鐵氰化鉀分光光度法測定茶葉中的鐵

劉榮森等

摘要：為了探索茶葉中總鐵含量測定的新方法，利用濕法把茶葉消化，使茶葉中的鐵游離出來，加入NH2OH·HCl使Fe3+還原為Fe2+，再加入K3[Fe（CN）6]，F(xiàn)e2+與K3[Fe（CN）6]生成可溶性普魯士藍(lán)，再通過測定普魯士藍(lán)的吸光度來測定茶葉中總鐵的含量。Fe3+含量在0.02～9.60 μg/mL均具有良好的線性關(guān)系，線性回歸方程D=0.184 2C+0.028 8（D為吸光度；C為質(zhì)量濃度，μg/mL），相關(guān)系數(shù)r=0.999。測定了市售3種茶葉中鐵的含量，平均加樣回收率為97.47%。該法具有分析成本低、試劑無毒、操作簡單、靈敏度高、線性范圍較寬、儀器普及率高等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：普魯士藍(lán)；分光光度法；茶葉；鐵

中圖分類號： O657.32文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0344-02

茶葉具有止渴、清神、利尿、治咳、祛痰、明目、益思、除煩去膩、驅(qū)困輕身、消炎解毒等功效。茶葉中含有茶單寧、蛋白質(zhì)、生物堿、果膠、氨基酸、鉀、鈣、鎂、錳、鐵等。其中鐵元素在人體中具有造血功能，參與血蛋白、細(xì)胞色素及各種酶的合成，促進(jìn)生長，鐵還在血液中起運輸氧和營養(yǎng)物質(zhì)的作用。人體缺鐵可導(dǎo)致缺鐵性貧血、免疫功能下降和新陳代謝紊亂。測定茶葉中的鐵含量對茶葉營養(yǎng)價值的評估具有重要的意義。已報道的茶葉中鐵的測定方法有：光化學(xué)伏安法[1]、分光光度法[2-4]、原子吸收光譜法[5-8]、熒光熄滅法[9]等。利用生成普魯士藍(lán)的可見光分光光度法測定茶葉中的鐵含量還未見報道。本試驗首先把茶葉消化，加入NH2OH·HCl，使茶葉中的Fe3+還原為Fe2+，然后加入K3[Fe（CN）6]，F(xiàn)e2+與 K3[Fe（CN）6] 生成可溶性普魯士藍(lán)，通過測定普魯士藍(lán)在712 nm 處的吸光度來測定茶葉中總鐵的含量。本法所用儀器簡單，操作容易，干擾少，所用試劑無毒且價格便宜，測定靈敏度高、線性范圍較寬，應(yīng)用于茶葉中鐵含量的測定，結(jié)果令人滿意。

1材料與方法

1.1試劑與材料

鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液（10 μg/mL）：用十二水硫酸鐵銨（AR，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所）配制，準(zhǔn)確稱取0.431 7 g十二水硫酸鐵銨，加入6 mol/L硫酸10 mL及適量蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，配制成含鐵100 μg/mL的溶液。準(zhǔn)確移取含鐵100 μg/mL的溶液20.00 mL，轉(zhuǎn)移至200 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。鹽酸羥胺（10%）：稱取鹽酸羥胺（AR，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）4.0 g，放入小燒杯中，加入36 mL蒸餾水，攪拌溶解，轉(zhuǎn)移入棕色試劑瓶中（臨用時配制）。鐵氰化鉀（1.500 mmol/L）：稱取K3[Fe（CN）6]（AR，天津市德恩化學(xué)試劑有限公司）0.246 9 g，放入小燒杯，加入適量蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

市售茶葉3種：信陽毛尖、安溪鐵觀音、祁門紅茶，均購自洛陽市茶葉市場。

1.2儀器

TU-1900雙光束紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；電子天平（上海奧豪斯儀器有限公司）；PHS-3C型精密酸度計（上海大普儀器有限公司）。

1.3試驗方法

1.3.1樣品處理樣品按照王功平等[10]、陳祥海等[11]的方法進(jìn)行處理，首先把樣品放入烘箱中，90 ℃烘干至恒質(zhì)量。把樣品研碎，稱取茶葉樣品2.000 0 g，放入200 mL三角瓶中，加入30 mL濃硝酸和3 mL濃硫酸，放置過夜，將三角瓶放在電爐上加熱至沸騰20～30 min，溶液呈棕黃色，冷卻，再加入2 mL濃硝酸，煮沸，重復(fù)以上操作，當(dāng)加濃硝酸不再顯示棕色時，說明茶葉已消化完全，這時溶液呈澄清狀態(tài)，繼續(xù)加熱煮沸至冒白煙。冷卻，轉(zhuǎn)移至離心管中，用離心機(jī)4 000 r/min離心30 min。棄去沉淀，把上清液轉(zhuǎn)移入50 mL容量瓶中，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為1.0，加水至刻度。

1.3.2測定方法準(zhǔn)確移取2.00 mL茶葉提取液，放入12.50 mL比色管中，加入1.00 mL 10%的鹽酸羥胺，再加入1.80 mL 1.500 mmol/L的K3[Fe（CN）6]溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，室溫放置10 min，以試劑空白為參比，用分光光度計測定溶液在712 nm處的吸光度。

2結(jié)果與分析

2.1反應(yīng)機(jī)理

通過消化反應(yīng)使茶葉中的鐵游離，然后加入鹽酸羥胺使Fe3+還原為Fe2+，再加入K3[Fe（CN）6]，F(xiàn)e2+與 K3[Fe（CN）6] 生成可溶性普魯士藍(lán)。通過測定普魯士藍(lán)在712 nm處的吸光度可間接測定茶葉中總鐵的含量。

2.2最大吸收波長的選擇

按照“1.3”節(jié)的試驗方法，以試劑空白為參比，用 TU-1900 雙光束紫外可見分光光度計掃描生成可溶性普魯士藍(lán)在 500～900 nm的吸收光譜。圖1表示生成可溶性普魯士藍(lán)的光吸收曲線，最大吸收波長為712 nm，故本試驗選擇測定波長為712 nm。

2.3K3[Fe（CN）6]的用量

考察了K3[Fe（CN）6]用量對吸光度的影響。圖2表示K3[Fe（CN）6]用量為0.4～3.0 mL時，溶液的吸光度變化。當(dāng)K3[Fe（CN）6]用量為1.80 mL時，吸光度達(dá)到最大，繼續(xù)增加K3[Fe（CN）6]的用量，溶液吸光度基本保持不變，說明K3[Fe（CN）6]已與還原生成的Fe2+完全反應(yīng)，故選擇1.500 mmol/L K3[Fe（CN）6]溶液用量為1.80 mL。

2.4pH值及顯色時間的選擇

考察了pH值對吸光度的影響，當(dāng)pH值在0.5～4.0范圍內(nèi)，考察了不同pH值溶液吸光度的變化情況，圖3表示了溶液pH值對吸光度的影響。 當(dāng)溶液的pH為1.0時，溶液的吸光度最大，隨著溶液pH值的增大，溶液的吸光度逐漸減小。故本試驗選擇pH值為1.0。endprint

K3[Fe（CN）6]與Fe2+生成可溶性普魯士藍(lán)的反應(yīng)在室溫下就能進(jìn)行，考察了顯色時間對吸光度的影響，從放置時間1 min到30 min，每5 min測定1次吸光度，觀察溶液吸光度的變化情況。溶液的吸光度從5 min到30 min幾乎保持不變。故本試驗選擇放置時間為10 min。

2.5干擾物質(zhì)的影響

在最佳試驗條件下，配制Fe3+含量為2.0 μg/mL的溶液進(jìn)行測定，控制相對誤差在±5%之內(nèi)，對一些茶葉中常見的有機(jī)成分 （咖啡堿、茶單寧、葉綠素、葉黃素、維生素C）和一些常見離子（Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Mn2+）進(jìn)行了干擾影響的測定。研究表明：100倍的咖啡因、150倍的茶多酚和維生素C、300倍的葉綠素和葉黃素不影響測定，300倍的Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Mn2+不影響測定。

2.6工作曲線與檢出限

配制 Fe3+含量（C）分別為0、0.16、0.40、0.80、1.60、2.40、3.20、4.00、4.80、5.60、6.40、7.20、8.00、8.80、9.60 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，根據(jù)試驗方法測其吸光度D并進(jìn)行線性回歸。Fe3+含量在0.02～9.60 μg/mL均具有良好的線性關(guān)系，線性回歸方程D=0.184 2C+0.028 8，相關(guān)系數(shù)r=0.999。摩爾吸光系數(shù)ε=1.03×104 L/（mol·cm）。對11份Fe3+含量為0.32 μg/mL的溶液進(jìn)行了平行試驗，標(biāo)準(zhǔn)偏差 σ=1.23×10-3，檢測限（3σ/k）為0.020 μg/mL。

2.7樣品測定和回收率試驗

2.7.1樣品測定準(zhǔn)確稱取每份待測樣品2.000 0 g，按照“1.2”節(jié)的試驗方法進(jìn)行樣品處理和測定。通過標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定樣品中的鐵含量，結(jié)果見表1。

2.7.2加標(biāo)回收率試驗準(zhǔn)確稱取信陽毛尖、安溪鐵觀音、祁門紅茶各2.000 0 g，分別加入鐵0.200 0 mg，按“1.3”節(jié)的方法進(jìn)行回收率試驗，結(jié)果見表1：回收率為96.6%～98.6%。

3結(jié)論

為了測定茶葉中總鐵的含量，首先通過消化，使茶葉中的鐵游離出來，加入鹽酸羥胺使Fe3+還原為Fe2+，然后加入 K3[Fe（CN）6]，F(xiàn)e2+與K3[Fe（CN）6]生成可溶性普魯士藍(lán)。確定了普魯士藍(lán)分光光度法測定茶葉中鐵的最佳試驗條件。建立了吸光度與鐵含量的關(guān)系，鐵含量在0.02～9.60 μg/mL均具有良好的線性關(guān)系，平均回收率達(dá)到97.47%。 成功分析了市售3種茶葉中鐵的含量，結(jié)果令人滿意。

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