芳香物质等. 构成这些化合物或以无机盐形式存在的基本元素50 多种,其中宏量元素是C、H、O、N、P、K、S、Ca 、Mg、Al 、Cl 、Na 、Ba 、Br 等. 茶中矿物质(以灰分算含量) 占有4～ 6 % ,其中钾盐约占有50%、磷酸盐占1 5 %. 人体必需的14 种微量元素,茶叶中都含有. 茶叶的药用已进行了广泛的研究,以现代中药有效化学成分新学说为依据,茶叶的药效是因为其含有生物碱、维生素、多羟基化合物、茶多酚等和Mn、Zn、Cu、Fe 、Se 、Ge 等微量元素,两者呈配合状态存在<16 17 >并起协同作用所致.可见,其中的微量元素起到了非常重要的作用.2 茶叶中微量元素分析方法2. 1. 1 微波制样微波溶样,不经分离富集,用标准加入ICP - MS 法,直接测定茶叶中15 种痕量稀土元素. 对微波溶样和等离子体质谱测定条件进行了优化选择. 在最佳实验条件下, 用本法测定了国家一级茶叶标准物GBW0760S 中的单一稀土元素,测得值与标准值吻合好.采用微波消解技术,利用原子吸收法和单频直流等离子体原子发射法测定茶叶和中药中的Ba 、Ca 、Cu、Fe 、K、Mg、Mn、Na 、Sr 、Ti 和Zn. 用四种国家标准参考样品进行考察,结果表明这是一项安全可靠且快速无污<18>染的技术.2. 1. 2 悬浮制样法将悬浮液进样技术应用于火焰原子吸收光谱法,测定了茶叶(茉莉花茶、湘青茶) 及中草药(当归、川、川乌) 中的钾、钙、镁、锰、铜、铁、锌,并用标准加入法测定茶叶中的铁和锌,测定结果都与灰化法吻合,检验表明两方法之间无显著性差异,本方法简便、快速、准确.用悬浮制样和微波制样法测定茶叶中Ba , Cu , Fe , Pb和Zn 的含量,并比较了两种原子光谱技术:悬浮进样电热原子吸收光谱( ETAAS) 和液体进样ICP- AES 法. 研究结果表明,ETAAS 法和ICP - AES法的回收率分别为91 - 99 %和92. 5 % - 102 % ,ETAAS 法的优点是制样简单、灵敏、快速,但若测定同一个样品中的几个元素时,ICP - AES 省时.2. 1. 3 灰化法制样用火焰原子吸收光谱法测定了茶叶中锂元素的含量.比较了两种消解茶叶方法的测定结果. 实验结果表明,干法比湿法效果要好得多,干法消解的回收率在92. 2 %～96. 1 %之间.用平台石墨炉原子吸收法测定茶叶镉中, 以0. 2mg/ mLPdCl2 + 0. 2mg/ mLMg(NO3) 2 的混合液作基体改进剂,能有效的消除生物样品的基体效应,测得茶叶中镉含量为1. 41ng/ g ,相对标准偏差为6. 2 %. 该法简单,精密度好,回收率在95 %～105 %间,利用标准曲线即可测定茶叶样品中镉.2. 1. 4 酸消化法预处理借助尺寸排阻色谱法用ICP - AES 和ICP - MS 测量了红茶和其浸液中约40 种元素,从萃取效率来看,红茶中的元素分三种情况, (1) 容易可萃取元素( >55 %) :Na 、K、Co 、Ni 、Rb 和Tl ; ( 2) 中等可萃取元素( 20 ～55 %) : Mg、Al 、P、Mn 和Zn ; (3) 难可萃取元素( <20 %) : Ca 、Fe 、Cu、Sr 、Y、Zr 、Mo 、Sn、Ba 和镧系元素,此外,还发现茶浸液中的微量元素都是与有机大分子配合的.用微波等离子炬原子发射光谱法(MPT) 测定茶叶中的锰和磷并与ICP - AES 方法对照表明,钾、钙、镁等元素对MPT 法测定锰和磷有基体干扰, 但可用在线标准加入法消除干扰,实验证明:30 倍的钾、10 倍的钙、10 倍的镁对锰和磷的测定不产生干扰。

A：用721型分光光度计测定成都一茶厂茶叶中的微量元素(铁、锌、锰、铜),并与其他省的部分茶叶做了比较,结果表明:茶叶中含有较为丰富的微量元素。

但不同种类的茶叶所含的微量元素有一定的差异。

【关键词】：茶叶;微量元素【正文快照】：0前言茶叶为山茶科植物山茶的叶芽,我国用其作饮料已有数千年的历史,是世界三大饮料之首。

茶叶中含有多种有机成分和微量元素,经过分离鉴定的已知化合物约500种,据国内外研究者测定,人体必需的14种微量元素,茶叶中均存在,茶叶品种不同,产地不同其含量也不同。

目前,测定茶叶中微量元素的方法报道很多,主要有分子光谱法、原子光谱法、原子吸收分光光度法、电化学分析法及联用技术、混合胶束PAN水相光度法、DDTC萃取光度法、BOC光度法、偏最小二乘分光光度法、电感藕合等离子体发射光谱法、分光光度法、示波极谱法、离子选择电极法和伏安…Several microelemets such as Fe,Zn,Mn and Cu in the tea of a Chengdu tea factory were tested by using 721 equipment, and compared with other teas produced in other provinces, the result was proved: microelements in tea are abundant, but they are different in different kind of tea.【Keyword】：Tea;microelement ......B：茶叶深受人们喜爱，我国有悠久的种茶历史和饮茶习惯。

茶叶中含有多种微量元素，它们的生物学功能与茶叶的保健功能和质量安全密切相关，如铜、锌、铬、钒、钴、镍等是维持机体正常生理功能必需微量元素；锶、镓等是具有特殊生理活性的非必需微量元素；镉、铅、锑、汞、铝等微量元素对机体有害[1]。

2016年12月茶叶中的微量元素化学分析蔡跃（华南农业大学，广东广州510642）摘要：作为全球三大饮料之一，茶叶具备着一定的药理与保健功能，而这种保健功能的实现与茶叶中所含的微量元素有着较大关联，为此本文通过对茶叶样品的灰化处理、酸浸溶后，使用原子吸收分光光度法测定茶叶中锰、铁、锌、铜和镉的含量，并进行了茶叶中微量元素对人体健康影响的分析研究。

关键词：茶叶；微量元素；化学分析茶叶在我国栽培及饮用的历史有着上千年之久，我国民众自古以来便认为茶叶有益于人类身体健康，为了验证这一点，笔者从茶叶中所蕴含的微量元素入手，通过原子吸收分光光度法，对茶叶中的微量元素进行了化学分析，希望这一分析能够为开发与人体生命相关的微量元素对茶叶的食疗与保健功能方面的作用提供科学依据。

1实验1.1仪器与试剂本文应用原子吸收分光光度法进行茶叶中微量元素的分析，并选择了Z-8000型偏光塞曼原子吸收分光光度计(日本,日立公司)支持这一技术。

此外，笔者为实验还准备了FA2004电子天平、二次蒸馏水、蒸发皿,容量瓶等玻璃仪器、Mn2+、Fe3+、Zn2+、Cu2+、Cd2+标准储备液。

值得注意的是，为了保证实验不受外在因素影响，笔者在实验前将实验用蒸发皿,容量瓶等玻璃仪器用1∶3硝酸浸泡24h,然后用自来水、蒸馏水、二次蒸馏水冲洗干净，最大程度上保证了实验的准确性与可靠性。

1.2样品的选择、处理与具体实验流程1.2.1样品的选择笔者在本文所进行的茶叶微量元素化学分析中，选择了铁观音、碧螺春、毛峰、松针、普洱、龙井等六种最为常见的茶叶，茶叶样品为笔者亲自到超市中购买而来，其中六种茶叶的原产地依次为福建、江苏、安徽、湖南、云南、浙江。

1.2.2样品的处理六种茶叶样品的处理方式相同，为此笔者在这里只详细介绍一种茶叶的详细处理流程。

在铁观音的处理中，我们首先将（铁观音）茶叶的样品在105℃的环境下烘干，并应用FA2004电子天平准确称量4.0000g 置于坩埚之中，完成这一步骤后我们需要将坩埚置于电热板上，以此实现（铁观音）茶叶样品的碳化，值得注意的是，加热至无烟冒出时便可以初步判定这一碳化已经能够满足实验需求。

实验四十茶叶中微量元素的鉴定与定量测定一、实验目的1. 了解并掌握鉴定茶叶中某些化学元素的方法。

2. 学会选择合适的化学分析方法。

3. 掌握配合滴定法测茶叶中钙、镁含量的方法和原理。

4. 掌握分光光度法测茶叶中微量铁的方法。

5. 提高综合运用知识的能力。

二、实验原理茶叶属植物类，为有机体，主要由C，H，N和O等元素组成，其中含有Fe，Al，Ca，Mg等微量金属元素。

本实验的目的是要求从茶叶中定性鉴定Fe，Al，Ca，Mg等元素，并对Fe，Ca，Mg进行定量测定。

茶叶需先进行“干灰化”。

“干灰化”即试样在空气中置于敞口的蒸发皿后坩埚中加热，把有机物经氧化分解而烧成灰烬。

这一方法特别适用于生物和食品的预处理。

灰化后，经酸溶解，即可逐级进行分析。

铁铝混合液中Fe3+离子对Al3+离子的鉴定有干扰。

利用Al3+离子的两性，加入过量的碱，使Al3+转化为离子留在溶液中，Fe3+则生成沉淀，经分离去除后，消除了干扰。

钙镁混合液中，Ca2+离子和Mg2+的鉴定互不干扰，可直接鉴定，不必分离。

铁、铝、钙、镁各自的特征反应式如下：根据上述特征反应的实验现象，可分别鉴定出Fe，Al，Ca，Mg 4个元素。

钙、镁含量的测定，可采用配合滴定法。

在pH=10的条件下，以铬黑T为指示剂，EDTA为标准溶液。

直接滴定可测得Ca，Mg总量。

若欲测Ca，Mg各自的含量，可在pH>12.5时，使Mg2+离子生成氢氧化物沉淀，以钙指示剂、EDTA标准溶液滴定Ca2+离子，然后用差减法即得Mg2+离子的含量。

Fe3+, Al3+离子的存在会干扰Ca2+，Mg2+离子的测定，分析时，可用三乙醇胺掩蔽Fe3+与Al3+。

茶叶中铁含量较低，可用分光光度法测定。

在pH=2～9的条件下，Fe2+与邻菲啰啉能生成稳定的橙红色的配合物，反应式如下：该配合物的，摩尔吸收系数。

在显色前，用盐酸羟胺把Fe3+还原成Fe2+，其反应式如下：显色时，溶液的酸度过高（pH<2），反应进行较慢；若酸度太低，则Fe2+离子水解，影响显色。

拓展课题1-1茶叶中某些元素的鉴定-苏教版选修实验化学教案实验目的通过实验的方法，了解茶叶中某些元素的存在与否，并对茶叶中的这些元素进行鉴定。

实验原理茶叶中某些元素的含量极少，采用化学分析方法进行测定。

茶叶中含有的主要元素有铝（Al）、铁（Fe）、锰（Mn）、钾（K）、锌（Zn）等。

元素的离子产生某些化学反应，通常经过处理后，通过检验它们的反应特点，可以鉴定它们的存在。

实验步骤1.取一定数量的茶叶，在瓷盘上烘干，并称取精确的质量，在锥形瓶中加水，浸泡10分钟，然后滤去茶叶。

将滤液浓缩到干燥，称取一定数量的干物质备用。

2.取一小部分干物质，加入硫酸铝（Al2(SO4)3）溶液中，加热并保持沸腾数分钟，然后再加入一定量的氨水，振荡均匀。

出现白色沉淀，表明茶叶中含有钾离子。

3.取一小部分干物质，加入硝酸铁（Fe(NO3)3）溶液中，加热并保持沸腾数分钟。

出现棕色沉淀，表明茶叶中含有铁离子。

4.取一小部分干物质，加入稀硝酸（HNO3）和过氧化氢（H2O2）溶液中，加热并保持沸腾数分钟。

出现浅黄色沉淀，表明茶叶中含有锰离子。

5.取一小部分干物质，加热，直至其完全燃烧。

燃烧产生的灰色物质，用硝酸（HNO3）将其溶解，滴入硫化氢（H2S）溶液，出现黄色沉淀，表明茶叶中含有锌离子。

实验结果分析通过实验操作，我们可以很容易地发现茶叶中含有上述所述元素的一部分。

但是需要注意的是，这种方法只能进行初步确认，无法精确测量茶叶中每种元素的含量。

如果需要对茶叶中元素的含量进行精确测量，需要使用更加精确的仪器和分析方法。

实验总结本次实验通过对茶叶中某些元素的鉴定，让我们更加深入地了解了元素的特点和化学反应。

虽然该方法只能进行初步确认，但它也为我们提供了一个了解茶叶元素的重要途径。

在实验过程中，我们需要注意安全，遵守实验室操作规范，确保实验的顺利进行。

参考资料•化学反应原理与实验技能（第二版），杨新鹏等，化学工业出版社，2013年•食品检测技术，朱姝红等，中国轻工业出版社，2008年。

FASS检测茶叶中的微量元素茶汤：（一）样品处理称取5种茶叶样品各5.0 g, 按以下步骤进行操作:1、一浸液A: 将称取的茶叶样品置于50 mL 锥形瓶中, 加入30 mL 去离子水浸泡10min, 不挤压茶渣倾斜尽量流出茶水即为一浸液A, 留在锥形瓶中的为残渣Ñ 。

2、二浸液B: 残渣Ñ中加入30mL去离子水浸泡10min, 不挤压茶渣倾斜尽量流出茶水即为二浸液B, 留在锥形瓶中的为残渣Ò。

3、三浸液C: 在残渣Ò中加入30mL去离子水浸泡10 min, 不挤压茶渣倾斜尽量流出茶水为三浸液C, 留在锥形瓶中的为残渣Ó。

4、分别取一浸液A, 二浸液B, 三浸液C 各10 mL 合并混匀, 放入离心机中, 4 000 r/ min离心10 min, 然后进行过滤, 滤液为D, 将其转移到50 mL 容量瓶中定容至刻度、摇匀，并同时制定试剂空白,待测。

（二）实验仪器和试剂锥形瓶、量筒、滴管、烧杯、玻璃棒、滤纸、铁架台、漏斗、离心机、容量瓶、WFX—IB型(火焰，无火焰)原子吸收光谱、去离子水干法灰化：（一）样品处理：样品用去离子水淋洗表面的土，放入恒温箱(40ºC)中烤干2小时。

称取1 g烤干的茶叶样品于磁钳锅中，置于电热板上加热炭化至无烟冒出低温炭化后，置于高温炉中，升温至550ºC炭化4小时，（考虑到锌、铜熔点低，易挥发，在550℃时微量元素挥发程度不明显，到800℃时才导致测定结果稍有偏低）,待冷却后，移入钳锅中，加入1 ml硝酸5ml 氢氟酸，加热溶解并蒸干，冷却，加入2 ml高氯酸赶尽氟，加热并破坏高氯酸盐，加入2 ml盐酸和少量水加热溶解盐类，冷却，移入100ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

供原子吸收光谱法测定Fe、Cu，，Zn，Mn，Cd，Pb用(A液)。

（二）Cu、Pb、Zn、Cd、Fe， Mn的测定：取A液50ml于200ml烧杯中，用水稀释至100ml,加入酚红指示剂2滴，用2 N氢氧化钠调至溶液呈鲜红色，PH= 8，加入O．5g活性炭，搅拌5分钟，静置5分钟，再搅拌后过滤，弃去滤液，再用4ml 1 ：8硝酸分三次淋洗活性炭，最后用水稀释至10ml摇匀。

茶叶中微量元素的鉴定与定量测定一．实验目的1.学习选择合适的化学分析方法2.掌握配位滴定法测定茶叶中钙、镁含量的方法和原理3.掌握分光光度法测定茶叶中微量铁的方法4.提高综合运用知识能力二．实验原理茶叶属植物类，为有机体，主要由C、H、N和O等元素组成，其中含有Fe、Al、Ca、Mg等微量金属元素。

本实验的目的是要求从茶叶中定性鉴定Fe、Al、Ca、Mg等元素，并对Fe、Ca、Mg进行定量测定。

茶叶需先进行“干灰化”。

“干灰化”即试样在空气中置于敞口的蒸发皿后坩埚中加热，把有机物经氧化分解而烧成灰烬。

这一方法特别适用于生物和食品的预处理。

灰化后，经酸溶解，即可逐级进行分析。

铁铝混合液中Fe3+离子对Al3+离子的鉴定有干扰。

利用Al3+离子的两性，加入过量的碱，使Al3+转化为AlO2-离子留在溶液中，Fe3+则生成Fe(OH)3沉淀，经分离去除后，消除了干扰。

钙、镁混合溶液中，Ca2+离子和Mg2+的鉴定互不干扰，可直接鉴定，不必分离。

铁、铝、钙、镁各自的特征反应式如下：根据上述特征反应的实验现象，可分别鉴定出Fe、Al、Ca、Mg 元素。

钙、镁含量的测定，可采用配合滴定法。

在pH=10的条件下，以铬黑T为指示剂，EDTA为标准溶液。

直接滴定可测得Ca、Mg总量。

若欲测Ca、Mg各自的含量，可在pH>12.5时，使Mg2+离子生成氢氧化物沉淀，以钙指示剂、EDTA标准溶液滴定Ca2+离子，然后用差减法即得Mg2+离子的含量。

Fe3+, Al3+离子的存在会干扰Ca2+、Mg2+离子的测定，分析时，可用三乙醇胺掩蔽Fe3+与Al3+。

茶叶中铁含量较低，可用分光光度法测定。

在pH=2～9的条件下，Fe2+与邻菲啰啉能生成稳定的橙红色的配合物，反应式如下：该配合物的lg21.3K=稳，摩尔吸收系数45301.1010ε=⨯。

在显色前，用用盐酸羟胺把Fe3+还原成Fe2+，其反应式如下：4Fe3++2NH2OH=4Fe2++N2O+4H++H2O显色时，溶液的酸度过高（pH<2），反应进行较慢；若酸度太低，则Fe2+离子水解，影响显色。

贵州石阡茶叶中微量元素的调查及分析陈江妃，谢再波*，马鹏彪，杨瑞，周娅岚（铜仁职业技术学院，贵州铜仁554300）摘要：通过采集贵州省石阡县聚凤乡、五德镇内6个茶园中的茶叶样品，使用等离子体发射光谱仪和质谱仪综合分析Mn、Fe、Zn、Cu、Cd的含量，结果发现：六个茶园的茶叶中，污染元素镉含量非常低，对人体健康不足以造成威胁，说明茶叶在种植过程中都未受到镉的污染，富含锰、铁、锌、铜等人体必需的营养元素，适量饮茶，有益身体健康。

关键词：光谱仪《贵州通治》以及现代茶圣吴觉农的著作等历代史书、方志都从不同侧面记载和描述了石阡茶叶的历史渊源及发展状况。

石阡县位于贵州省东北部，铜仁市西南部，自然条件优越，适合茶树生长，茶产业是该县农业的支柱产业，主要生产绿茶———石阡苔茶，当前石阡苔茶种植面积35万亩，年产量达8768吨。

本文通过采集贵州省石阡县聚凤乡、五德镇内6个茶园中的茶叶样品，使用等离子体发射光谱仪和质谱仪综合分析Mn、Fe、Zn、Cu、Cd的含量，进行茶叶中微量元素含量对人体健康的影响研究。

1实验部分1.1样品采集对贵州省石阡县主要茶叶产区的聚凤乡、五德镇内6个茶园中茶叶样品进行采集。

在每个茶园中以0.1~0.2hm2为采样单元，在采样单元内随机选取15~20个植株，每株采集上、中、下多个部位的叶片混合成一个样。

每个分点样的茶叶样品的重量不少于300g，将采集的茶叶样品装入聚乙烯塑料袋中并用标签纸进行记录。

共采集茶叶样品分点样36个，混合后混合样6个。

1.2样品制备将上述所采集到的茶叶样品于55℃烘箱烘干至恒重。

干燥样品用刚玉钵研磨，达到80目或更细，装于塑料袋中，置干燥器中保存。

1.3仪器与试剂试剂：稀硝酸、盐酸，检测仪器：电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)。

制备好的试样用稀硝酸缓慢冷消解约8小时后，在石墨炉上于85°C加热15分钟，然后在115°C下加热2小时；随后冷却、用盐酸定容，再用等离子体发射光谱和质谱仪综合分析。