茶葉蛋對茶湯中鋁的吸附研究

占文慧

摘 要：目的：采用微波消解電感耦合等離子體質(zhì)譜法探究茶葉蛋對茶湯中鋁的吸附情況。方法：考慮到茶葉蛋不同組成部分的基體效應(yīng)，建立微波消解和電感耦合等離子體質(zhì)譜法條件，在測定雞蛋原料中鋁殘留的基礎(chǔ)上，對茶葉蛋浸泡過程中鋁元素含量的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測。結(jié)果：在0～500 ?g/L線性良好，最低檢出限為0.065 mg/kg，在添加水平為1.0 mg/kg，3.0 mg/kg和9.0 mg/kg條件下，鋁的加標(biāo)回收率在102%～108%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.5%～4.3%（n=6）。茶葉蛋中的不同組成部分對鋁的吸附程度不同，即蛋膜>蛋殼>蛋白>蛋黃。結(jié)論：該方法具有回收率高、重現(xiàn)性好、靈敏度高等特點(diǎn)，適用于茶葉蛋對茶湯中鋁的吸附研究。

關(guān)鍵詞：茶葉蛋;鋁;微波消解;電感耦合等離子體質(zhì)譜法

Abstract： A microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS） for the determination of aluminum migration in the tea eggs was established. Considering the matrix effect of different components of tea eggs， the conditions of microwave digestion and inductively coupled plasma mass spectrometry were established. Based on the determination of aluminum residue in egg raw materials， the dynamic changes of aluminum content in tea eggs soaked in tea were monitored. The results show that in the range of 0～500 μg/L. The linearity is good in the range of mass concentration， and the minimum detection limit is 0.065 mg/kg. When the addition levels are 1.0 mg/kg， 3.0 mg/kg and 9.0 mg/kg， the recovery of aluminum is 102%～108%， and the relative standard deviation is 1.5%～4.3%（n=6）. For different components of tea eggs， the adsorption degree of aluminum is different： egg film>egg shell>protein>egg yolk. The method has the characteristics of high recovery， good reproducibility and high sensitivity. It is suitable for the adsorption of aluminum in tea soup by tea eggs.

Keywords： tea egg; aluminum; microwave digestion; inductively coupled plasma mass spectrometry

茶葉蛋是中國傳統(tǒng)美食之一，因其口感香醇，做法簡單，攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，深受人們的喜愛。茶葉作為茶葉蛋的主要原料，茶葉蛋在煮制過程中，茶湯的浸泡使得煮出來的茶葉蛋色澤褐黃，口感清香。然而茶樹與其他植物不同，對鋁有富集作用，是比較典型的富鋁植物，鋁主要是積累在茶樹中的老葉和根系中[1]。

日常消費(fèi)的茶葉，其鋁含量一般在150～1 800 mg/kg。稱取5 g茶葉，用100 mL沸水沖泡，茶水中鋁的量一般為3～800 mg/kg，茶葉品種、加工工藝以及生長環(huán)境都能影響鋁含量的高低[2]。鋁若過量攝入，可對機(jī)體的腎、腦和肝臟等方面產(chǎn)生影響[3]。龐偉毅等[4]研究表明鋁對神經(jīng)細(xì)胞具有一定的細(xì)胞毒性作用。世界衛(wèi)生組織于1989年正式將鋁確定為食品污染物并加以控制[5]。我國衛(wèi)生部2006年頒發(fā)的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中也將鋁列為飲用水水質(zhì)控制指標(biāo)之一，并明確規(guī)定飲用水中鋁含量不得高于0.2 mg/L[6]。

茶葉蛋在煮制和浸泡過程中，茶葉中鋁在雞蛋中遷移的測試方法及指標(biāo)尚屬空白。如今，全世界都在關(guān)注食品安全，提倡健康飲食，研究茶葉蛋中鋁的遷移有一定的社會(huì)意義。

目前，食品中鋁的檢測方法主要有4種。①鉻天青分光光度法[7-11]。②電感耦合等離子體質(zhì)譜法[12-13]。

③電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[14]。④石墨爐原子吸收光譜法[15]。

雞蛋中鋁遷移過程涉及蛋殼、蛋膜、蛋白和蛋黃中鋁的檢測，但蛋黃油脂含量高，蛋殼含鹽量高。因此，需要研究一種合適的消解方法和檢測方法，滿足茶葉蛋中鋁遷移試驗(yàn)的需求。試驗(yàn)建立樣品前處理方法，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法進(jìn)行檢測。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞蛋和茶葉樣品購于超市。

鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 ?g/mL，國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院）;硝酸（UPS級，68%，蘇州晶瑞化學(xué)股份有限公司）;鈧標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 ?g/mL，國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院）;試驗(yàn)用水為Milli-Q凈化系統(tǒng)過濾的純水。

1.2 儀器與設(shè)備

7900電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國安捷倫科技有限公司）;Ethos Up微波消解儀（意大利Milestone公司）;ME204電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）;DHG-9245A鼓風(fēng)干燥烘箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）;Milli-Q超純水純化系統(tǒng)（美國Millipore公司）電爐。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 茶葉蛋制備過程

將熟雞蛋分為雞蛋殼完整、殼破損和雞蛋殼、膜破損3種情況。茶湯煮沸2 h后加入熟雞蛋進(jìn)行浸泡，制成殼完整茶葉蛋1、殼破損茶葉蛋2和殼、膜破損茶葉蛋3（簡稱茶葉蛋1、茶葉蛋2和茶葉蛋3）。煮制過程中，定期取茶水和茶葉蛋，監(jiān)測鋁元素含量變化。煮蛋容器為玻璃器皿，此前用20%硝酸進(jìn)行浸泡，確保沒有鋁殘留，以避免外界因素可能帶來的干擾。

1.3.2 制樣

將原料熟雞蛋和茶葉蛋中殼、殼膜、蛋白和蛋黃分離后，于105 ℃烘24 h，烘干后，粉碎備用。

1.3.3 消解

稱取適量上述粉碎后的樣品，于微波消解罐中，加入6～8 mL硝酸，置于微波消解儀中消解，消解程序見表1。微波消解完畢，冷卻后取出消解罐，在電熱套上于140～160 ℃趕酸至0.5～1.0 mL。消解罐放冷后，向消解罐中加入2 mL鹽酸，用少量水洗滌消解罐2～3次，溶液用水定容至50 mL，制成4%鹽酸基質(zhì)的上機(jī)溶液。

1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確移取鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液至容量瓶中，用2%硝酸溶液定容，配制成中間液。使用時(shí)根據(jù)試樣中質(zhì)量濃度，用4%鹽酸溶液逐級稀釋成系列質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3.5 電感耦合等離子體質(zhì)譜法條件

RF功率1 550 W，采樣深度8 mm，霧化氣流量0.92 L/min，稀釋氣流量0.15 L/min，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速0.10 r/s。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波消解加酸量的確定

蛋殼、蛋膜、蛋黃和蛋白，均為烘干粉碎后進(jìn)行檢測，其中蛋黃脂肪含量高，難消解。在稱樣量0.5 g，加酸量6 mL時(shí)，消解液淡黃色，消解不完全;加酸8 mL，消解液無色透明，消解完全。隨著稱樣量的增加，所需硝酸量增加，考慮到消解罐容量一定，硝酸加入量過多，造成試劑浪費(fèi)、趕酸時(shí)間延長。因此，稱樣量在0.5 g以下，加8 mL硝酸確保雞蛋4個(gè)組成部分在相同條件下均能消解完全。

2.2 上機(jī)樣液基質(zhì)的確定

采用鈧元素作為在線內(nèi)標(biāo)，由圖1和圖2可知，樣液基質(zhì)為4%硝酸時(shí)，蛋膜、蛋黃和蛋白內(nèi)標(biāo)回收率都在90%～110%，但蛋殼由鈣鹽組成，無機(jī)鹽含量高，導(dǎo)致其內(nèi)標(biāo)回收率為60%～70%。樣液基質(zhì)為4%鹽酸時(shí)，蛋殼、蛋膜、蛋白和蛋黃內(nèi)標(biāo)回收率均在90%～110%。因此，微波消解液趕酸至近干后，加入2 mL鹽酸，定容至50 mL后作為上機(jī)樣液。

2.3 方法的線性范圍及檢出限

取鋁標(biāo)準(zhǔn)系列溶液上機(jī)測定，以鋁元素濃度為橫坐標(biāo)，鋁元素響應(yīng)值與內(nèi)標(biāo)響應(yīng)值的比值為縱坐標(biāo)，進(jìn)行線性回歸，得到線性回歸方程為Y=0.002 419X+0.010 2，線性范圍為0～500 ?g/L，相關(guān)系數(shù)為0.999 9。在相同條件下，重復(fù)測定11次空白，計(jì)算11次空白信號值的標(biāo)準(zhǔn)偏差S，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差S與標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率b的比值（3S/b）作為儀器的檢出濃度。樣品質(zhì)量m=0.5 g定容至體積v=50 mL，電感耦合等離子體質(zhì)譜法測茶葉蛋中鋁的方法檢出限計(jì)算公式為：

檢出限結(jié)果見表2。電感耦合等離子體質(zhì)譜法測茶葉蛋中鋁含量具有良好的線性，極低的檢出限，可用于食品中鋁痕量分析。

2.4 檢測方法的準(zhǔn)確度和精密度

選取熟雞蛋，分離蛋白、蛋黃、蛋膜和蛋殼。采用試驗(yàn)前處理方法處理后，添加3個(gè)不同水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)添加水平重復(fù)測定6次，計(jì)算平均回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表3。

3 方法的應(yīng)用

茶葉蛋煮制浸泡過程中，對不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的茶葉蛋及茶湯進(jìn)行取樣分析。茶葉在水中煮沸浸泡2 h后，茶湯中鋁含量達(dá)到12.1 mg/kg，加入雞蛋后，茶湯中鋁含量減少，降至7.24 mg/kg后，基本保持穩(wěn)定。與此同時(shí)，茶葉蛋中鋁含量逐步上升，并達(dá)到某一穩(wěn)定峰值，如蛋膜鋁含量升至302.33 mg/kg。茶水中鋁元素在茶葉蛋煮制浸泡過程中發(fā)生了一定程度遷移，且從雞蛋外部向內(nèi)部遷移。然而雞蛋不同組成部分、雞蛋的破損程度對鋁元素的吸附存在著較明顯的差異，具體結(jié)果見表4。

3.1 茶葉蛋不同組成部分對鋁元素的吸附

由表4可知，茶葉蛋中蛋殼、蛋膜、蛋白、蛋黃在茶水中浸泡16 h后，鋁的增加量減少，鋁吸附趨于平衡。在相同條件下，蛋膜對鋁的吸附量要高于蛋殼、蛋白和蛋黃。蛋殼表面主要是由鈣鹽組成的石灰質(zhì)硬殼，較粗糙，空隙大，而殼膜是由膠原蛋白纖維交織成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且含有多種基團(tuán)，因此其吸附性能優(yōu)于蛋殼[16]。孫雪芳等[17]研究表明蛋膜表面有大量不規(guī)則孔洞，具有較高的比表面積，同時(shí)其表面富含羥基，羰基等活性官能團(tuán)，能和不同金屬離子產(chǎn)生靜電力作用而被吸附。因此，蛋膜對鋁有一定的富集作用。

3.2 殼、膜破損程度對蛋殼吸附鋁的影響

由表4可知，茶葉蛋在浸泡2 h后，蛋殼中鋁元素含量變化明顯，茶葉蛋蛋殼中鋁元素含量隨著浸泡時(shí)間的延長而上升，16 h后，鋁含量在19.26～20.54 mg/kg，鋁吸附量趨于平衡。對于茶葉蛋1、茶葉蛋2和茶葉蛋3這3種情況下的蛋殼，鋁元素在蛋殼上的吸附過程基本一致。殼完整或者破損對蛋殼的鋁吸附無明顯影響。

3.3 殼、膜破損對蛋膜吸附鋁的影響

由表4可知，茶葉蛋1膜對鋁吸附量低且在浸泡過程中的整體變化幅度較小;茶葉蛋2膜和茶葉蛋3膜浸泡2 h后，鋁元素含量變化明顯，茶湯中鋁元素的快速轉(zhuǎn)移到破損雞蛋內(nèi)膜中，16 h后遷移逐步放緩，雞蛋膜中鋁含量趨于平衡。茶葉蛋3膜對鋁吸附量>茶葉蛋2膜對鋁吸附量>茶葉蛋1膜對鋁吸附量。蛋殼膜是一種雙層水不溶性膜，分為內(nèi)膜和外膜[18]。這說明殼破損有利于膜對鋁的吸收，且一旦膜破損后，膜的內(nèi)外表面對鋁都有吸附。

3.4 殼、膜破損對蛋白、蛋黃吸附鋁的影響

鋁的含量在茶葉蛋的蛋白及蛋黃中的整體變化幅度較小，且在浸泡16 h后鋁含量基本趨于平衡。茶葉蛋3中蛋白和蛋黃對鋁的吸附要高于茶葉蛋1、2中的蛋白和蛋黃。從某種意義上來說，蛋白和蛋黃對鋁的吸附量較?。?.12～1.58 mg/kg），即便是破損的雞蛋，其蛋白和蛋黃對鋁的吸附量也是很小。說明蛋白和蛋黃對鋁的吸附量小，不是由于蛋殼或者蛋膜的保護(hù)，而是蛋白和蛋黃本身的性質(zhì)決定其對鋁的吸附程度低。

4 結(jié)論

本文建立了微波消解電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定茶葉蛋對茶湯中鋁吸附的方法。鋁含量在0～500 ?g/L線性良好，最低檢出限0.065 mg/kg，在添加水平為1.0 mg/kg、3.0 mg/kg、9.0 mg/kg條件下，鋁的加標(biāo)回收率在102%～108%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.5%～4.3%（n=6）。在對茶葉蛋浸泡過程中鋁含量動(dòng)態(tài)變化的監(jiān)測分析發(fā)現(xiàn)，茶葉蛋對茶湯中鋁有吸附聚集現(xiàn)象，茶葉蛋中不同組成部分對鋁的吸附程度不同。其中蛋膜對鋁吸附量達(dá)到313.63 mg/kg，而作為可食用的蛋白和蛋黃對鋁的吸附量均小于2.0 mg/kg。JECFA第74次大會(huì)將鋁的每周允許攝入量（PTWI）修訂為每周每公斤體重2 mg[5]。因此，食用茶葉蛋的蛋白和蛋黃是安全可靠的。本文為食品烹飪安全風(fēng)險(xiǎn)評估進(jìn)行了有益的探索。

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