岱山蓬萊仙芝綠茶礦質元素特征分析及產地判別研究

馬桂岑 章劍揚 陳利燕 劉 新 魯成銀

（中國農業(yè)科學院茶葉研究所）

方 佩 高平仕

（浙江省舟山市茶文化研究會岱山分會）

一、材料與方法

1.實驗材料

實驗所用茶葉樣品共計46個，其中岱山蓬萊仙芝綠茶11個,浙江省內陸綠茶35個（金華13個、杭州11個、麗水7個、衢州4個）。采摘季節(jié)均為春季。

2.實驗儀器與試劑

Thermo Fisher XSeries II ICP-MS電感耦合等離子體質譜儀（美國賽默飛公司）；Mars6微波消解儀（美國CEM公司）；MilliQ超純水系統(tǒng)（法國Millipore公司）。國家標準物質GBW10052（綠茶），由中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所研制，用于質量控制。

3.實驗方法

礦質元素分析方法：準確稱取0.200 g充分粉碎后的茶葉樣品于特氟龍消解罐中，加入5 mL的HNO3，微波消解后取出冷卻，在115℃電熱板上加熱趕酸至液體如黃豆粒大小，用2%HNO3定容后過0.45 μm水系濾膜，進ICP-MS測定。同時進行試劑空白、樣品加標和國家標準物質GBW10052分析。

統(tǒng)計學分析：將得到的46個茶葉樣品的金屬元素數據，利用SPSS軟件分別進行T檢驗和主成分分析，用來判別蓬萊仙芝綠茶與浙江省內陸綠茶。

二、結果與討論

1.蓬萊仙芝與浙江內陸茶中礦質元素含量分析

利用ICP-MS對來自岱山蓬萊仙芝綠茶和浙江省內陸茶的46個樣品中21種礦物質元素進行分析。礦物質元素包括：Li、Be、V、Cr、Co、As、Se、Mo、Cd、Sb、Cs、Pb、Ni、Sr、Ba、Fe、Zn、Cu、Al、Mg和 Mn。蓬萊仙芝和浙江內陸茶中21種礦質元素含量的平均值和標準方差見表1。其中Li、Be、V、Cr、Co、As、Se、Mo、Cd、Sb、Cs和Pb等12種元素屬于微量元素，茶葉中的含量較低。而Al、Mg、Mn等9種元素的平均含量在幾十甚至上千毫克每千克茶葉，屬于大量元素。通過T檢驗分析，得出包括Li、Cr、Co、Se、Mo、Cd、Cs、Ni、Sr、Ba、Zn、Cu和Mn等13種元素的Sig值小于0.10，即蓬萊仙芝綠茶和浙江內陸茶在這些元素間存在顯著性差異。

表1 不同地區(qū)樣品中各元素含量 mg/kg

根據T檢驗分析，Be、V、As、Sb、Pb、Fe、Al和Mg在浙江省內陸茶和蓬萊仙芝綠茶中的含量，沒有顯著性差異。相較于浙江省內陸茶，蓬萊仙芝綠茶中金屬元素Li、Cr、Co、Cd、Cs、Ni、Sr和Ba的含量較低。值得注意的是，蓬萊仙芝茶具有較高含量的Zn、Se、Mo和Mn。Zn是人體必需的微量元素之一,在人體生長發(fā)育、生殖遺傳、免疫、內分泌等重要生理過程中起著極其重要的作用，被譽為“生命之花”“智力之源”等。蓬萊仙芝綠茶中的Zn的含量在50.9～66.3 mg/kg之間，平均值為57.31±4.69 mg/kg。Se是人體必需的微量營養(yǎng)元素，能顯著提高人體免疫機能，在防癌、抗癌等方面發(fā)揮著重要作用。蓬萊仙芝綠茶中Se的含量在0.04～0.13mg/kg之間，平均值為0.08±0.03 mg/kg。Mo和Mn元素，也是人體必需的微量元素，參與著重要的酶反應，具有抗氧化、抗衰老的功效。蓬萊仙芝綠茶中Mo的含量在0.03～0.07 mg/kg之間，平均值為0.05±0.01mg/kg。Mn的含量在618.3～1525.9mg/kg之間，平均值為1086.36± 350.93mg/kg。

相較于浙江省內陸茶，蓬萊仙芝綠茶中有毒重金屬的含量較低。Cr在蓬萊仙芝綠茶中的含量在0.29～0.63 mg/kg之間，平均值為0.40±0.09 mg/kg，遠遠低于浙江省內陸茶平均值2.32±2.42mg/kg。類似地，蓬萊仙芝綠茶中的Pb平均含量為0.40±.13mg/kg，遠遠低于浙江省內陸茶的平均含量1.13±1.48 mg/kg。As在蓬萊仙芝綠茶中的含量在0.02～0.09 mg/kg之間，平均值為0.05±0.02 mg/kg，低于浙江省內陸茶平均值0.12±0.12 mg/kg。

通過對蓬萊仙芝綠茶和浙江省內陸茶中礦物質元素的分析，可以發(fā)現，岱山蓬萊縣仙芝綠茶在微量營養(yǎng)元素，特別是Zn、Se、Mo和Mn等元素的含量較高，而重金屬元素，如Cr、Pb、As等含量較低。

2.產地判別

主成分分析是一種將多個指標化為少數幾個綜合指標的統(tǒng)計方法，它可以起到降維的作用，用少數幾個綜合指標來反映大量原始指標的主要信息，從而使問題簡化。為了對蓬萊仙芝綠茶和浙江省內陸茶進行產地有效的區(qū)分，對具有顯著性差異的13種金屬元素，進一步進行主成分分析。共提取4個主成分，累計解釋了82.2%試驗變量。圖1給出了主成分1和主成分2得分的散點圖。從圖中可以清楚地看到，來自岱山的蓬萊仙芝綠茶與浙江省內陸茶聚成兩類，能夠達到100%正確區(qū)分。主成分分析的結果表明，礦物質元素能夠較好地表征蓬萊仙芝茶原料產地的特征，可以作為鑒別蓬萊仙芝產地的重要技術指標。

圖1 不同地區(qū)茶葉主成分得分散點圖

三、小 結

本研究以岱山蓬萊仙芝海島茶為主要研究對象，利用ICP-MS技術分析了茶葉中21種礦質元素含量。研究發(fā)現，相較于浙江省內陸茶，蓬萊仙芝綠茶具有較高含量的鋅(Zn)、硒(Se)、鉬(Mo)和錳(Mn)，這些豐富的礦物質元素，能顯著提高人體機能免疫能力，具有抗癌、抗氧化、降血壓等功效。利用主成分分析，將來自岱山的蓬萊仙芝綠茶與浙江省內陸茶聚成兩類，達到100%正確判別。因此，礦物質元素可以作為鑒別蓬萊仙芝產地的重要技術指標。