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山苦茶矿物质元素的含量和形态初步分析



全 文 :山苦茶(Mallotus furetianus)系大戟科野桐属药
用植物, 又名鹧鸪茶、 毛茶、 禾茶, 遍布海南各
地。 为野生乔木树叶晾制而成, 未经传统炒茶工
艺, 是一种奇特的野生茶叶[1], 其茶水清香中夹着
一种植物特有的味道, 香味浓郁, 又有清热解毒,
利胆消食之功能[2]。 但目前主要侧重于山苦茶提取
物的药理和临床方面的研究, 如对其抗菌, 抗毒性
作用[3], 利胆作用[4]和镇痛作用[5]等研究。 而对山
苦茶及其水溶性多糖等的矿物质元素含量及形态分
布的研究未见报道。 茶叶中含有丰富的常量和微量
矿物质元素, 不仅有助于茶叶生长发育, 也与人类
健康密切相关, 如有益身心的钾、 强筋健骨的钙、
健脑的磷以及起镇静作用的镁、 增补血液的铁、 铜
等, 因此, 饮茶对人体水分和营养元素的补充和供
山苦茶矿物质元素的含量和形态初步分析①
苏冰霞 1)② 唐永富 2) 段 云 1) 葛会林 1)
(1 中国热带农业科学院分析测试中心 海南海口 571101;
2 中国热带农业科学院农产品加工研究所 广东湛江 524001)
摘 要 以海南山苦茶叶为原料, 采用电感耦合等离子原子发射光谱法对不同产地山苦茶叶元素含量进行比较,
并对万宁产山苦茶叶、 茶渣及其经热水浸提后乙醇沉淀法分离的水溶性粗多糖中的 14种矿物质元素含量进行了
分析。 结果表明: 山苦茶叶水溶性粗多糖得率为 16.7%, 山苦茶叶中 14种元素含量由高到低顺序依次为常量元
素钾、 钙、 镁、 钠、 硫、 磷和微量元素钡、 锰、 铁、 锌、 铜、 铬、 钼、 铍。 不同地区的山苦茶叶各元素含量稍有不
同, 总体差异不大。 对茶渣和粗多糖的各元素含量及其形态分布分析发现, 山苦茶各元素(除钾外)的不溶态
(36.9%~ 4.2%)均大于可溶态(2.45%~ 3.8%), 茶渣中仍有大量的营养元素有待研究和利用。
关键词 山苦茶 ; 矿质元素 ; 形态分布
分类号 R284.1
Content and Morphology of Mineral Elements in Mallotus Furetianus
SU Bingxia1) TANG Yongfu2) DUAN Yun1) GE Huilin1)
(1 Analysis and Testing Center, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,
Haikou, Hainan 571101, China
2 Agricultural Product Processing Research Institute, CATAS, Zhanjiang, Guangdong 524001, China)
Abstract Mallotus furetianus in different area of Hainan was selected as material, the elements of which
were determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. And 14 elements content of
the tea from Wanning and the tea residue and water soluble polysaccharides which were apart fromM.
furetianus by hot water extraction and ethanol deposition method were also determined. The results
showed that water soluble polysaccharides yield ratio fromM. furetianus was 16.7%. The elements content
order presumedly was the macroelements k, Ca, Mg, Na, S, P and trace elements Ba, Mn, Fe, Zn, Cu, Cr,
Mo, Be.M. furetianus from different areas have little difference, no much difference in all. After the
elements content determination and primary analysis of speciation in the tea, we found that no soluble
speciation elements except k (36.9%~94.2%) were more than water soluble speciation (2.45%~53.8%),
the tea residue worth to be research and used for having a lot of elements left.
Keywords Mallotus furetianus ; mineral elements ; speciatal distribution
① 基金项目: 海南省自然科学基金项目(No.310076; No.112011)。
收稿日期: 2012-06-28; 责任编辑/凌青根; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 苏冰霞(1981~), 女, 助理研究员, 研究方向为植物资源开发与利用。
Vol.32, No.8
2012年8月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第32卷第8期
Aug. 2012
8- -
苏冰霞 等 山苦茶矿物质元素的含量和形态初步分析
给也有重要意义。 本研究采用电感偶合等离子体原
子发射光谱法[6-7]同时测定山苦茶叶、 茶渣及其提
取多糖和茶渣中矿物质元素含量分布, 为探索和开
发山苦茶资源提供一定的基础依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 试验材料
海南野生山苦茶采集自文昌市铜鼓岭, 万宁市
东山岭和三亚市第二农贸市场。 将采集的茶叶样品
80℃干燥、 粉碎、 过 20目筛后装入塑料袋中密封
备用。
1. 1. 2 试剂与设备
无水乙醇、 95%乙醇、 硝酸(优级纯)、 高氯酸(优
级纯)。
多元素标准溶液 100μg/mL(国家标准物质中心):
钡、 铬、 铜、 铁、 铍、 镁、 锰、 钼、 锌、 钾、 硫、
钠, 其中钠为20μg/mL。
所用试剂均为分析纯, 实验用水均为超纯水。
植物粉碎机, 回流装置一套; 坩埚、 电热板
等; 电热鼓风干燥箱; 高温箱型马弗炉; AE200型
电子天平[梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司]; 数显恒
温水浴锅(金坛市富华仪器有限公司); 电热真空干燥箱
(上海市实验仪器总厂); 真空旋转蒸发仪(上海申生科技
有限公司); 循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限
公司); 低速台式大容量离心机(上海安亭科学仪器厂)。
Millpore-Q超纯水器(广州东锐科技有限公司); IRIS
IntrepidⅡ型全谱直读等离子发射光谱仪(美国
THERMO ELEMENTAL公司); 高纯氩气(纯度≥99.99%)。
1. 2 方法
1. 2. 1 山苦茶叶水分和灰分含量测定
分别参照国家标准 GB/T 8304-2002(水分)和
GB/T 8306-2002(灰分)。
1. 2. 2 山苦茶多糖提取
1. 2. 2. 1 提取工艺
山苦茶→烘干粉碎至 20目→加入蒸馏水(液
料比 10∶1)浸提→滤液浓缩→80%乙醇沉淀 → 离心
(4000r/min, 10min)取沉淀 → 沉淀于 50℃真空干燥
箱干燥→ 得黄褐色、 粉末状粗多糖备用[8-9]。
1. 2. 2. 2 山苦茶水溶性粗多糖得率
粗多糖得率(%)=[粗茶多糖的质量(g)/山苦
茶总质量(g)]×100。
1. 2. 3 茶叶矿质元素含量测定
1. 2. 3. 1 样品前处理
称取1.0g左右样品于100mL高脚烧杯中, 分
别放数粒玻璃珠, 加20mL硝酸, 加表面皿盖浸泡
过夜,于电热板上消煮2h; 稍冷,再加高氯酸2mL,
于电热板上消煮至冒白烟, 消化液呈无色透明或略
带黄色, 放冷, 将试样消化液移入 25 mL容量瓶
中, 用超纯水少量多次洗涤高脚烧杯, 洗液合并于
容量瓶中并定容至刻度, 混匀备用。 同时做两份试
剂空白。
1. 2. 3. 2 仪器工作条件
IRIS IntrepidⅡ型全谱直读等离子发射光谱
仪, 分辨率<0.005nm, 波长范围为165~1000nm,
软件为 TEVA。 设定进样重复次数为 3次; 延迟时
间为0; 样品的冲洗时间为25s。 分析最大积分时
间: 低波长范围8s、 高波长范围为5s。 摄谱: 智
能摄谱; 最大积分时间30s。
仪器参数:射频功率: 1 150 W; 雾化气体压
力: 32.0 PSI; 蠕动泵流速: 100 RPM; 辅助气流
速:0.5L/min。
1. 2. 3. 3 茶叶矿物质元素形态
元素溶出率(%)=[粗多糖中元素占山苦茶含
量, X1(mg/kg)/山苦茶元素含量 X(mg/kg)]×100。
元素不溶率(%)=[茶渣中元素占山苦茶含量,
X2(mg/kg)/山苦茶元素含量 X(mg/kg)]×100。
2 结果与分析
2. 1 茶叶水分和灰分测定结果
依据方法 1.2.1测定水分和灰分含量, 结果见表1。
茶叶中水分越多, 有益成分扩散移动和相互作
用就越显著, 各成分间的化学反应加速, 茶叶的陈
化变质也就越迅速。 因此, 在贮存过程中, 一般控
制在 7%以内, 才能防止茶叶极快氧化。 水分含量
越低, 就越能保存茶叶品质。 从文昌、 万宁和三亚
等地山苦茶的水分含量和灰分含量测定结果可知,
各地山苦茶叶水分含量均小于 7.0%。 有利于茶叶
的贮存、 运输和长期保存。 茶叶和茶渣的灰分含量
在9.8%~14%, 说明茶叶和茶渣中均含有较多的矿
9- -
2012年8月 第32卷第8期热带农业科学
表 4 茶叶元素和形态分布结果
元素含量/(mg·kg-1) 形态(不溶态和可溶态)分布
元素
山苦茶
(文昌)
山苦茶
(三亚)
山苦茶
(万宁)X
山苦茶渣
(万宁) X2
粗多糖元
素含量
茶渣中元素
不溶率/%
粗多糖元素
溶出率/%
Ba 231 291 157 161 134 38.1 6.36 85.4 4.06
X1
表 3 元素标准系列和分析线
元素 系列浓度/(μg·mL-1) 分析线/nm 线性回归方程 相关系数R
Ba 0.0, 1.0, 5.0, 10.0, 20.0 455.403A=474.85C+0.2214 0.9985
Be 0.0, 1.0, 5.0, 10.0, 20.0 313.042A=951.06C+1.4325 0.9996
Cr 0.0, 1.0, 5.0, 10.0, 20.0 283.563A=20.698C+0.0677 0.9998
Zn 0.0, 1.0, 5.0, 10.0, 20.0 213.856A=74.914C+1.7836 0.9992
Mn 0.0, 1.0, 5.0, 10.0, 20.0 259.373A=56.429C+0.0263 0.9989
Fe 0.0, 1.0, 5.0, 10.0, 20.0 259.940A=13.790C- .0939 0.9997
Cu 0.0, 1.0, 5.0, 10.0, 20.0 324.754A= 9.203C+0.4247 0.9999
Na 0.0, 0.2, 1.0, 2.0, 4.0 589.592A=85.027C+18.338 0.9903
Ca 0.0, 1.0, 5.0, 10.0, 20.0 317.933A=7.5095C+1.3321 0.9998
Mg 0.0, 1.0, 5.0, 10.0, 20.0 279.553A=448.17C+8.6738 0.9963
K 0.0, 1.0, 5.0, 10.0, 20.0 766.491A=26.580C+4.3197 0.9999
S 0.0, 1.0, 5.0, 25.0 180.731A= .0423C-0.0341 0.9958
P 0.0, 1.0, 5.0, 25.0 213.618A=2.5074C+1.1655 0.9946
Mo 0.0, 0.2, 1.0, 5.0 202.030A=13.229C+0.0508 0.9998
物质元素等成分。
2. 2 茶叶粗多糖沉淀含量
取山苦茶(万宁)经热水浸提后, 水溶性多糖类
浸提物平均得率为16.7%(表2)。
2. 3 茶叶元素含量测定结果
2. 3. 1 标准系列溶液配制与测定
各标准溶液系列浓度见表3。 同时选
择2~3条特征谱线对每个元素进行测定,
本实验选择灵敏度高、 干扰少、 背景等效
浓度低的谱线作为分析线, 同时利用谱线
的列信息, 尽量选择靠近检测器中心位置
的谱线。 依次对标准溶液的各元素含量进
行测定, 以各元素浓度为横坐标, 光谱强
度为纵坐标, 仪器自动绘制工作曲线, 各
元素相关系数在0.9903~1.0000。
2. 3. 2 元素含量和形态分布测定结果
所测得山苦茶叶中14种元素含量由高
到低顺序依次为常量元素钾、 钙、 镁、 钠、 硫、 磷和
微量元素钡、 锰、 铁、 锌、 铜、 铬、 钼、 铍等(表4)。
不同地区的山苦茶叶各元素含量稍有不同, 总
体差异不大。 将山苦茶(万宁)浸提多糖后测得茶渣
和粗多糖的各元素含量及其形态分布, 发现山苦茶
各元素(除K外)的不溶态(36.9%~ 4.2%)均大于可溶态
(2.45%~ 3.8%), 可见用热水浸提后存在于水溶性粗
多糖的元素相对茶渣中不溶态元素较少, 茶渣中仍
有大量的营养元素有待进一步开发和利用。
表 1 水分和灰分含量测定结果 单位: g/ hg
茶叶
水分
含量
水分含量
平均值
重复性
≤0.2
灰分
含量
灰分含量
平均值
重复性
≤0.2
山苦茶
(文昌)
6.283
6.2 0.15
9.938
9.9 0.10
6.129 9.834
茶渣
8.168
8.1 0.10
9.754
9.8 0.19
8.065 9.945
山苦茶
(万宁)
6.943
6.8 0.12
13.840
13 0.0032
6.821 13.840
茶渣
8.781
8.7 0.18
10.870
11 0.15
8.603 11.020
山苦茶
(三亚)
6.673
6.6 0.18
14.400
14 0.19
6.488 14.590
茶渣
8.622
8.6 0.032
9.977
10 0.10
8.590 10.080
表2 茶叶粗多糖得率/ %
山苦茶质量 沉淀质量 粗多糖得率 平均得率 RSD
61.10 11.0713 18.12 16.7 7.8
61.60 9.5611 15.13
61.03 10.1309 16.06
10- -
苏冰霞 等 山苦茶矿物质元素的含量和形态初步分析
说明: 标示*元素单位为g/kg。 茶叶和茶渣各元素含量以去除茶叶水分的干基计。 粗多糖中元素占万宁山苦茶含量=山苦茶(万
宁)元素含量×16.7%; 茶渣中元素含量占万宁山苦茶含量=山苦茶(万宁)元素含量×(1-16.7%)。
元素含量/(mg·kg-1) 形态(不溶态和可溶态)分布
元素
山苦茶
(文昌)
山苦茶
(三亚)
山苦茶
(万宁)X
山苦茶渣
(万宁) X2
粗多糖元
素含量
茶渣中元素
不溶率/%
粗多糖元素
溶出率/%
Be 0.0114 0.0763 0.0607 0.0492 0.0410 0.0998 0.0167 67.5 27.5
Cr 0.830 1.52 2.08 1.75 1.46 1.99 0.332 70.1 16.0
Zn 35.4 26.2 18.2 18.8 15.7 14.3 2.39 85.9 13.1
Mn 90.2 129 178 157 131 262 43.8 73.5 24.6
Fe 58.0 124 175 198 165 25.7 4.29 94.2 2.45
Cu 14.0 6.35 10.7 10.2 8.50 8.68 1.45 79.4 13.5
Na* 0.927 1.55 3.37 2.16 1.80 7.99 1.33 53.3 39.6
Ca* 9.33 10.5 9.10 9.83 8.19 3.85 0.643 90.0 7.07
Mg* 1.96 2.52 2.42 1.69 1.41 5.84 0.975 58.2 40.3
K* 15.1 16.4 14.9 6.60 5.50 48.0 8.02 36.9 53.8
S* 1.04 1.06 0.984 0.887 0.739 1.03 0.172 75.1 17.5
P* 0.780 0.576 0.534 0.389 0.324 1.21 0.202 60.7 37.8
Mo 0.134 0.0556 0.0913 0.0929 0.0774 0.0811 0.0135 84.8 14.8
X1
续表 4 茶叶元素和形态分布结果
2. 3. 3 回收率试验
以山苦茶粗多糖消解液做方法的回收率实验, 取
10mL消解液在两比色管中, 分别加入浓度5μg/mL元
素标准液 10 mL, 测定结果列于表 5, 回收率在
92.2%~115.5%, 方法准确可靠。
3 结论与讨论
(1)采用国家标准方法测定了山苦茶叶的水分
和灰分含量。 分析结果表明, 文昌、 万宁和三亚等
地区山苦茶叶的水分含量为 6.2%~6.8%, 均小于
7.0%, 有利于茶叶长期保存。 茶叶和茶渣的灰分含
量为9.8%~14%, 说明茶叶和茶渣中均含有较多的
矿物质元素等成分。
(2)山苦茶是海南稀有的野生药用植物资源,
其药理作用已有较多的研究。 本研究提取其功能性
活性成分水溶性粗多糖, 并测定其茶叶、 茶渣和水
溶性粗多糖中的 14种矿物质元素的含量和形态分
布 。 结果表明山苦茶叶水溶性粗多糖得率为
16.7%, 山苦茶叶中14种元素含量由高到低顺序依
次为常量元素钾、 钙、 镁、 钠、 硫、 磷和微量元素
钡、 锰、 铁、 锌、 铜、 铬、 钼、 铍。 不同地区的山苦
茶叶各元素含量稍有不同, 总体差异不大。 将万宁
山苦茶浸提多糖后测得茶渣和粗多糖的各元素含量
及其形态分布, 发现山苦茶各元素(除钾外)的不溶
态(36.9%~ 4.2%)均大于可溶态(2.45%~ 3.8%), 茶渣
中仍有大量的营养元素有待研究和利用。
(3)电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)线
性范围宽、 分析速度快、 回收率好, 实现了对样品
的多种元素含量同时测定, 在效率的经济, 技术等
方面都具有独特的优势[10-11]。 在茶叶及其他资源的
元素测定方面有很大的应用前景。
参考文献
[1]林 海, 周 升.海南山苦茶的生物学特性及其生态分
(下转第25页)
表 5 回收率试验表
元素
原液测定值
/(μg·mL-1)
标准加入量
/(μg·mL-1)
加标测定值
/(μg·mL-1)
回收率
/%
Ba 0.3521 5.0 5.3598 102.2
Be 0.0049 5.0 5.0052 106.1
Cr 0.0384 5.0 4.9604 103.1
Zn 0.6985 5.0 5.8067 115.5
Mn 3.005 5.0 8.2564 108.4
Fe 0.267 5.0 5.277 103.8
Cu 0.0821 5.0 5.078 95.01
Na* 65.37 5.0 72.09 102 6
Ca* 45.37 5.0 51.43 102.3
Mg* 66.97 5.0 73.07 101.6
K* 587.1 5.0 590.4 99.71
S* 15.25 5.0 19.06 92.20
P* 19.6 5.0 24.19 97.91
Mo 0.0028 5.0 4.997 107.1
11- -
严慧玲 等 甜(辣)椒胚培养与育种加代技术的研究
干物质含量极少, 含水量高达90%以上, 没有发芽
能力。 在番茄[12]上的研究结果表明, 取胚熟期的幼
胚做胚培养成活率较高, 本实验得出相似的结论:
30d左右的胚做胚培养成活率较高, 此时的胚处于
胚熟期的后期, 因此, 在种子发育过程中胚熟期晚
期应为最佳的胚培养时期。
3. 2 影响胚培养成活率的其它因素
培养幼胚采用的基本培养基种类很多, 根据含
无机盐浓度的高低, 可以分为高浓度盐与低浓度盐
两类。 对不同培养基进行试验后, 结果确定了以含
高浓度盐的MS为基本培养基最适合甜辣椒胚培养。
完好无损的辣椒果实内是个无菌的干净空间; 在试
验过程中, 取材的田间没有明显病害发生, 采摘的
果实带有果柄, 外皮没有损伤; 接种时只对果皮进
行灭菌处理, 对种子没有灭菌而直接接种, 在培养
期间没有污染现象发生; 这样消除了消毒液对种子
的伤害, 提高了甜辣椒胚培养的成活率。 移植基质
中必须要加蛭石, 如果只用营养土, 不用蛭石, 死
苗情况严重, 成活率下降。
参考文献
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