CN102539425A - 茶叶中重金属铅的快速检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种茶叶中重金属铅的检测方法，包括如下步骤：取粉碎后的茶叶样品，通过消解、浓缩得到澄清透明的无色待测液，在无色待测液中加入聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂，再加入一定量的缓冲溶液控制pH在4～6，最后往混合溶液A中加入浓度为20～30mg/kg的二甲酚橙溶液，得到样品液；取浓度0.90～10μg/ml的标准铅溶液按照同样方法处理得到标准液；再将样品液与标准液进行比色。本发明方法可以方便、快速的进行茶叶中重金属铅含量的检测。

Description

茶叶中重金属铅的快速检测方法

(一)技术领域

本发明涉及一种茶叶中重金属铅的快速检测方法，属于食品安全快速检测领域。

(二)背景技术

铅是人体生理不需要的元素，也是对人体具有积累性毒害的重金属元素之一。人体慢性铅中毒的症状为：食欲不振、消瘦、贫血、腹泻、关节痛等；铅损伤则是国际公认的危害儿童神经系统发育的第一杀手。国内最新研究成果显示，儿童体内血铅含量超过100微克/升，智能指数就会下降10-20分。

铅在自然界中分布广泛，食品中也不可避免地含有微量的铅。由于铅对人体具有毒害作用，因此，国家食品卫生标准对各类食品的铅残留都有明确的限量规定，并列为食品安全卫生监督抽检的必检项目。

我国茶叶重金属残留限量标准是1988A制定的，代号为GB9679-88，其中规定：成茶中铅≤2mg/kg(紧压茶：3)，而对有机茶铅限量标准更是达到≤1mg/kg。重新修订的茶叶重金属残留限量国家标准中规定，普通茶叶中铅残留的最大限量仍执行这一标准。国家制订茶叶标准的方法套用普通的“食品标准”，铅残留的测定方法参照”食品中铅的测定方法”，编号为GB5009.12-2010，采用的“干茶全叶测量法”。

茶叶中铅的测定方法主要有：电化学法，分光光度法，原子光谱法和质谱法等。国家标准规定食品中铅含量测定方法主要有：石墨炉原子吸收法、火焰原子吸收法、双硫腙比色法。采用石墨炉原子吸收法及火焰原子吸收法测定铅，灵敏度高，精确度和准确度好，能够进行重金属铅的准确定性、定量分析，但是石墨炉原子吸收分光光度计及火焰原子吸收光谱仪，价格昂贵，不利于该标准方法的推广；而双硫腙比色法采用了剧毒物质氰化钾，这无疑加大了检测人员的安全危险；并且这三种方法存在耗时长，操作复杂、添加的化学溶剂量大容易引起污染等问题，自然无法作为茶叶中重金属铅快速检测的推广方法。因此，有必要建立一套茶叶中重金属铅快速检测方法，对新上市、或已上市的茶叶产品进行现场的快速检测。

(三)发明内容

本发明为解决传统重金属铅检测采用大型精密仪器设备或者氰化钾等剧毒物质而很难将其应用于食品、水样等样品的快速检测的问题，提供了一种方便、快速的茶叶中重金属铅检测方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种茶叶中重金属铅的检测方法，包括如下步骤：

a.样品液的配制

a-1.取粉碎后的茶叶样品，通过消解、浓缩得到澄清透明的无色待测液，控制无色待测液的体积以粉碎后的茶叶样品的质量计为1ml/g；

a-2.在无色待测液中加入聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂，聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂的加入量以无色待测液的体积计为0.02～0.06g/ml；再加入一定量的缓冲溶液控制pH在4～6，得到混合溶液A，控制混合溶液A的体积以步骤a-1中粉碎后的茶叶样品的质量计为1.6ml/g；最后往混合溶液A中加入浓度为20～30mg/kg的二甲酚橙溶液，得到样品液，并且控制样品液的体积以粉碎后的茶叶样品的质量计为2ml/g；

b.标准液的配制

量取至少一份一定体积的标准铅溶液，标准铅溶液的体积以步骤a-1使用的粉碎后的茶叶样品的质量计为1ml/g；将标准铅溶液依次按照步骤a-1和步骤a-2在与粉碎后的茶叶样品同样的处理条件下进行处理，得到标准液，其中标准铅溶液经消解、浓缩得到的无色待测液的体积与未处理前的标准铅溶液的体积相同；所述标准铅溶液的浓度在0.90～10.0μg/ml之间；

c.将样品液与标准液进行比色。

一般而言，当铅溶液中铅含量很低时，可以近似认为该溶液的密度为1，本发明使用的标准铅溶液的密度均可视为1。

本发明上述技术方案，是利用铅和二甲酚橙会生成紫红色螯合物的原理，通过将样品液与标准液进行比色来确定样品中的铅含量，若样品液的颜色比标准液浅，则表示茶叶样品中铅含量小于标准铅溶液的浓度；若样品液的颜色比标准液深，则表示茶叶样品中铅含量大于标准铅溶液的浓度；若有必要，可采用多份不同浓度的标准铅溶液制备几份标准液，将样品液分别与几份标准液进行比色，以更精确确定茶叶样品中铅含量。

本发明尤其适合用于检测茶叶样品中铅含量是否超标，具体而言，以1.0μg/ml标准铅溶液按照步骤b的方法制备标准液1，若样品液的颜色比标准液1浅，则表示茶叶样品中的铅含量小于1.0mg/kg(有机茶铅含量限量标准)；若样品液的颜色比标准液1深，则表示茶叶样品中的铅含量超出有机茶含量限量标准。以2.0μg/ml标准铅溶液按照步骤b的方法制备标准液2，若样品液的颜色比标准液浅，则表示茶叶样品中铅含量小于2.0mg/kg(成茶铅含量限量标准)；若样品液的颜色比标准液2深，则表示茶叶样品中的铅含量超出成茶铅含量限量标准。本发明还可将标准液1和标准液2组合使用，若样品液的颜色介于标准液1和标准液2之间，则表示茶叶样品中的铅含量在1.0mg/kg和2.0mg/kg之间。本发明所述方法铅的最低检测限达到0.90mg/kg。

下面对上述技术方案做具体说明。

所述的步骤a-1中，所述的消解、浓缩可采用现有文献报道的方法，比如所述的消解可采用GB/T5009.12-2010的标准方法进行，所述的浓缩可采用具备体积感应功能的氮吹装置浓缩消解液。

所述的步骤a-2中，加入缓冲溶液保证溶液体系的pH值在4-6之间，在此条件下铅与二甲酚橙形成的螯合物颜色显紫红色。缓冲溶液事先需要进行无铅检测，若缓冲溶液中含有杂质铅离子，对检测结果会产生重大的影响。所述缓冲溶液可由下列几组物质中的任一组制成：乙酸-乙酸钠，六次亚甲基四胺，柠檬酸铵-酒石酸铵。

所述的步骤a-2中，由于我国茶叶重金属残留限量标准中对成茶中铅要求≤2mg/kg，而在铅含量≤2mg/kg时，二甲酚橙与铅形成的紫红色螯合物无法通过肉眼进行辨别，无法满足快速检测要求。本发明通过添加一定量的聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂，增加反应的灵敏度，抑制二甲酚橙本色的掩盖效应，使得铅的最低检测限达到标准要求。所述聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂可选自下列一种或任意几种的组合：乙二醇硬脂酸酯、PEG-10硬脂酸酯、PEG-25硬脂酸酯、PEG-40硬脂酸酯、PEG-45硬脂酸酯、PEG-55硬脂酸酯。所述聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂的加入量以无色待测液的体积计优选为0.04g/ml。

所述的步骤a-2中，需加入浓度在20～30mg/kg的二甲酚橙溶液。实验发现，在聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂存在下，二甲酚橙浓度至关重要。二甲酚橙溶液的浓度若高于30mg/kg，二甲酚橙本色的颜色会掩盖铅与二甲酚橙反应形成的紫红色螯合物，使之不易通过肉眼进行辨别；若二甲酚橙溶液的浓度低于20mg/kg，铅与二甲酚橙反应形成的紫红色螯合物亦会被二甲酚橙的本色所掩盖，影响检测。因此，二甲酚橙的浓度过低或过高均会影响检测结果。当二甲酚橙浓度在20-30mg/kg之间，聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂对铅与二甲酚橙形成的紫红色螯合物的显色效果最佳，能达到目测比色的效果。并且在聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂存在下，不同浓度的铅与二甲酚橙形成螯合产物的颜色会随着量的不同颜色出现突变，颜色突变能通过肉眼进行观察。因此加入一定量聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂，使变色范围变窄，使标准铅浓度分别为0.9、1.0、1.1、1.9、2.0、2.1μg/ml形成的6种螯合物产物颜色通过肉眼可以分辨。

进一步，本发明优选在所述的二甲酚橙溶液中加入少量的硫脲和半胱氨酸。加入硫脲的作用，是掩蔽汞离子的干扰，硫脲的加入量推荐为0.01～0.05mg/kg；加入半胱氨酸是掩蔽砷离子的干扰，半胱氨酸的加入量推荐为0.01～0.05mg/kg。

本发明使用的标准铅溶液可以按照标准方法自行配制也可以购买市售产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明不需要引入大型的精密仪器设备，也不需要引入毒性物质，可以直接用于现场检测，方便、快速地确定茶叶中的铅含量，尤其适合用于检测茶叶中铅含量是否超标。

(四)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

称取粉碎茶叶干样5.0g，置于聚四氟乙烯压力消解罐中，加硝酸5ml浸泡1-2h，再加过氧化氢5.0ml，盖好内盖，放入恒温干燥箱，120℃-140℃保持3-4h，在箱内自然冷却至室温，将消化液移入25.0ml容量瓶，洗涤后定容至25.0ml。采用带体积感应功能的氮吹仪将上述定容消解液浓缩至5.0ml，得到待测样品A。

取不同的粉碎茶叶干样，按照上述步骤分别处理得到待测样品A’、A”。

实施例2：

分别取浓度为0.9、1.0、1.1、1.9、2.0、2.1μg/ml标准铅溶液各5.0ml，采用实施例1的方法，经过消解浓缩得到5.0ml的待测标样B、C、D、E、F、G。

实施例3：

分别在上述待测样品A、B、C、D、E、F、G中加入0.2g PEG-10硬脂酸酯，再加入约3.0ml乙酸-乙酸钠(pH4～6的乙酸-乙酸钠缓冲溶液由约200g乙酸钠水溶液中，加约10ml冰醋酸，再定容至1L配制而成)。最后往混合溶液中滴加20mg/kg二甲酚橙溶液2.0ml，得到铅与二甲酚橙的紫红色螯合物，其颜色可通过肉眼进行辨别。

结果见下表1所示：

表1

实施例4：

分别取浓度为0.9、1.0、1.1、1.9、2.0、2.1μg/ml标准铅溶液各5.0ml，平行取2份，1份采用实施例1的方法，经过消解浓缩得到5.0ml待测标样B、C、D、E、F、G，另一份不经过消解直接得到5.0ml标准铅溶液B’、C’、D’、E’、F’、G’。

分别将B、C、D、E、F、G和B’、C’、D’、E’、F’、G’采用PEAA700原子吸收光谱进行铅含量测定。

其测定结果如下表2：

表2

消解组平均相对偏差为-1.33％，而未消解组的为+1.11％，从上述数据我们可以得到消解过程导致的误差可以忽略不计，消解过程铅含量几乎不损失。

实施例5：

取5.0ml浓度1.0μg/ml标准铅溶液8份，均采用实施例1的方法，经过消解浓缩得到5.0ml待测标样A、B、C、D、E、F、G、H。

往待测样品组中分别加入0.2g PEG-10硬脂酸酯和约3.0ml乙酸-乙酸钠缓冲溶液(pH4～6乙酸-乙酸钠缓冲溶液由约200g乙酸钠水溶液中，加约10ml冰醋酸，再定容至1L配制而成)，最后往每个样品中分别滴加浓度为10、15、20、25、30、35、80、2000(即0.2％)mg/kg二甲酚橙溶液2.0ml，得到铅与二甲酚橙的紫红色螯合物。

其测定结果如下表3所示：

表3

根据上述实验结果，本发明二甲酚橙浓度选择20-30mg/kg。

实施例6：

分别取浓度为1.0、1.5、2.0、2.5、5.0、10.0μg/ml标准铅溶液各5.0ml，平行取2份，均采用实施例1的方法，经过消解浓缩得到5.0ml待测标样组1：A、B、C、D、E、F，和组2：A’、B’、C’、D’、E’、F’。

往待测样品组1各样品中加入0.2g PEG-10硬脂酸酯，而组2各样品中不加入0.2g PEG-10硬脂酸酯表面活性剂，再分别往组1和组2中加入约3.0ml乙酸-乙酸钠缓冲溶液，最后滴加30mg/kg二甲酚橙溶液2.0ml，得到铅与二甲酚橙的紫红色螯合物，其颜色辨别结果如下。

结果见下表4：

表4

从上表结果可以看出，表面活性剂的加入增加了反应的灵敏度，在PEG-10硬脂酸酯表面活性剂作用下，浓度≤5.0μg/ml的标准铅溶液与二甲酚橙形成的浅紫红色螯合物可以通过肉眼分辨出来，而不加表面活性剂则达不到肉眼辨色的效果。

实施例7：

取5.0ml浓度2.5μg/ml标准铅溶液6份，均采用实施例1的方法，经过消解浓缩得到5.0ml待测标样A、B、C、D、E、F。

往待测样品组中分别加入0.2g乙二醇硬脂酸酯、PEG-10硬脂酸酯、PEG-25硬脂酸酯、PEG-40硬脂酸酯、PEG-45硬脂酸酯、PEG-55硬脂酸酯，再分别往各样品中加入约3.0ml乙酸-乙酸钠缓冲溶液，最后滴加30mg/kg二甲酚橙溶液2.0ml，得到铅与二甲酚橙的紫红色螯合物，其颜色辨别结果如下。

结果见下表5：

表5

从上表结果可以看出，聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂：乙二醇硬脂酸酯、PEG-10硬脂酸酯、PEG-25硬脂酸酯、PEG-40硬脂酸酯、PEG-45硬脂酸酯、PEG-55硬脂酸酯对铅与二甲酚橙反应的增敏效果相当，在各表面活性剂作用下，浓度2.5μg/ml的标准铅溶液与二甲酚橙形成的浅紫红色螯合物可通过肉眼分辨出，对螯合物的增敏效果一致。

Claims (7)

1.一种茶叶中重金属铅的检测方法，其特征在于所述检测方法包括如下步骤：

a.样品液的配制

a-1.取粉碎后的茶叶样品，通过消解、浓缩得到澄清透明的无色待测液，控制无色待测液的体积以粉碎后的茶叶样品的质量计为1ml/g；

a-2.在无色待测液中加入聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂，聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂的加入量以无色待测液的体积计为0.02～0.06g/ml；再加入一定量的缓冲溶液控制pH在4～6，得到混合溶液A，控制混合溶液A的体积以步骤a-1中粉碎后的茶叶样品的质量计为1.6ml/g；最后往混合溶液A中加入浓度为20～30mg/kg的二甲酚橙溶液，得到样品液，并且控制样品液的体积以粉碎后的茶叶样品的质量计为2ml/g；

b.标准液的配制

量取至少一份一定体积的标准铅溶液，标准铅溶液的体积以步骤a-1使用的粉碎后的茶叶样品的质量计为1ml/g；将标准铅溶液依次按照步骤a-1和步骤a-2在与粉碎后的茶叶样品同样的处理条件下进行处理，得到标准液，其中标准铅溶液经消解、浓缩得到的无色待测液的体积与未处理前的标准铅溶液的体积相同；所述标准铅溶液的浓度在0.90～10.0μg/ml之间；

c.将样品液与标准液进行比色。

2.如权利要求1所述的茶叶中重金属铅的快速检测方法，其特征在于：取1.0μg/ml标准铅溶液按照步骤b的方法制备标准液1，将样品液与标准液1进行比色，以确定茶叶中铅含量是否大于1mg/kg。

3.如权利要求1所述的茶叶中重金属铅的快速检测方法，其特征在于：取2.0μg/ml标准铅溶液按照步骤b的方法制备标准液2，将样品液与标准液2进行比色，以确定茶叶中铅含量是否大于2mg/kg。

4.如权利要求1～3之一所述的茶叶中重金属铅的快速检测方法，其特征在于：所述聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂选自下列一种或任意几种的组合：乙二醇硬脂酸酯、PEG-10硬脂酸酯、PEG-25硬脂酸酯、PEG-40硬脂酸酯、PEG-45硬脂酸酯、PEG-55硬脂酸酯。

5.如权利要求1～3之一所述的茶叶中重金属铅的快速检测方法，其特征在于：所述缓冲溶液由下列几组物质中的任一组制成：乙酸-乙酸钠，六次亚甲基四胺，柠檬酸铵-酒石酸铵。

6.如权利要求1～3之一所述的茶叶中重金属铅的快速检测方法，其特征在于：所述聚氧乙烯脂肪酸酯类表面活性剂的加入量以无色待测液的体积计为0.04g/ml。

7.如权利要求1～3之一所述的茶叶中重金属铅的快速检测方法，其特征在于：所述的二甲酚橙溶液中还含有硫脲和半胱氨酸，硫脲浓度为0.01～0.05mg/kg，半胱氨酸浓度为0.01～0.05mg/kg。