3种菊花茶中 6 种微量元素的初级形态及溶出特性研究
摘要 按照传统的花茶饮用方法对杭白菊茶、野菊花茶、贡菊茶 3 种菊花茶中钙、镁、铁、锰、铜、锌 6 种元素进行浸取; 用 0. 45 m 微孔滤膜分离浸取液中的可溶态和悬浮态; 采用电感耦合等离子体原子发射光谱法对此 3 种菊花茶中微量元素的初级形态进行了测定。结果显示: 菊花茶中 6 种元素的提取率在12.4% —80. 4% 之间, 可溶态在水浸液中的比率在 74. 3% —96. 5% 之间。
关键词 杭白菊茶; 野菊花茶; 贡菊茶; 微量元素; 电感耦合等离子体-原子发射光谱法; 初级形态; 溶出特性
1前言
菊花属菊科植物菊( Chrysanthemum morifolium Ramat . ) 干燥头状花序, 具有散风清热、平肝明目等功效, 性昧甘、苦、微寒, 含有较多的挥发油、黄酮甙等, 并含丰富的钙、铁、锌等微量元素。具有药食两用功效, 已越来越受到人们的青睐, 现已成为我国仅次于茶叶的第二大传统饮品[ 1] 。目前, 对菊花茶在化学、药理、临床等方面研究的较多, 对其某些微量元素总量分析已有文献报道[ 2—4] 。但菊花茶作为一种饮料, 其特殊性是不能直接食用, 而是饮用花茶的沸水浸渍液。因此, 直接测定茶中各元素含量的数据, 显然不能用为卫生学评价的依据, 必需结合各元素的溶出率、水浸液中可溶态和悬浮态、饮用量等才可获取卫生学评价的有效数据。本文首次根据微量元素形态分析的层次模式,并模拟实际生活泡茶过程, 用电感耦合等离子体-原子发射光谱法( ICP-AES) 对杭白菊、野菊花、贡菊3 种菊花茶中 Ca、Mg 、Fe、M n、Cu、Zn 的 6 种微量元素进行了初级形态分析, 计算了有关形态分析参数, 得到了比总量分析更丰富的信息, 可为阐明传统的药理和毒理提供科学依据, 对菊花茶的开发和综合利用提供指导。
2试验部分
2.1 仪器与试剂
Optima 2100DV 型全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪、玻璃同心雾化器、旋流雾化室; MDS-2003F 型微波消解仪( 上海新仪微波科技有限公司) 。
含有Ca、Mg 、Fe、Mn、Cu、Zn 的混合标准溶液( 德国 Merck 公司) , 用 0. 45mol/ L 硝酸根据样品中各元素的浓度范围, 逐级稀释, 配制浓度分别为 0、0. 5、1、2、4、8mg/ L 的标准系列备用。
硝酸、盐酸均为分析纯; 实验用水为去离子水。
2.2 材料
贡菊( 产地: 安徽黄山) 、杭白菊( 产地: 浙江杭州) 、野菊花( 产地: 河南济源) 均选自济源药店或超市。将样品先用蒸馏水洗 3 遍, 然后用超纯水洗3 遍, 沥干水后置于80℃恒温烘箱中烘至恒重,冷却后剪碎, 放入干燥器备用。
2.3 仪器工作参数
由于ICP 工作参数直接影响它的分析性能, 本方法仪器参数采用多元素优化的折中条件[ 5] 。其工作参数为: 等离子体气流量 15L / min, 辅助气流量 0. 2L / min, 雾化器气流量 0. 8L / min, 射频功率 1300W, 试样流量 1. 5m L/ m in。
根据光谱仪每个元素可同时选择多条谱线的特点, 考虑到共存元素的相互干扰, 选择干扰少、背景低的谱线作为被测元素的分析谱线。各元素选择的分析线为: Ca, 317. 93 nm; M g, 279. 08 nm; Fe, 259. 94 nm ; Mn, 257. 61 nm; Cu, 324. 75 nm; Zn, 213. 86nm 。
2.4 初级形态分析流程
2.4. 1 菊花中微量元素总量的测定
采用现有文献[ 6—8] 的原理进行优化试验确定以下消解方法: 称取样品 0. 5000g 放入聚四氟乙烯消解罐, 加入 5mL 浓HNO3 浸泡过夜, 再加入3m L H2 O2 , 在微波消解系统中消解 18min, 温度设置为 3 档, 即室温—120℃; 120—150℃; 150—180℃。待消解完全后, 转移到 50mL 容量瓶中用 2% HNO3 溶液定容, 用ICP-AES 测定各元素的总含量。
2.4. 2 菊花中微量元素初级形态分离与测定
按照初级形态分析流程[ 9] 制备样品溶液。本文采用人们通常的饮茶方式, 即采用四分法称取数份茶样各 5. 00g 加入 200mL 的 90℃二次去离子水浸泡 10m in。稍冷, 用 4 层纱布滤拧, 再用约 50m L 去离子水淋洗2—3 遍, 滤液浓缩后用二次去离子水定容于 50mL 容量瓶中, 得到首浸溶液和残渣。在残渣中加入 200mL 二次去离子沸水重复以上步骤, 分别得到二浸溶液、二浸残渣、三浸溶液和三浸残渣。合并首浸液、二浸液和三浸液并用二次去离子水定容于 250mL 容量瓶中得总提取液。取总提取液 100mL, 高速离心10min, 将离心液用 0. 45 m 的微孔滤膜过滤, 滤液为可溶态, 离心物与滤膜上残渣合并为悬浮态。将总提取液、可溶态、悬浮态各取溶液10mL 于 50m L 烧杯中, 置于真空干燥箱中干燥至近干, 再以“2. 4. 1”的方法采用微波消解后, 用ICP-AES 法测定各元素的含量。
3结果与讨论
3.1 分析方法的准确度和精密度
为考察方法的可靠性, 对菊花样品中微量元素的含量进行了加标回收实验, 取菊花样品, 平行制备10 份溶液, 其中5 份加入标准溶液进行回收率试验。另外5 份直接进行定容, 平行测定3 次,用相对标准偏差表示精密度, 各元素的平均回收率在97. 9%—103. 7% 之间, 相对标准偏差( RSD) 小于2. 3% , 表明该法具有良好的准确度和精密度。
3.2 菊花中微量元素的含量和提取率的测定
在测定出菊花中 Ca、M g、Fe、M n、Cu、Zn 6 种微量元素总含量的基础上, 再测定按照初级形态分析流程制备的水浸液中各元素的浸出含量, 计算各元素的浸出率, 测定和计算结果见表1。
结果表明 3 种菊花中微量元素的总含量特征为: Ca> M g> Fe> M n> Zn> Cu, 说明菊花中不同元素具有一定比例。同时也表明不同干菊花金属元素含量有差异, 有的相差很大, 其中野菊花的Ca、Fe 和 Zn 元素含量为**, 黄山贡菊中 Mg 、Mn、Cu 元素含量**, 杭白菊中 6 种元素的含量均比黄山贡菊和野菊花茶中少。而各元素的浸出率在12. 4%—80. 4%之间, 浸出率存在较大的差异。 Zn 的浸出率**为 80. 4% , Mg 、Mn、Ca 的浸出率相对较高, 可能是它们在菊花中的结合方式相对来说更为简单和松散, 更易被加热破坏, 因而易于提取。Fe 的浸出率相对**仅约 13%, 其原因可能是Fe 元素在菊花中与有机大分子结合率更高, 或所受到的吸引力更强。
3.3 水浸液中可溶态和悬浮态的测定结果
水浸液中可溶态和悬浮态的含量是初级形态分析的重要指标, 按照初级形态分析流程测定了水浸液中可溶态和悬浮态的含量, 计算了水浸液中悬浮态的比率, 测定和计算结果见表2。
在菊花水浸液中, 蛋白质、葡萄糖聚合体、纤维素等均呈细小颗粒状的悬浮态分散于整个水浸液中。从表2 可以看出, 菊花茶中各元素可溶态在水浸液中的比率在74. 3%—96. 5% 之间。各元素间的可溶态与浸出液比率差异显著, Mn 和 Cu 可溶态与浸出液比率较高, 达到 91% 以上; Ca 和M g 的可溶态与浸出液比率次之, 为 80. 5% —89. 6 之间; 而Fe 和Zn 可溶态与浸出液比率较低, 说明它们明显吸附于细小颗粒物上。
4讨论
初级形态分析参数在于对初级形态做出定量的表征, 探讨干花茶饮用中哪些元素在发挥作用。也反映某一元素在茶渣及水浸液中的分布情况, 其中以水浸液的浸出率和水浸液中悬浮态的比率较为重要。浸出率表示该花茶的实际服用部分, 是其药效或毒性的作用量。水浸液微量元素的可溶态更易被人体吸收利用, 而悬浮态则不易被人体吸收利用,则水浸液可溶态的比率能够说明元素可被利用的程度。因此研究中药水浸液中微量元素的含量和存在形态对探讨花茶真正的有效成分及药理作用具有重要意义。
菊花茶非直接可食的天然饮料, 花茶溶出液中各元素的含量, 与饮茶卫生学的评价直接相关。而干植物组织中元素的溶出方法无标准依据, 影响溶出率的因素有植物组织重量与沸水体积的比例、溶出时间、叶片在水中的分散度及溶出次数等[ 9] 。但花茶的溶出方法随研究目的不同而异, 如花茶中元素的化学形态研究用粉末样品, 而卫生学研究应该直接用花片样品, 茶粉末样品的比表面积大于花片样品, 其溶出率显然应高于花片。故制定一个尽可能符合多数人饮茶习惯的茶成分溶出方法十分必要。
