全 文 ：第 28卷 ,第 3期 光　谱　实　验　室 Vol . 2 8 , No . 3
2 0 1 1年 5月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory May , 2 0 1 1
ICP-AES测定青岛崂山绿茶中的微量元素①
① 中国水产科学研究院基本科研业务费 ( 2060302) ;农业行业标准 -钙磷测定 ( B22201015)
② 联系人 ,电话: ( 0532) 85836348;手机: ( 0) 13589249525;传真: ( 0532) 85825917; E-mail: zh aoyf@ ysf ri. ac. cn
作者简介:赵艳芳 ( 1979— ) ,女 ,山东省青岛市人 ,助理研究员 ,博士 ,主要从事营养与元素分析工作。
收稿日期: 2010-08-20;接受日期: 2010-09-12
赵艳芳a ,b　宁劲松a,b　尚德荣a ,b　翟毓秀② a,b
a (中国水产科学研究院黄海水产研究所　山东省青岛市南京路 106号　 266071)
b(国家水产品质量监督检验中心　山东省青岛市南京路 106号　 266071)
摘　要　采用 HNO3-H2O2混合酸 ,密闭微波消解样品 ,应用 ICP-AES测定青岛崂山绿茶中 Al、 Ca、
Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Fe、 K、 Mg、 Mn、 Na、 Ni、 Pb、 Se、 Sr、 V和 Zn等 17种营养元素及重金属元素的含量。测定结果
的相对标准偏差均小于 3. 50% ,对 17种元素的加标回收率在 90. 0%— 110. 2%之间 ,采用该方法测得的茶
叶标准物质 ( GBW10016)的 17种元素的值均在标准值范围内 ,方法准确度高。实验结果表明青岛崂山绿茶
中含有大量对人体有益的元素包括 Ca、 Co、 Cr、 Cu、 Fe、 K、Mg、 Mn、 Na、 Ni、 Se、 Sr、 V和 Zn等 ,另外也检测到
含有 Al, Cd和 Pb等有毒、有害元素 ,但是含量很低 ,对人体的不利影响可以忽略不计。
关键词　微波消解 ;电感耦合等离子体 -原子发射光谱法 ;崂山绿茶 ;微量元素
中图分类号: O657. 31　　　文献标识码: B　　　文章编号: 1004-8138( 2011) 03-1174-05
1　引言
青岛崂山绿茶作为一种重要的保健食品 ,内含营养物质丰富 ,有大量的多酚类、咖啡碱、芳香物
质和蛋白质、氨基酸、维生素等有益人体健康的成分 ,具有兴奋解倦、止渴解毒、促进血液循环、抗癌
防衰、软化血管、清心明目之功效 [1, 2 ]。特别是茶内氨基酸和咖啡碱含量高 ,茶汤浓醇鲜爽 ,饮后颊齿
留香 ,令各地好茶者赞不绝口。除此之外 ,茶叶中还富含多种人体必需的微量元素 ,但其中也含有微
量毒性很大的多种金属元素 ,其含量水平也直接影响到人类的健康。本文运用 HNO3-H2O2混合酸
与密闭微波消解系统处理样品 , ICP-AES同时测定了 Al, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg , M n, Na,
Ni, Pb, Se, Sr, V和 Zn等 17种营养元素及重金属元素 ,并用此方法测定了标准参考物质 ,以验证方
法的准确性。 本研究对促进青岛崂山绿茶茶叶经济的飞速发展有着十分重要的意义。
2　实验部分
2. 1　实验仪器与工作条件
5300DV型电感耦合等离子体原子发射光谱仪 (美国 Perkin Elmer公司 ) ; M DS2000密闭微波
消解系统 (美国 CEM公司 ) ; BP221S电子分析天平 (德国赛多利斯公司 ) ; 1810B自动双重纯水蒸
馏器 (上海申立玻璃仪器有限公司 )。
电感耦合等离子体 -原子发射光谱仪工作参数选择:功率 1300W;等离子气流量 15L /min;载气
流量 0. 8L /min;辅助气流量 0. 2L /min;雾化气流量 0. 8L /min;泵流量 1. 5mL /min;轴向观测距离
15mm;仪器稳定时间延迟 30s。
密闭微波消解系统工作参数见表 1。
表 1　密闭微波消解系统工作参数
步骤 发射率
(% )
压力
( M Pa)
升压时间
( min)
保持时间
(min )
1 60 0. 14 20 5
2 60 0. 28 15 5
3 60 0. 56 15 5
4 60 0. 84 15 5
5 60 1. 05 10 5
　　所有的玻璃仪器均用 10%硝酸浸泡过夜 ,用水反复冲洗 ,最后用二次蒸馏水冲洗干净 ,自然晾
干。
2. 2　试剂与标准溶液
硝酸 (优级纯 ) ;过氧化氢 (优级纯 ) ;氩气 (纯度 99. 999% )。标准储备液: Al、 Ca、 Cd、 Co、 Cr、 Cu、
Fe、 K、 Mg、 Mn、 Na、 Ni、 Pb、 Se、 Sr、V和 Zn的标准液均为 1000μg /mL(国家标准物质中心 )。实验用
水为二次蒸馏水。
茶叶标准物质 ( GBW 10016,国家标准物质中心 )。
混合标准液: 将标准储备液用 5%硝酸逐级稀释 ,混合使 Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Fe、Ni、 Pb、 Se、 Sr、V和
Zn溶液浓度分别为 0. 00、 0. 10、 0. 50、 1. 00、 5. 00μg /mL。 Al、 Ca、 K、 Mg、 Mn和 Na溶液浓度分别为
0. 00、 1. 00、 10. 00、 50. 00、 100. 00μg /mL。
2. 3　样品处理
青岛崂山绿茶茶叶烘干 ,粉碎成细粉 ,置于干燥器中保存备用。准确称取样品 0. 5000g置于微
波消解罐中 ,加入 3mL HNO3和 3mL H2O2 ,旋紧盖子放入微波消解仪中 ,按表 1的条件进行微波
消解。 冷却后开盖 ,将消解液倒出 ,用二次蒸馏水定容至 25mL。同时做空白实验。
2. 4　测定
按照所选定的仪器工作参数 ,制作各元素的校准曲线 ,根据校准曲线对各个样品进行测定。 每
个试样重复测定 5次。
3　结果与讨论
3. 1　 ICP-AES分析波长的选择及背景的校正
IC P-AES对每个元素的测定都可以同时选择多条特征谱线 ,而且光谱仪具有同步校正功能 ,
因此实验中对每个测定元素选取 2或 3条谱线进行测定 ,综合分析强度、干扰情况及稳定性 ,选择
谱线干扰少、精密度好的分析线 ,结果见表 2。
表 2　所选元素分析波长
元素 波长 ( nm ) 元素 波长 ( nm) 元素 波长 ( nm ) 元素 波长 ( nm)
Al 396. 2 Ca 393. 4 Cd 228. 8 Co 236. 4
Cr 267. 7 Cu 324. 8 Fe 238. 2 K 766. 5
Mg 280. 2 Mn 257. 6 Na 589. 6 Ni 231. 6
Pb 220. 4 Se 196. 0 Sr 407. 8 V 290. 9
Zn 213. 8
1175第 3期 赵艳芳等: ICP-AES测定青岛崂山绿茶中的微量元素
3. 2　样品测定结果
表 3　崂山绿茶中元素测定结果及方法检出限、精密度 (n= 5)
元素 含量
(μg /g)
检出限
(μg /g)
RSD
(% )
元素 含量
(μg /g )
检出限
(μg /g)
RSD
(% )
Al 550 0. 075 1. 86 Ca 2332 0. 120 0. 83
Cd 0. 09 0. 022 0. 29 Co 0. 63 0. 038 2. 98
Cr 0. 61 0. 032 0. 74 Cu 18. 3 0. 022 0. 91
Fe 96. 3 0. 015 0. 80 K 11057 1. 162 1. 67
Mg 1678 0. 015 0. 83 Mn 620 0. 075 1. 28
Na 16. 5 0. 400 0. 59 Ni 5. 29 0. 022 2. 54
Pb 0. 77 0. 090 1. 71 Se 2. 64 0. 068 3. 20
Sr 5. 34 0. 008 1. 21 V 0. 60 0. 015 3. 12
Zn 37. 9 0. 015 1. 15
　　根据所选最佳实验条件 ,将已消解好的茶叶样品用 IC P-AES对 Al、 Ca、 Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Fe、 K、
Mg、 Mn、 Na、 Ni、 Pb、 Se、 Sr、V和 Zn共 17种微量元素进行测定 ,结果见表 3。从测定结果可见 ,青岛
崂山绿茶中含有大量对人体有益的元素包括 Ca、 Co、 Cr、 Cu、 Fe、 K、 Mg、 Mn、 Na和 Zn等 ,这些元素
对生物体内的免疫系统起着重要的调节作用 ,并能通过体内的酶系统发挥对机体代谢功能的协调
和控制 ,从而提高机体的免疫功能。 另外微量元素具有高度的生物活性及催化生化反应的能力 ,在
人体中参与多种酶的结构与激活 ,构成体内重要的载体及电子传递系统 ,参与激素及维生素的合
成 ,调控自由基的水平方面具有重要作用。 另外还含有 Ni, Se, Sr和 V等微量元素 , Ni能促进体内
铁的吸收、红细胞的增长和氨基酸的合成等 ; Se是谷胱甘肽过氧化物酶的必要构成部分 ,具有保护
血红蛋白免受过氧化氢和过氧化物损害的功能 ,同时具有抗衰老和抗癌的生理作用 ; Sr可促进动
物骨骼钙的代谢 ,促进骨骼发育成长 ,是人体骨骼及牙齿的组成部分。还可以降低心血管的死亡率 ;
V能降低血液中胆固醇的含量 [3, 4 ]。因此崂山绿茶是一种营养价值较高的保健食品。
同时发现崂山茶叶中含有一些对人体有害的元素包括 Al, Cd, Pb等。 铝对人体有一定的毒害
作用 ,铝的积累有神经毒性 ,可导致老年痴呆症。从茶树的营养生理学方面 ,可知茶树的一生都会吸
收铝 ,并能贮藏于叶内 ,所以 ,老叶含量高于嫩叶。铝能提高茶树光合作用的效率 ,促进树体生长。能
增加酸度 ,使某些元素由不可利用态变为可利用态 ,促进茶树对磷、锰的吸收。铝还具有促进根系生
长 ,使枝叶繁茂的作用。铝也能激化多酚物质的合成。关于茶叶中铝是否会影响人的健康一直存在
着争论 ,有人甚至认为长期大量饮茶是导致老年痴呆症的重要原因 [1, 5 ]。 W HO规定 ,一个成年人每
天正常摄入铝的许可量是 5mg[6 ] ,一般茶叶中铝的浸出率不高 ,仅有 4% [ 5, 7] ,所以 ,每天要饮用的
崂山茶叶质量约为 227g才能达到 WHO规定的摄入值 ,因此 ,饮用崂山绿茶中的铝并不会超过
WHO所设定的标准。另外 ,从表 3中可以发现崂山茶叶中的 Cd和 Pb含量也很低 ,也反映了崂山
地质及其环境的良好现状 ,同时表明饮用崂山绿茶对人体产生的不利影响是可以忽略不计的。
3. 3　方法的检出限、精密度
对样品空白溶液重复测定 10次 ,取 3倍标准偏差所对应的浓度为各元素的检出限。由表 3也
可见 ,相对标准偏差 ( RSD)均小于 3. 50%。
3. 4　加标回收实验
采用最佳实验条件 ,用 ICP-AES对崂山绿茶 17种元素分别做加标回收实验 ,结果见表 4。
1176 光谱实验室 第 28卷
表 4　加标回收率结果
元素 样品含量
(μg /m L)
加标量
(μg /m L)
平均回收值
(μg /m L)
平均回收率
(% )
元素 样品含量
(μg /m L)
加标量
(μg /m L)
平均回收值
(μg /mL)
平均回收率
(% )
Al 11. 000 20. 000 29. 380 91. 9 Ca 46. 800 20. 000 65. 920 95. 6
Cd 0. 0018 0. 100 0. 104 102. 2 Co 0. 013 0. 100 0. 117 104. 0
Cr 0. 012 0. 100 0. 104 92. 0 Cu 0. 367 1. 000 1. 469 110. 2
Fe 1. 930 1. 000 2. 893 96. 3 K 222. 000 100. 000 332. 200 110. 2
Mg 33. 700 20. 000 52. 390 93. 4 Mn 12. 400 20. 000 31. 460 95. 3
Na 0. 331 1. 000 1. 244 91. 3 Ni 0. 106 0. 100 0. 200 94. 0
Pb 0. 015 0. 100 0. 120 105. 0 Se 0. 053 0. 100 0. 159 106. 0
Sr 0. 107 0. 100 0. 205 98. 0 V 0. 012 0. 100 0. 102 90. 0
Zn 0. 760 1. 000 1. 766 100. 6
　　另外 ,用该方法对茶叶标准物质 ( GBW 10016地球物理地球化学勘查研究所 )进行了分析测
试 ,茶叶标准样品测定结果见表 5。从测定结果看 ,标准参考物质中的所有元素的测定结果均与标
准值相符合。
表 5　茶叶标准物质 (GBW 10016)测定结果
元素 测定值
(μg /g)
RSD
(% )
标准值
(μg /g) 元素
测定值
(μg /g)
RSD
(% )
标准值
(μg /g)
Al 1008 1. 27 940± 90 Ca 3195 1. 28 3260± 80
Cd 0. 058 0. 75 0. 062± 0. 004 Co 0. 22 1. 63 0. 22± 0. 02
Cr 0. 53 2. 67 0. 45± 0. 10 Cu 19. 1 1. 01 18. 6± 0. 7
Fe 234 2. 25 242± 18 K 16712 1. 59 16300± 700
Mg 1879 0. 27 1860± 110 Mn 517 0. 36 500± 20
Na 81. 5 1. 70 90± 10 Ni 3. 39 1. 23 3. 4± 0. 3
Pb 1. 42 1. 36 1. 5± 0. 2 Se 0. 102 2. 16 0. 098± 0. 008
Sr 8. 14 3. 54 9. 1± 1. 2 V 0. 14 1. 44 0. 17± 0. 03
Zn 51. 2 0. 79 51± 2
4　结论
本文采用 HNO3-H2O2混合酸密闭微波消解样品 ,应用 ICP-AES测定崂山绿茶及茶叶标准物
质 ( GBW 10016)中 Al、 Ca、 Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Fe、 K、 Mg、 Mn、 Na、 Ni、 Pb、 Se、 Sr、 V和 Zn等 17种营养
元素及重金属元素的含量。结果发现对标准物质的测定值均在标准值范围之内 ,另外该方法具有同
时测定多种元素 ,稳定性高 ,灵敏度、精密度及准确度好等优点 [ 8— 10 ]。分析发现崂山绿茶中含有大
量对人体有益的营养及重金属元素 ,是一种营养价值丰富的保健食品。 另外发现了对人体有害的
Al、 Cd和 Pb等元素 ,但是含量很低 ,对人体产生的不利影响可以忽略不计。本研究可以有助于进一
步了解崂山绿茶的营养价值 ,为促进崂山绿茶茶叶经济的发展具有重要推动意义。
参考文献
[1 ]李海生 ,张志权 .茶 (Camell ia sinensis L. )对铝的吸收和累积研究 [ J ].中山大学学报 (自然科学版 ) , 2002, 41( 1): 72— 75.
[2 ] Flaten T P. Aluminum in Tea: Concent rations, Speciat ion and Bioavailabili ty [ J] . Coordinat ion Chemistr y Reviews , 2002, 228 ( 2):
385— 395.
[3 ]颜世铭 ,李增禧 ,熊丽萍 .微量元素医学精要Ⅰ .微量元素的生理作用和体内平衡 [ J] .广东微量元素科学 , 2002, 9( 9): 1— 49.
[4 ]唐志华 .原子吸收分光光度法测定陕南茶叶中微量元素 [ J ].广东微量元素科学 , 2007, 14( 5): 34— 37.
[5 ]向勤锃 ,刘德华 .茶树富铝的研究进展及展望 [ J ].茶叶通讯 , 2003, (2) : 33— 36.
[ 6 ] Wong M H, Fung K F, Carr H P. Aluminum and Fluorid e Con ten ts of Tea wi th Emphasis on Brick Tea and Th ei r Health
Implications [ J] . Toxicology Letters, 2003, 137( 1— 2): 111— 120.
[7 ]杨秀芳 .从生化角度谈提高茶叶品质 [ J].福建茶叶 , 1997, ( 3): 34— 37.
1177第 3期 赵艳芳等: ICP-AES测定青岛崂山绿茶中的微量元素
[8 ]韩立新 ,李冉 . ICP-AES法测定茶叶、茶水中的矿物质和微量元素 [ J] .光谱学与光谱分析 , 2002, 22( 2): 304— 306.
[ 9 ]刘颖 ,李景峰 ,嗄日迪等 . IC P-AES法测定内蒙古地区六种沙生木本植物中金属元素 [ J ].光谱学与光谱分析 , 2006, 26 ( 2):
344— 347.
[10 ]张毅民 ,姜晖 ,吕学斌等 .用 ICP-AES方法测定淀粉中铅、砷的含量 [ J] .光谱学与光谱分析 , 2006, 26( 3): 554— 556.
Determination of Trace Elements in Qingdao Laoshan Tea Leaves
by ICP-AES
ZHAO Yan-Fang
a,b　N ING Jin-Songa ,b　 SHANG De-Ronga ,b　 ZHAI Yu-Xiua,b
a (Yellow Sea Fishery Research Institute,Chinese Academy o f Fisher y Sciences, Qingdao, Shandong 266071, P. R. China)
b ( The Nat ional Center for Qual ity Supervision and Test of Aquat ic P roducts, Qingdao , Shandong 266071, P. R. China )
Abstract　 The 17 kinds of elements, including Al, Ca, Cd, Co , Cr, Cu, Fe, K, Mg , Mn, Na, Ni ,
Pb, Se, Sr, V and Zn in Laoshan tea leaves were determined by ICP-AES with ni tric acid-hydrogen
peroxide for sealed microw ave digestion. The relative standard derivation w as below 3. 50% , and the
recovery of all elements w as in the range of 90. 0%— 110. 2% while all elements of the standard tea
( GBW 10016) w ere all in the range of the criterion, and the method w as very accurate. The Laoshan
Tea contained la rge amount of useful elements including Ca, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg , M n, Na, Ni , Se,
Sr, V, Zn, etc. In addition, sev eral harmful elements including Al, Cd and Pb w ere also detected, the
content of w hich w ere so low that their affection for human body could be ignored.
Key words　 Microw ave Digestion; ICP-AES; Laoshan Tea Leaves; Trace Elements
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《光谱实验室》编辑部
1178 光谱实验室 第 28卷