不同類別茶葉稀土含量及其稀土元素之間的差異分析

郭徐魁，洪燕沛，謝基雄，郭栓喜（廈門市茶葉深加工研發重點實驗室，廈門市企業技術中心，福建廈門　361100）

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不同類別茶葉稀土含量及其稀土元素之間的差異分析

郭徐魁，洪燕沛，謝基雄，郭栓喜
（廈門市茶葉深加工研發重點實驗室，廈門市企業技術中心，福建廈門361100）

摘要：選取烏龍茶、巖茶、綠茶、紅茶及黑茶，利用微波消解ICPMS測定16種稀土元素。結果表明，所有測試樣品中綠茶的稀土結果未超國家限量標準（≤2 mg/kg），紅茶和黑茶超過85份的樣品結果合格，而烏龍茶和巖茶僅有1/2左右的樣品結果合格。茶葉中不同稀土元素測試結果表明，輕稀土比例高出重稀土2倍以上，且鑭（La）+鈰（Ce）含量比例占將近1/2、鈰（Ce）占1/4以上。因此，通過充分認識不同類別茶葉稀土含量及其內在稀土元素的關系，以期為茶葉品質安全監測和稀土限量標準制訂提供科學的理論依據。

關鍵詞：茶葉；稀土元素；ICP-MS

0　引言

稀土元素（Rare earth element，簡稱REE），是指鑭系元素及與其性質相似的鈧（Sc）和釔（Y），其中鑭系中的钷（Pm）是人工放射性元素。因此，REE通常指的是鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu）、釔（Y）和鈧（Sc）。該16種元素可劃分為2個亞族：①輕稀土（又稱鈰族稀土，Light rare earth element，簡稱LREE）：鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、釤（Sm）、銪（Eu）和釓（Gd）；②重稀土（又稱釔族稀土，Heavy rare earth element，簡稱HREE）：鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu）、釔（Y）和鈧（Sc）[1]。LREE對植物具有明顯的生理活性，農用REE主要是La和Ce元素的化合物，被公認為農牧漁業的“生長調節劑”和工業“維生素”[2]。茶樹主要對LREE具有較強的富集作用，尤其對La吸收較多；對HREE則富集較少或基本不吸收[3]。大多數植物都能從土壤中吸收REE，總體來說REE在植物體內含量并不高，茶樹各部位REE總量大小關系為根> 莖>老葉>成熟葉>葉柄>芽頭，且葉片中REE含量與成熟度呈正相關[4-5]。目前，國家標準GB 2762《食品中污染物限量》規定了茶葉中稀土限量指標為≤2 mg/kg，該限量值指的是16種REE的含量總和，并未對各REE的含量做任何要求，茶葉中它們之間的含量關系又如何。另外，當前不同類別茶葉之間的REE含量差異也很少見提及。因此，本研究通過測定茶葉各REE的含量，旨在分析不同類別茶葉REE總含量以及各REE之間的差異，以期為茶葉品質安全監測和稀土限量標準制訂提供科學的理論依據。

1　材料與方法

1.1材料

烏龍茶（以安溪鐵觀音為主，100份）、巖茶（以武夷大紅袍、肉桂、水仙為主，100份）、綠茶（以西湖龍井與信陽毛尖為主，100份）、紅茶（以正山小種為主，100份）和黑茶（以云南普洱為主，100份），每份樣品不重復。

1.2方法

參照文獻[6]。

2　結果與分析

2.1不同類別茶葉的稀土總含量分析

不同類別茶葉的REE總含量（以氧化物計）見表1。

表1　不同類別茶葉的REE總含量（以氧化物計）

由表1可知，不同類別茶葉REE總含量的分析結果表明，REE總含量均值大小關系為烏龍茶>巖茶>黑茶>紅茶>綠茶。另外，烏龍茶、巖茶、紅茶和黑茶REE總含量最大值>2 mg/kg，其中烏龍茶、巖茶高達7 mg/kg以上，而綠茶最大值<2 mg/kg。

2.2不同類別茶葉的REE總含量分布情況

不同類別茶葉REE總含量分布情況見表2。

表2　不同類別茶葉REE總含量分布情況

由表2可知，不同類別茶葉的REE總含量分布結果表明，在等區間范圍內，烏龍茶、巖茶和黑茶在1～2 mg/kg時樣品數達到最大，分別為26份、51份和71份；而綠茶和紅茶在0～1 mg/kg時樣品數達到最大，分別為59份和54份。進一步分析表明，所有綠茶樣品的REE總含量均分布在0～2 mg/kg，在此范圍內的紅茶和黑茶樣品數分別達到90份和84份，而烏龍茶和巖茶僅為47份和61份。此外，烏龍茶和巖茶在茶葉REE總含量0～4 mg/kg時，樣品數達到88份和86份。

2.3茶葉中不同REE的含量比例分析

不同REE含量、La（鑭）+ Ce（鈰）、LREE比例、HREE比例和LREE與HREE的比值見表3。

表3　不同REE含量、La（鑭）+ Ce（鈰）、LREE比例、HREE比例和LREE與HREE的比值

由表3可知，5種類別茶葉中不同REE含量比例均在5％以上的有鈧（Sc）、釔（Y）、鑭（La）、鈰（Ce）和釹（Nd），其中以鈰（Ce）的含量比例最大且高達25％以上。進一步分析表明，5種類別茶葉中鑭（La）+鈰（Ce）的含量比例均在45％～50％。此外，LREE的含量比例在66.7％～71.9％，HREE的含量比例在28.1％～33.3％，而且LREE/HREE的比值在2.0～2.6。

3　結論

5種類別茶葉REE含量關系為烏龍茶>巖茶>黑茶>紅茶>綠茶，主要是由于烏龍茶、巖茶和黑茶工藝選料因素決定，其加工原料通常以成熟葉為主，而紅茶和綠茶均以芽頭為主。在測試的所有樣品中，綠茶的REE結果均未超國家限量標準（≤2 mg/kg），紅茶和黑茶樣品中超過85份的REE結果未超國家限量標準，而烏龍茶和巖茶樣品中1/2左右的REE結果不合格。在不同REE結果中，茶葉中LREE含量比例高出HREE含量有2倍之多，且REE比例中鑭（La）+鈰（Ce）占將近1/2、鈰（Ce）

占1/4以上，可見在REE方面的研究應重點放在LREE，特別是鑭（La）和鈰（Ce）。因此，在今后的茶葉品質安全監測和稀土限量標準制訂過程，應該重點監測以成熟葉為加工原料的茶葉，并加強對烏龍茶和巖茶的稀土監測力度，在檢測過程中應把鑭（La）+鈰（Ce）列為首要檢測對象，以加快檢測排查進度。

參考文獻：

[1]江祖成，蔡汝秀，張華山.稀土元素分析化學[M].北京：科學出版社，2000：47-59.

[2]方能虎，何友昭，趙貴文.稀土元素的植物生理作用研究進展[J].稀土，1998，19（5）：66-70.

[3]陳照喜，王曉蓉，田笠卿，等.土壤和茶樹對稀土元素的富集作用[J].中國環境科學，1995，15（2）：145-147.

[4]陳磊，林煅煉，高志鵬，等.稀土元素在茶園土壤和烏龍茶中的分布特點[J].福建農林大學學報（自然科學版），2011，40（6）：595-601.

[5]楊秀芳，徐建峰，翁昆，等.茶樹成熟新梢不同部位元素含量研究[J].中國茶葉加工，2008（3）：18-20.

[6]郭徐魁，黃志良，陳其忠，等.ICPMS測定不同類別茶葉中的稀土元素[J].農產品加工（學刊），2014（5）：65-66.

A Different Analysis of REEs Total Content and REE in Different Type Tea

GUO Xukui，HONG Yanpei，XIE Jixiong，GUO Shuanxi
（Enterprise Technology Center of Xiamen，Key Laboratory of Research & Development on Tea Deep Processing，Xiamen，Fujian 361100，China）

Abstract：One method based on microwave digestion and ICP-MS is used to determine 16 REEs in different type tea，and materials included Oolong tea，Rock tea，Green tea，Black tea and Dark tea.The results indicate that the value of REEs total content met the national limited standard（≤2 mg/kg）in all samples from Green tea，and more than 85 samples are qualified in Black tea and Dark tea，and about half samples are only qualified in Oolong tea and Rock tea.Simultaneously，the proportion of LREE is 2 times more than that of HREE at least，La and Ce for nearly half of proportion，Ce for more than a quarter.Therefore，fully understanding REE total content in different type tea and its internal relations of REE provid scientific theoretical basis for tea quality safety monitoring and REE evaluation standard.

Key words：tea；rare earth element（REE）；ICP-MS

作者簡介：郭徐魁（1987—），男，碩士，工程師，研究方向為茶葉重金屬及農藥殘留檢測。

基金項目：2012年福建省現代農業（茶業）省級資金項目（閩財農[2012]73號）。

收稿日期：2015-12-02

文章編號：1671-9646（2016）02a-0040-02

中圖分類號：S571.1

文獻標志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.02.012