作為國家地理標(biāo)志產(chǎn)品的新會陳皮，距今已有700多年的歷史，具有理氣調(diào)中、健脾和胃、燥濕化痰、消積化滯之功效。隨著陳皮文化的推廣和加工產(chǎn)品的不斷擴(kuò)展，新會柑普茶已成為當(dāng)前養(yǎng)生保健的新興茶品。將鮮柑挖出果肉，填入普洱茶，經(jīng)干燥陳放，茶葉吸附了柑皮氣味便制得“柑普茶”，柑普茶越陳越香，其保健作用兼具新會陳皮和普洱茶功效。柑普茶含有豐富的礦物質(zhì)，包括人體必需的微量元素和一些有害重金屬元素，這些微量元素是通過調(diào)節(jié)人體中的各種酶、激素、維生素等生理活性物質(zhì)而對人體代謝與健康產(chǎn)生重要作用的。

茶葉水溶出物包括茶葉中可溶性物質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)等，與茶葉的湯色、滋味密切相關(guān)，基本能反映茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣。綠茶、黑茶、絞股藍(lán)茶的研究已有相關(guān)報(bào)道，分別采用全譜直讀電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定其中所含的微量元素及浸出液規(guī)律。目前關(guān)于柑普茶及其水溶出物中元素含量研究未見相關(guān)報(bào)道，因此對柑普茶中微量元素及其溶出量進(jìn)行測定具有重要意義。與其它方法相比，電感耦合等離子體質(zhì)譜 (ICP–MS) 法具有靈敏度高、線性范圍寬、干擾少、簡單快速等優(yōu)點(diǎn)。故采用 ICP–MS 法對柑普茶中所含的微量元素及其溶出特性進(jìn)行研究，為柑普茶生產(chǎn)加工中質(zhì)量控制及其保健功能提供理論依據(jù)，指導(dǎo)消費(fèi)者科學(xué)飲茶及鑒定茶葉的品質(zhì)。

1　實(shí)驗(yàn)方法

1.1　主要儀器與試劑

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：NexION 300X 型；

高通量微波消解儀：Mars CEM 型；

電熱消解儀：EHD–12 型；

超純水系統(tǒng)：Milli-Q 型；

電子分析天平：BSA224S 型；

Hg 單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：100 mg／L；

多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：Pb，As，Cr，Cd，Cu，Ba，Al，Co，Li，Mg，Ni，Sb，Sn，Sr，Zn，F(xiàn)e，Mn，Se，Mo的質(zhì)量濃度均為100 mg／L；

硝酸：優(yōu)級純；

Li，Y，Ce，Co，In 質(zhì)譜調(diào)諧液：質(zhì)量濃度均為1 μg／L；

柑普茶樣品；

實(shí)驗(yàn)所用其它試劑均為分析純；

實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2　儀器工作參數(shù)

霧化器流量：0.94 L／min ；等離子體氣(冷卻氣)流量：15 L／min ；輔助氣流量：1.2 L／min ；ICP RF功率：1 300 W；脈沖電壓：1 000 V ；工作模式：KED模式（氦氣碰撞模式）；模擬階段電壓：–1 700 V ；脈沖階段電壓：1 000 V ；蠕動泵轉(zhuǎn)數(shù)：20 r／min。

1.3　樣品消解

準(zhǔn)確稱取粉碎后試樣 0.5 g 至消解罐中，加人6 mL 硝酸，靜置 30 min，再加入 2 mL 過氧化氫，靜置 2 min，旋緊罐蓋，置于微波消解儀按表 1 微波消解條件進(jìn)行消解。冷卻后取出，緩慢打開罐蓋排氣，用少量水沖洗內(nèi)蓋，將消解罐放在電熱消解儀于100℃加熱趕酸 30 min，待自然冷卻后，用超純水定容至 50 mL，同時做試劑空白。對茶葉中含量較高的鎂、鋁、鋅、錳、鐵等元素，應(yīng)將待測液按一定比例稀釋后再測定。

1.4　浸泡試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取2 g粉碎后樣品，置于200 mL燒杯中，加入 100 mL 沸騰的超純水，浸泡 10 min 后，過濾待測。另取殘?jiān)貜?fù)以上步驟做重復(fù)浸泡試驗(yàn)。

1.5　標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確吸取多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，用 1% 硝酸溶液稀釋制成單個元素的質(zhì)量濃度均分別為 5，10，20，40，50，100，200，500 ng／mL 的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。另準(zhǔn)確吸取 Hg 單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用 1% 硝酸溶液稀釋制成質(zhì)量濃度分別為 0.1，0.2，0.4，0.5， 1，2，4，10 ng／mL 的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

2　結(jié)果與討論

2.1　消解體系的選擇

試驗(yàn)比較了硝酸 – 高氯酸、硝酸 – 雙氧水兩種消解體系的消解效果，發(fā)現(xiàn)采用硝酸 – 雙氧水 ( 體積比 3∶1) 即可達(dá)到較好的消解效果，樣品能完全消解至澄清溶液，而且產(chǎn)生多原子離子干擾較少。

2.2　儀器工作條件優(yōu)化

儀器的發(fā)射功率、霧化器流量、輔助氣流量等參數(shù)一定程度上會影響元素的檢測靈敏度、氧化物及雙電荷干擾等，通過使用ICP–MS 質(zhì)譜調(diào)諧液對儀器條件進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的條件：發(fā)射功率為1 300 W，霧化器流量為 0.94 L／min，輔助氣流量為1.2 L／min。比較了標(biāo)準(zhǔn)工作模式與碰撞模式，結(jié)果顯示，標(biāo)準(zhǔn)模式的回收率較低，而氦氣的碰撞模式能有效降低基體效應(yīng)，提高元素的檢測靈敏度。

2.3　線性關(guān)系及檢出限

在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，對系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行測定，以元素的質(zhì)量濃度 (x) 為橫坐標(biāo)，信號值 (y) 為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性相關(guān)系數(shù)為0.998 7~0.999 9。對樣品空白連續(xù) 10 次測定，計(jì)算測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以 3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的濃度作為檢出限。線性方程、相關(guān)系數(shù)與檢出限見表 2。

2.4　精密度與加標(biāo)回收試驗(yàn)

以柑普茶樣品為加標(biāo)基質(zhì)，在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn) ( 添加水平 Hg 為 2.5 ng／mL，其它元素為 100 ng／mL)，平行 6 次試驗(yàn)，測定結(jié)果列于表 3。由表 3 可知，各元素的平均回收率在86.5%～98.5% 范圍內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.74%～6.2%，表明方法的精密度和準(zhǔn)確度滿足分析要求。

2.5　茶葉及茶水中元素含量測定

取不同批次的新會柑普茶及陳皮樣品約 0.5 g，按照樣品處理方法制備樣品溶液并進(jìn)行測定，結(jié)果見表 4。

在以上分析的元素中，Mg 是人體必需的常量元素；Fe，Zn，Cu，Se，Cr，Co，Mo 為必需的微量元素，其含量很少卻對人體健康起著重要調(diào)控作用；Mn，Ni，Li，Sr 可能是必需的微量元素；另一些具有潛在的毒性，但低含量時可能是人體必需的元素，如 Pb，As，Cd，Hg，Al，Sn，Sb。

Pb，As，Cr，Cd，Hg 屬于重金屬元素，長期過量攝入會影響人體健康，國家標(biāo)準(zhǔn)對茶葉中重金屬元素的限量作出了相應(yīng)規(guī)定：Pb ≤ 5 mg／kg，As ≤ 2 mg／kg，Cr ≤ 5 mg／kg，Cd ≤ 1 mg／kg，Hg ≤ 0.3 mg／kg，由分析結(jié)果可知，供試柑普茶樣品中各重金屬元素含量均低于國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

柑普茶中對人體有益的金屬元素 Mg，Mn，F(xiàn)e，Zn 含量豐富，Al 元素含量亦較高。Mg 元素可激活人體內(nèi) 300 多個酶系統(tǒng)，參與各種能量代謝活動，是人體一切生長過程，包括骨、細(xì)胞、核糖核酸、脫氧核糖核酸以及各種生物膜形成的重要物質(zhì)，并與心臟、神經(jīng)、肌肉功能的關(guān)系極為密切。Mn 能積極參與很多酶促反應(yīng)，促進(jìn)蛋白質(zhì)的代謝，與生長發(fā)育、造血功能、遺傳信息和脂肪代謝密切相關(guān)。Fe 是構(gòu)成血紅蛋白、過氧化氫酶的重要成分，是人體血液輸送氧的重要元素，具有補(bǔ)血、補(bǔ)氣、益肝、補(bǔ)腎等功效。Zn 與 DNA 和 RNA、蛋白質(zhì)的生物合成密切相關(guān)，能促進(jìn)機(jī)體的生長發(fā)育，并可加速創(chuàng)傷組織的愈合；Zn 還是人體很多金屬酶的活性中心，與機(jī)體的正常發(fā)育密切相關(guān)，是機(jī)體必須的微量元素。

柑普茶樣品中 A1 元素含量普遍偏高，主要是由于茶樹是一種鋁積累型植物，從柑普茶和陳皮樣品中的鋁元素含量對比可知，柑普茶中鋁元素主要來源于普洱茶。

2.6　元素溶出規(guī)律

為研究柑普茶中微量元素的實(shí)際攝入量，以Pb，Al，Mg，Zn，F(xiàn)e，Mn 元素為代表，進(jìn)行茶葉的浸泡溶出性試驗(yàn)，結(jié)果見表5。

由表 5 可知，首次浸泡溶出率由高到低的順序?yàn)?Pb，Mg，Zn，Mn，Al，F(xiàn)e。雖然柑普茶中鋁元素含量較高，但其總體溶出率卻很低，人體通過茶水?dāng)z入過量鋁的風(fēng)險(xiǎn)很低，此結(jié)果與其它相關(guān)研究一致；Pb，Mg，Zn，Mn 元素的首次浸泡溶出率較高，說明通過洗茶可以去除部分重金屬，但也會導(dǎo)致人體必需的大量微量元素的流失。

實(shí)驗(yàn)研究了浸泡時間對柑普茶中元素溶出量的影響，結(jié)果顯示，隨著浸泡時間的延長，各種元素的溶出率隨之增加。元素溶出率與浸泡次數(shù)成指數(shù)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均在 0.9 以上。各元素指 數(shù) 方 程：Pb y=54.07e–0.344x，Al y=6.24e–0.742x，Mg y=67.07e–1.174x，Zny=26.16e–0.484x ；Fe y=3.89e–0.444x，Mn y=80.03e–1.517x ；相關(guān)系數(shù) (R²) 分別為0.976 9，0.931 9，0.964 6，0.916 8，0.946 2，0.961 3。 以 Pb，Mg 為例，溶出率與浸泡次數(shù)的關(guān)系曲線分別見圖1、圖 2。

3　結(jié)語

采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對柑普茶中多種元素進(jìn)行測定，方法快速，靈敏度與準(zhǔn)確度較高。柑普茶中含有豐富的人體必需的常量元素 (Mg) 和微量元素 (Mn，F(xiàn)e，Zn 等 )，Mg，Mn，Zn 元素在熱水中溶出率較高，而 Fe 元素較難溶出，元素的溶出率與浸泡次數(shù)成指數(shù)關(guān)系，第 1 次浸泡的溶出率最大，通過洗茶 ( 首次浸泡 ) 可以去除茶葉中重金屬等有害物質(zhì)，但洗茶也會導(dǎo)致有益元素的大量流失。本研究為柑普茶生產(chǎn)加工中的質(zhì)量控制及沖泡飲用提供數(shù)據(jù)支持。