張郢峰

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 化學(xué)工程學(xué)院，陜西 西安 710302)

茶是世界范圍內(nèi)最廣泛消費(fèi)的飲品之一，茶葉是歷史悠久、營(yíng)養(yǎng)豐富的天然健康飲料，已成為僅次于碳酸飲料和飲用水的世界第三大飲料［1］。茶葉中除了富含有茶多酚、咖啡堿、茶多糖等有機(jī)成分外，也富含多種人體必需微量元素如Fe、Zn、Ca、Cu和Mg 等，這些微量元素對(duì)生物免疫功能的維護(hù)、新陳代謝等生命活動(dòng)起著重要作用［2］。因此，準(zhǔn)確測(cè)定茶葉中微量元素的含量，對(duì)于評(píng)價(jià)茶葉等級(jí)和進(jìn)一步了解功效有重要的意義［3］。

茶葉樣品的預(yù)處理方法有干法灰化法、濕法消化法和微波消解法［4］。干法灰化法需要高溫下操作，且易造成微量元素?fù)]發(fā)損失，使測(cè)試結(jié)果偏低;而濕法消化法在消化過(guò)程中產(chǎn)生大量酸霧，耗時(shí)長(zhǎng)，消化有時(shí)不完全。微波消解法是目前值得推廣的前處理方法，可使消解時(shí)間大為縮短，且使被測(cè)組分的揮發(fā)損失降到最小限度，具有消解速度快、樣品消解完全、回收率高等優(yōu)點(diǎn)［5］。

茶葉中微量元素的測(cè)定方法有原子吸收光譜法［6］、原子熒光光譜法［7］、電感耦合等離子發(fā)射光譜法［5，8］等，這些方法儀器費(fèi)用昂貴，需要專業(yè)人員進(jìn)行操作，維護(hù)和操作費(fèi)用高。分光光度法［9］具有儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便、快速，測(cè)試成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用。本文采用微波消解處理茶葉樣品，使用分光光度法測(cè)定茶葉中的鐵含量，并與干法灰化法測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行比較，表明該方法是一種快速、便捷的測(cè)定茶葉中微量元素的方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

鹽酸羥胺、無(wú)水醋酸鈉、1，10-鄰二氮雜菲、鹽酸、濃硝酸、H2O2均為分析純;高純金屬鐵;茶葉樣品，市售;實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。

721 型分光光度計(jì);MDS-6 微波消解儀;ECH-I控溫加熱板;ZDXS4-5 馬弗爐。

1.2 溶液的配制

1.2.1 1.00 mg/mL 鐵儲(chǔ)備液 準(zhǔn)確稱取0.100 g鐵于燒杯中，以適量3 mol/L HCl 溶解后轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，以去離子水稀釋至刻度，備用。將儲(chǔ)備液逐級(jí)稀釋至10.00 μg/mL 作為工作液使用。

1.2.2 10%鹽酸羥胺 稱取10 g 鹽酸羥胺于燒杯中，加去離子水溶解后轉(zhuǎn)移至100 mL 的容量瓶中，以去離子水稀釋至刻度，搖勻，備用。

1.2.3 0.1% 1，10-鄰二氮雜菲 準(zhǔn)確稱取0.10 g 1，10-鄰二氮雜菲，溶于100 mL 去離子水中，搖勻，備用。

1.2.4 1.0 mol/L NaAc 溶液 稱取8.0 g 無(wú)水醋酸鈉于燒杯中，溶于100 mL 去離子水中，備用。

1.2.5 0.2 mol/L NaOH 溶液 稱取2.0 g NaOH于燒杯中，加一定的去離子水溶解后轉(zhuǎn)入250 mL 試劑瓶中，備用。

1.3 茶葉樣品預(yù)處理

1.3.1 微波消解法 稱取研磨的茶葉樣品1.000 g于聚四氟乙烯溶樣杯中，加入7. 0 mL 濃HNO3，30 min后置于電子控溫加熱板上，在180 ℃下加熱30 min，冷卻后加入2.0 mL H2O2，然后裝入外罐，置于微波消解儀中，按已設(shè)定的4 個(gè)工步(0. 5 MPa 3 min，1. 0 MPa 2 min，1. 5 MPa 2 min，2. 0 MPa 7 min)進(jìn)行消解，得到澄清透明溶液。冷卻至室溫，置于加熱板上趕酸后，轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶中，用去離子水定容。

1.3.2 干法灰化法 準(zhǔn)確稱取茶葉樣品1.000 g于瓷坩堝中，先在加熱板上低溫炭化至無(wú)煙，然后移入馬弗爐中，在500 ℃再灰化5 h，冷卻，反復(fù)以稀HCl 和硝酸組成的混合酸溶解灰分，直至溶解完全，將溶液轉(zhuǎn)移到50 mL 容量瓶中，以去離子稀釋至刻度，搖勻待測(cè)。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

移取適量的茶葉消解液于25 mL 比色管中，加入5. 0 mL 10% 鹽酸羥胺溶液，搖勻，然后加入5.0 mL l.0 mol/L NaAc 溶液和3.00 mL 0.1%1，10-鄰二氮雜菲，以稀NaOH 溶液調(diào)節(jié)溶液pH =5，加去離子水至刻度，搖勻放置15 min，以試劑空白溶液為參比，用1 cm 比色皿，在510 nm 處測(cè)定其吸光度。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別移取10.00 μg/mL 鐵工作液0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL 于25 mL 比色管中，加入5.0 mL 10%鹽酸羥胺溶液，搖勻，然后加入5.0 mL 1.0 mol/L NaAc 溶液和3.00 mL 0.1% 1，10-鄰二氮雜菲，以稀NaOH 溶液調(diào)節(jié)溶液pH=5，加去離子水至刻度，搖勻放置15 min，以試劑空白溶液為參比，用1 cm 比色皿，在510 nm 處測(cè)定吸光度。得到吸光度A 與鐵濃度的關(guān)系曲線，見(jiàn)圖1。

圖1 工作曲線Fig.1 The standard curve

線性擬合得到關(guān)系式:A=0.002 67 +0.18C，相關(guān)系數(shù)R=0.999 3，其中CFe的單位為μg/mL，表觀摩爾吸光系數(shù)εFe= 1.0 ×104L/(mol·cm)。

2 結(jié)果與討論

2.1 鐵測(cè)定條件的確定

2.1. 1 最大吸收波長(zhǎng)的確定 移取3. 00 mL 10.00 μg/mL鐵工作液于25 mL 比色管中，加入5.0 mL 10% 鹽酸羥胺溶液，搖勻后加入5. 0 mL l.0 mol/L NaAc 溶液和3.00 mL 0.1% 1，10-鄰二氮雜菲，以稀NaOH 溶液調(diào)節(jié)溶液pH=5，加去離子水至刻度，靜置15 min，以試劑空白溶液為參比，用1 cm比色皿，在不同波長(zhǎng)處，在460 ～540 nm 測(cè)定其吸光度，得到如圖2a 所示的吸光度與波長(zhǎng)關(guān)系曲線。所以，λmax=510 nm。

2.1.2 其它測(cè)定條件的確定 采用單因素分析法，按1.4 節(jié)實(shí)驗(yàn)方法，確定了顯色劑用量(圖2b)、顯色時(shí)間(圖2c)和溶液pH 值(圖2d)等測(cè)定條件，由圖2 所示，本實(shí)驗(yàn)顯色劑用量為3.0 mL，顯色時(shí)間為15 min，pH 值為5。

圖2 鐵的測(cè)定條件Fig.2 Determination condition of ion

2.2 茶葉樣品的測(cè)定

2.2.1 茶葉樣品中鐵含量的測(cè)定 移取茶葉消解液10.00 mL 于100 mL 容量瓶中，加入1 mol/L 的NaAc 50 mL，用去離子水稀釋至刻度。從中分別移取10.00 mL 溶液于25 mL 比色管中，余下操作按1.4 節(jié)實(shí)驗(yàn)方法，結(jié)合工作曲線計(jì)算茶葉中鐵的含量，平行測(cè)定6 次。為考察方法的準(zhǔn)確度，將微波消解法和干法灰化法的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，見(jiàn)表1。

表1 茶葉樣品中鐵的含量(n=6)Table 1 The measurement results of the tea samples

由表1 可知，灰化法較微波消解法得到的鐵含量小，可能在高溫灰化條件下，鐵元素有所損失。

2.3 加標(biāo)回收率

為考察方法的精密度，進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 加標(biāo)回收率結(jié)果Table 2 The results of recovery experiment

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