岱山蓬莱仙芝绿茶矿质元素特征分析及产地判别研究

马桂岑 章剑扬 陈利燕 刘 新 鲁成银

（中国农业科学院茶叶研究所）

方 佩 高平仕

（浙江省舟山市茶文化研究会岱山分会）

一、材料与方法

1.实验材料

实验所用茶叶样品共计46个，其中岱山蓬莱仙芝绿茶11个,浙江省内陆绿茶35个（金华13个、杭州11个、丽水7个、衢州4个）。采摘季节均为春季。

2.实验仪器与试剂

Thermo Fisher XSeries II ICP-MS电感耦合等离子体质谱仪（美国赛默飞公司）；Mars6微波消解仪（美国CEM公司）；MilliQ超纯水系统（法国Millipore公司）。国家标准物质GBW10052（绿茶），由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研制，用于质量控制。

3.实验方法

矿质元素分析方法：准确称取0.200 g充分粉碎后的茶叶样品于特氟龙消解罐中，加入5 mL的HNO3，微波消解后取出冷却，在115℃电热板上加热赶酸至液体如黄豆粒大小，用2%HNO3定容后过0.45 μm水系滤膜，进ICP-MS测定。同时进行试剂空白、样品加标和国家标准物质GBW10052分析。

统计学分析：将得到的46个茶叶样品的金属元素数据，利用SPSS软件分别进行T检验和主成分分析，用来判别蓬莱仙芝绿茶与浙江省内陆绿茶。

二、结果与讨论

1.蓬莱仙芝与浙江内陆茶中矿质元素含量分析

利用ICP-MS对来自岱山蓬莱仙芝绿茶和浙江省内陆茶的46个样品中21种矿物质元素进行分析。矿物质元素包括：Li、Be、V、Cr、Co、As、Se、Mo、Cd、Sb、Cs、Pb、Ni、Sr、Ba、Fe、Zn、Cu、Al、Mg和 Mn。蓬莱仙芝和浙江内陆茶中21种矿质元素含量的平均值和标准方差见表1。其中Li、Be、V、Cr、Co、As、Se、Mo、Cd、Sb、Cs和Pb等12种元素属于微量元素，茶叶中的含量较低。而Al、Mg、Mn等9种元素的平均含量在几十甚至上千毫克每千克茶叶，属于大量元素。通过T检验分析，得出包括Li、Cr、Co、Se、Mo、Cd、Cs、Ni、Sr、Ba、Zn、Cu和Mn等13种元素的Sig值小于0.10，即蓬莱仙芝绿茶和浙江内陆茶在这些元素间存在显著性差异。

表1 不同地区样品中各元素含量 mg/kg

根据T检验分析，Be、V、As、Sb、Pb、Fe、Al和Mg在浙江省内陆茶和蓬莱仙芝绿茶中的含量，没有显著性差异。相较于浙江省内陆茶，蓬莱仙芝绿茶中金属元素Li、Cr、Co、Cd、Cs、Ni、Sr和Ba的含量较低。值得注意的是，蓬莱仙芝茶具有较高含量的Zn、Se、Mo和Mn。Zn是人体必需的微量元素之一,在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用，被誉为“生命之花”“智力之源”等。蓬莱仙芝绿茶中的Zn的含量在50.9～66.3 mg/kg之间，平均值为57.31±4.69 mg/kg。Se是人体必需的微量营养元素，能显著提高人体免疫机能，在防癌、抗癌等方面发挥着重要作用。蓬莱仙芝绿茶中Se的含量在0.04～0.13mg/kg之间，平均值为0.08±0.03 mg/kg。Mo和Mn元素，也是人体必需的微量元素，参与着重要的酶反应，具有抗氧化、抗衰老的功效。蓬莱仙芝绿茶中Mo的含量在0.03～0.07 mg/kg之间，平均值为0.05±0.01mg/kg。Mn的含量在618.3～1525.9mg/kg之间，平均值为1086.36± 350.93mg/kg。

相较于浙江省内陆茶，蓬莱仙芝绿茶中有毒重金属的含量较低。Cr在蓬莱仙芝绿茶中的含量在0.29～0.63 mg/kg之间，平均值为0.40±0.09 mg/kg，远远低于浙江省内陆茶平均值2.32±2.42mg/kg。类似地，蓬莱仙芝绿茶中的Pb平均含量为0.40±.13mg/kg，远远低于浙江省内陆茶的平均含量1.13±1.48 mg/kg。As在蓬莱仙芝绿茶中的含量在0.02～0.09 mg/kg之间，平均值为0.05±0.02 mg/kg，低于浙江省内陆茶平均值0.12±0.12 mg/kg。

通过对蓬莱仙芝绿茶和浙江省内陆茶中矿物质元素的分析，可以发现，岱山蓬莱县仙芝绿茶在微量营养元素，特别是Zn、Se、Mo和Mn等元素的含量较高，而重金属元素，如Cr、Pb、As等含量较低。

2.产地判别

主成分分析是一种将多个指标化为少数几个综合指标的统计方法，它可以起到降维的作用，用少数几个综合指标来反映大量原始指标的主要信息，从而使问题简化。为了对蓬莱仙芝绿茶和浙江省内陆茶进行产地有效的区分，对具有显著性差异的13种金属元素，进一步进行主成分分析。共提取4个主成分，累计解释了82.2%试验变量。图1给出了主成分1和主成分2得分的散点图。从图中可以清楚地看到，来自岱山的蓬莱仙芝绿茶与浙江省内陆茶聚成两类，能够达到100%正确区分。主成分分析的结果表明，矿物质元素能够较好地表征蓬莱仙芝茶原料产地的特征，可以作为鉴别蓬莱仙芝产地的重要技术指标。

图1 不同地区茶叶主成分得分散点图

三、小 结

本研究以岱山蓬莱仙芝海岛茶为主要研究对象，利用ICP-MS技术分析了茶叶中21种矿质元素含量。研究发现，相较于浙江省内陆茶，蓬莱仙芝绿茶具有较高含量的锌(Zn)、硒(Se)、钼(Mo)和锰(Mn)，这些丰富的矿物质元素，能显著提高人体机能免疫能力，具有抗癌、抗氧化、降血压等功效。利用主成分分析，将来自岱山的蓬莱仙芝绿茶与浙江省内陆茶聚成两类，达到100%正确判别。因此，矿物质元素可以作为鉴别蓬莱仙芝产地的重要技术指标。