微波輔助消解火焰原子吸收光譜法測定茶葉中的微量元
發(fā)布時間:2019-09-01 來源: 短文摘抄 點擊:
摘要:采用HNO3+H2O2混合酸體系分步消化處理陜西省漢中茶區(qū)午子仙毫、寧強雀舌、定軍茗眉等3種名優(yōu)綠茶樣品,并采用火焰原子吸收光譜法測定3種名優(yōu)綠茶中8種微量元素含量。結果表明,采用火焰原子分光光度法測定微量元素含量,該方法準確性高、精密度好,樣品的回收率為95.5%~104.8%,相對標準偏差在3%以內。午子仙毫、定軍茗眉、寧強雀舌3種茶葉中,對人體有益的Mg、Ca、Mn含量很高,與其他茶葉品種相比,午子仙毫品質更優(yōu)。
關鍵詞:微波消解;火焰原子吸收法;茶葉;微量元素
中圖分類號: TS272.7文獻標志碼: A文章編號:1002-1302(2015)11-0380-02
收稿日期:2014-11-28
基金項目:國家自然科學基金(編號:21373132);陜西省教育廳科學研究項目(編號:15JK1141)。
作者簡介:史娟(1978—),女,副教授,研究方向為天然產物化學和有機合成。E-mail:hzhshijuan@126.com。陜西省漢中地區(qū)是我國罕見的高香茶區(qū),茶葉種植歷史悠久,規(guī)模大、產量高。截至2013年底,陜西省茶園面積11.78萬 hm2,其中漢中地區(qū)茶園面積5.94萬 hm2;該省茶葉總產量4.646萬 t,其中漢中地區(qū)3.1萬 t;該省茶葉總產值60.5億元,其中漢中地區(qū)37.8億元。漢中茶葉含有豐富的氨基酸、咖啡堿、茶多酚以及多種微量元素。微量元素與人體健康密切相關,大多數(shù)微量元素對人體具有重要作用,少數(shù)微量元素會危害人體健康[1]。因此,準確測定漢中茶葉中微量元素含量,對于評價漢中茶區(qū)茶葉質量以及優(yōu)質茶葉品種的選種、育種、栽培、開發(fā)利用具有重要意義[2]。微波消解是新型試樣消解技術,具有方便省力、安全快捷、污染少、樣品溶解完全等特點,但存在消解功率過大、反應過于激烈、易沖破罐體等缺點[3]。采用分步式控壓消解可避免上述缺陷。國內外對茶葉中微量金屬元素的測定方法主要有原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、電感耦合等離子質譜法、原子熒光光譜法等[4-8]。電感耦合等離子法具有準確度高、檢出限低等特點,但儀器昂貴,難以大規(guī)模推廣。原子吸收光譜法具有操作快速簡便、靈敏度高、重現(xiàn)性好、選擇性好、干擾少、成本低、易于自動化等特點,且測定的準確度及靈敏度可滿足食品中大部分無機元素的分析要求。本研究采用微波消解-火焰原子吸收光譜法測定漢中茶區(qū)午子仙毫、寧強雀舌、定軍茗眉等3種名優(yōu)綠茶中的8種微量元素含量,旨在為開發(fā)利用漢中地區(qū)茶葉資源提供參考。
1材料與方法
1.1材料
午子仙毫,來自陜西省漢中市西鄉(xiāng)縣,市售;寧強雀舌,來自漢中市寧強縣,市售;定軍茗眉,來自漢中市勉縣,市售。
1.2儀器
TAS-990 型原子吸收分光光度計(北京普析通用儀器責任有限公司);空心陰極燈(北京曙光明電子光源儀器有限公司);WX-4 000型微波快速消解系統(tǒng)(上海屹堯分析儀器有限公司);DKQ-3D型智能控溫加熱器(上海屹堯分析儀器有限公司);101型電熱鼓風干燥箱(北京科偉永興儀器有限公司)。
1.3儀器工作條件
采用空氣-乙炔火焰原子吸收光譜法測定茶葉中Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Pb等元素含量。按照AAwin軟件操作規(guī)程進行操作,測定各元素的儀器最佳工作條件見表1。
1.4樣品處理
1.4.1操作方法將午子仙毫、寧強雀舌、定軍茗眉3種名茶樣品烘干、磨細,過60目篩。分別稱取3種茶葉樣品0.2 g置于消化罐中,加入4 mL HNO3 和2 mL H2O2浸泡20 min,擰緊蓋子,將消化罐置于微波爐中。10 atm、900 W消解4 min;然后調至18 atm、900 W消解5 min;再調至24 atm、900 W消解10 min。消解結束后,待壓力降至0.5 atm,溫度低于80 ℃時打開消化罐,轉入50 mL 容量瓶,并用超純水定容、搖勻、過濾后作為待測液。同時做空白對照試驗。按表1中的儀器工作條件測定各元素標準溶液、樣品溶液,若樣品溶液濃度超出標準曲線,將樣品溶液稀釋后再測定。茶葉中各元素含量計算公式如下:
X=C×V×n/m×100。
式中:X代表茶葉樣品中各元素含量,μg/g;C代表由標準曲線查得樣品溶液濃度,μg/mL;V代表樣品溶液體積,mL;n代表稀釋倍數(shù);m代表樣品質量,g。
1.4.2精密度試驗將所有樣品重復測定6 次,根據(jù)測定結果的RSD值判斷試驗精密度。
1.4.3回收率試驗為考察該方法的可靠性,向已知含量的樣品中分別添加適量的Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Pb標準溶液,測定各元素的平均回收率并計算相對標準偏差。
2結果與分析
2.1樣品處理條件的選擇
2.1.1消解條件中混酸的選擇經微波消解后,待測樣品中微量元素被轉化為可溶性金屬鹽類。選用HNO3+H2O2混合酸作為消化體系,通過調整2種酸的用量,選擇適當?shù)膒H值范圍。試驗表明,當溶液 pH值高于3時,被測離子會產生沉淀,影響測定結果;當pH值為1~2時,測定結果穩(wěn)定。因此,用4 mL HNO3+2 mL 30% H2O2消解0.2 g茶葉樣品。結果表明,在該用量下茶葉樣品消解完全。
2.1.2消化方法的選擇微波消解樣品時,功率過大,反應過于激烈,易發(fā)生沖破罐體的現(xiàn)象[9]。因此,本試驗采用三段控溫、控壓及短時間、多步驟方法進行消解:第1步條件為10個大氣壓,80 ℃,歷時4 min;第2步條件為18個大氣壓,150 ℃,歷時5 min;第3步條件為24個大氣壓,180 ℃,歷時10 min。確保待測樣分解完全,消解效果良好。
2.1.3試驗干擾及消除Fe、Mn作為過渡金屬,鄰近線較多,用火焰原子吸收光譜法(FAAS)測定時,須選擇較小的狹縫寬度(0.2 nm);同時調節(jié)燃燒器高度及燃助比,使火焰呈藍色貧焰,以避免少量硝酸鹽帶來的干擾。測定茶葉中Mg、Ca含量時,易受到磷酸鹽、硅酸鹽的干擾,因此在處理樣品過程中加入一定量的鑭鹽作為釋放劑,以消除干擾。
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