?莓茶代用茶中16種無機元素檢測及分析?

摘要：研究使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS），對野生莓茶、老葉莓茶、紫色莓茶、人工種植有機莓茶和人工種植莓茶中的Ca、Mg、K、Na、Fe、Zn、Cu、Mn、B、Se、Al、Ti、As、Cd、Cr和Pb共16種無機元素進行測定與分析，并參照相關(guān)限量標準對重金屬元素進行安全性評價。結(jié)果顯示：5種不同莓茶的無機元素種類組成差異不大，但含量差異較大；莓茶中K、Ca、Mg元素的含量遠高于其他13種元素，這3種元素占所測元素含量的90%以上；莓茶中含量較低的元素是Cd、Cr、Se、As；老葉莓茶中Ca、Mn、Pb元素含量最高；野生莓茶中Mg、Na、As、Ti元素含量最高；2批紫色莓茶中Cd元素含量超標。

關(guān)鍵詞：ICP-MS；莓茶；元素測定；元素分析

中圖分類號：S571.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）11-0068-04

Determination and Analysis of 16 Inorganic Elements in Vine Tea Products

ZHANG Xue-ying，SHI Yan，OUYANG Wei-qi，WANG Zhao，LIU Cheng

（Xiangxi Institute of Food and Drug Control， Xiangxi 416000， PRC）

Abstract： Inductively coupled plasma-mass spectrometry （ICP-MS） was employed to determine the content of 16 inorganic elements （Ca， Mg， K， Na， Fe， Zn， Cu， Mn， B， Se， Al， Ti， As， Cd， Cr， and Pb） in five vine tea products including wild vine tea， old-leaf vine tea， purple vine tea， organic vine tea， and cultivated vine tea. The safety of the vine tea products was evaluated according to the limits of heavy metals in relevant standards. The results showed that the five vine tea products had no obvious difference in the inorganic element composition but significant differences in the content of different elements. The content of K， Ca， and Mg was higher than that of other 13 elements， reaching 90% of the content of tested elements. Cd， Cr， Se， and As had low content in vine tea. Old-leaf vine tea had the highest content of Ca， Mn， and Pb， while wild vine tea had the highest content of Mg， Na， As， and Ti. The content of Cd in two batches of purple vine tea exceeded the limit.

Key words： ICP-MS; vine tea; element determination; element analysis

代用茶是指選用可食用植物的葉、花、果（實）、根莖等，采用類似茶葉的飲用方式來飲用的一類產(chǎn)品的俗稱，常見的代用茶有菊花茶、荷葉茶、莓茶等。莓茶，又名藤茶、白茶、甜茶、龍須茶，其原植物為葡萄科蛇葡萄屬藤本植物顯齒蛇葡萄[Ampelopsis grossedentata（Hand.-Mazz.）W. T. Wang][1]，主要分布于我國湖南、湖北、廣西、福建等地區(qū)。顯齒蛇葡萄的嫩葉、嫩莖常被用來制作茶葉，藥用具有消炎利喉、清熱消渴、解毒的功效，并被收錄至《湖南省中藥飲片炮制規(guī)范》和《湖南省中藥材標準》[2-3]。莓茶富含Na、K、Ca、Mn、Zn等與人體健康息息相關(guān)的各種無機元素，這些無機元素對人機體調(diào)節(jié)、新陳代謝具有特殊作用[4]，無機元素的缺乏、過量或不平衡都會引起人體生理功能的異常，甚至引發(fā)疾病[5]。此外，環(huán)境污染、農(nóng)藥和化肥使用不當?shù)瓤赡軙?dǎo)致莓茶存在重金屬污染[6]。有研究使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測定莓茶中的多種無機元素，但未見對野生莓茶、老葉莓茶、紫色莓茶、人工種植有機莓茶和人工種植莓茶中16種無機元素進行測定與分析的研究報道。因此，基于標準GB 5009.268—2016[7]，筆者使用ICP-MS法測定了5種莓茶代用茶中的Ca、Mg、K、Na、Fe、Zn、Cu、Mn、B、Se、Al、Ti、As、Cd、Cr和Pb共16種無機元素，分析了各元素的含量特征，并根據(jù)GB 2762—2022[8]等標準對Pb、As、Cr、Cd 4種重金屬元素進行了安全性分析，以期為莓茶代用茶中無機元素的測定及安全風(fēng)險評估提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 莓茶樣品 供試莓茶共18批，其中野生莓茶1批、老葉莓茶1批、紫色莓茶3批、人工種植有機莓茶2批和人工種植莓茶11批，試驗樣品均為湖南省市場監(jiān)督管理局科技項目（2022KJJH20）的科研樣品。

1.1.2 試劑 主要試劑包括硝酸（優(yōu)級純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）、5%硝酸水溶液（自配）、多元素內(nèi)標溶液（NCS148440，介質(zhì)10% HNO3+tr.HCL+tr.HF，Sc、Ge、Rh、In、Re濃度均為100 μg/mL；鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司）、多元素ICP-MS調(diào)諧液（Ce、Co、Li、Mg、Ti、Y濃度均為1 μg/L；美國安捷倫公司）和各元素標準品溶液（均為國家標準樣品，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）。

1.1.3 儀器 主要儀器包括Agilent 7800電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國安捷倫公司）、MARS-X型微波消解儀（美國CEM公司）、MJ-BL25B3攪拌機（美的集團股份有限公司）、ML304T/02電子天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]、GS-20趕酸儀（北京動邁世紀科技有限公司）、202型電熱恒溫干燥箱（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）、Direct-Q5 UV超純水機（莫納生物科技有限公司）、TopPette手動單道可調(diào)移液器[大龍興創(chuàng)實驗儀器（北京）股份公司]。

1.2 研究方法

1.2.1 標曲系列配制 先將16種元素標準品溶液用5%硝酸配制成不同濃度的標準溶液中間液，再用5%硝酸配制成不同濃度的7個標曲點的混合標液使用液。

1.2.2 樣品前處理 精確稱取莓茶粉末樣品0.2 g，置于微波消解罐中，用移液槍加入8 mL濃硝酸，浸泡過夜，于微波消解儀中充分消解。微波消解程序：5 min內(nèi)升溫至120℃，保持3 min；升溫6 min至150℃，保持8 min；升溫6 min至180℃，保持30 min；冷卻至室溫取出。將微波消解罐置于趕酸儀中170℃趕酸約1 h，至剩余約0.5 mL酸液時取出冷卻，將消解罐中液體轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，并用超純水洗滌消解罐2～4次，合并洗液，超純水定容，待上機檢測。另將樣品處理液用超純水以1∶10稀釋，用于測定含量較高的Mg、Ca和K元素。試劑空白除不加莓茶樣品外，其余均同法同步進行。

1.2.3 上機檢測 上機測定16種元素混合標液、空白溶液、樣品1∶10稀釋液及樣品處理原液。ICP-MS檢測參數(shù)：測定模式為He模式，射頻功率1 550 W，霧化室溫度2℃，采樣錐為鎳錐，采樣深度7 mm，碰撞氣體氦氣流速4 mL/min，輔助氣體氬氣流速0.8 L/min、載氣氬氣流速1.14 L/min，重復(fù)次數(shù)3次，掃描重復(fù)100次。

2 結(jié)果與分析

2.1 16種無機元素標曲濃度范圍

由于莓茶中16種無機元素的含量差異很大，為確定各元素適宜的標曲濃度范圍，對莓茶樣品中各元素進行預(yù)試驗。非質(zhì)譜干擾主要源于樣品基體，通過稀釋樣品、內(nèi)標校正等方法可減少樣品基體的干擾[9-10]，該試驗選擇4種與目標元素質(zhì)量數(shù)相近的內(nèi)標物質(zhì)（鈧45Sc、鍺72Ge、銦115In和錸185Re）消除非質(zhì)譜干擾，確保測定結(jié)果的準確性。通過預(yù)試驗，確定按表1將16種無機元素配制成7個標曲點的混合系列標液，其中K、Mg標曲配制濃度為0～22 000 ng/mL，Ca、Mn、Al標曲配制濃度為0～10 000 ng/mL，F(xiàn)e標曲配制濃度為0～2 000 ng/mL，Na標曲配制濃度為0～1 500 ng/mL，B、Cu、Zn標曲配制濃度為0～500 ng/mL，Pb、Ti標曲配制濃度為0～50 ng/mL，Cr、As、Se、Cd標曲配制濃度為0～10 ng/mL。以待測元素信號響應(yīng)值的標準偏差的3倍所對應(yīng)的質(zhì)量濃度作為檢測限，以標準偏差的10倍或檢出限的3.3倍作為定量限。由表1可知，16種無機元素相關(guān)系數(shù)為0.995 5～0.999 9，檢出限為0.017 51～8.861 00 ng/mL，定量限為0.057 78～29.536 70 ng/mL，背景等效濃度為0.034 15～150.300 00 ng/mL，各元素標曲線性關(guān)系良好、檢出限低，滿足痕量分析要求。

2.2 16種無機元素檢測結(jié)果

2.2.1 16種無機元素總體分析 對18批莓茶樣品的無機元素含量進行檢測，由表2可知，5種不同莓茶的無機元素種類組成差異不大，但含量差異較大。16種元素中K含量最高，為17.021 9～22.910 4 g/kg，其中含量在22 g/kg以上的有5批；其次是Ca元素，含量為2.601 7～8.040 0 g/kg，其中3批紫色莓茶Ca元素含量偏低，老葉莓茶Ca元素含量最高；再次是Mg元素，含量為1.052 0～2.143 4 g/kg，其中老葉莓茶和野生莓茶Mg元素含量較高，分別為2.114 6、2.143 4"g/kg。K、Ca、Mg元素在莓茶中的含量遠高于其他13種元素，這3種元素的總含量占所測16種元素含量的90%以上。

除了K、Ca、Mg外，含量較高的元素是Mn和Al。Mn元素含量為136.04～1 274.47 mg/kg，老葉莓茶Mn元素含量最高；Al元素含量為46.12～947.38 mg/kg，另有1批人工種植莓茶未檢出Al元素。其次是Fe和Zn元素，F(xiàn)e元素含量大部分在100 mg/kg左右，其中1批紫色莓茶Fe元素含量最高，達到224.56"mg/kg；Zn元素含量為20.34～47.57 mg/kg，其中2批紫色莓茶Zn元素含量較高。Cu元素含量為2.73～16.41 mg/kg，參考標準NY/T 288—2018中銅（以Cu計）≤30 mg/kg的限量范圍[11]，18批莓茶樣品中Cu元素均符合要求，處于安全等級。相對而言，Na、B、Ti、Pb、Cd、Cr、Se、As元素含量均較低。

2.2.2 Pb、As、Cr、Cd元素含量分析及安全性評價 依據(jù)國內(nèi)相關(guān)限量標準，對Pb、As、Cr、Cd元素含量進行安全性評價。由表2可知，18批莓茶樣品中有17批檢出Pb元素，檢出率為94.44%，其中Pb含量最高的是老葉莓茶（0.747 6 mg/kg），參考標準GB 2762—2022[8]、NY/T 2140—2015[12]和GH/T"1091—2014[13]進行安全性評價，發(fā)現(xiàn)所有莓茶樣品Pb含量均符合要求。18批莓茶樣品中As元素的檢出率為100%，但含量均很低，其中含量最高的是野生莓茶（0.060 7 mg/kg），參考標準NY/T 2140—2015[12]和GH/T 1091—2014[13]進行安全性評價，發(fā)現(xiàn)所有莓茶樣品As含量均符合標準要求。18批莓茶樣品中Cr元素的檢出率為100%，但所有莓茶樣品Cr含量均符合標準NY 659—2003[14]的要求，為合格產(chǎn)品。18批莓茶樣品中Cd元素的檢出率為100%，其中2批紫色莓茶的Cd含量分別為0.573 0、1.060 7 mg/kg，不符合標準NY/T 2140—2015[12]和GH/T 1091—2014[13]的要求。

2.2.3 不同莓茶樣品分析 由表2可知，老葉莓茶Ca、Mn、Pb元素含量最高，Mg和K元素含量較高；野生莓茶Mg、Na、As、Ti元素含量最高，K元素含量較高；2批紫色莓茶的Cd元素含量超標，且該2批紫色莓茶Zn、Se、Na元素含量較高；另有1批人工種植莓茶未檢出Pb、Al元素，且其他14種元素含量均較低，這可能是莓茶基地差異造成的。

3 結(jié)論

電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）具有線性范圍寬、靈敏度高、分析速度快、抗干擾能力強等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于食品和藥品等領(lǐng)域的多元素同時分析與測定[15]。對莓茶16種無機元素進行預(yù)試驗，確定莓茶樣品中各元素的標曲系列最適宜濃度范圍，試驗結(jié)果顯示各元素標曲線性關(guān)系良好、檢出限低、內(nèi)標選擇合理，能滿足檢驗要求。研究結(jié)果顯示：莓茶中含有多種無機元素，可以有效補充人體所需的常量元素與微量元素；5種莓茶無機元素種類差別不明顯，但含量差異較大，這可能與不同種植基地的氣候、土壤以及莓茶對不同元素的富集程度等因素有關(guān)。莓茶中含量較高的元素是K、Ca、Mg，含量較低的元素是Cd、Cr、Se、As。此外，老葉莓茶中Ca、Mn、Pb元素含量最高，野生莓茶中Mg、Na、As、Ti元素含量最高，2批紫色莓茶中Cd元素含量超標。莓茶中Cd污染主要與土壤、大氣、水源、施肥、噴藥、采摘方式、鮮葉老嫩程度和加工工藝等因素有關(guān)，造成Cd超標的具體原因還有待進一步研究。為保證莓茶代用茶的飲用安全性，應(yīng)加強莓茶的Cd元素含量監(jiān)控。

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（責(zé)任編輯：王婷）