贵州地区茶叶微量元素分析及稀土影响因素探究

摘要

茶是与咖啡、可可齐名的世界性饮料，是世界上饮用人数较多的饮料之一。其不仅含有咖啡碱、儿茶素、茶多糖等对人体有益的生化成分，还含有参与生命活动的Cu、Zn、Cr、Co、Ni、Sr等多种微量元素。这些微量元素的含量虽然较低，却参与茶树的许多生理活动，故茶叶中矿质元素的研究是茶学研究的重要内容。数十年来，研究者们从茶树营养、茶叶保健、饮茶安全等方面对茶园土壤、茶叶中的微量元素进行了大量研究，取得了众多成果。茶叶中含有较多种类的微量元素，但各种元素的含量以及在不同地域间同种元素的含量都存在一定差异，但在特定区域内，茶园土壤中的许多微量元素含量变异系数都较小，表明茶树生长的区域内大多数微量元素含量相对稳定，但受茶叶生长地域、气候等条件的制约以及茶树品种、茶叶加工工艺等因素的影响。
　　我国是茶叶大国，有许多茶叶产区。贵州位于我国西南的东南部，东经103°36′～109°35′、北纬24°37′～29°13′，位于云贵高原东部，以高、中山为主，有少量丘陵和河谷盆地，受亚热带湿润气候的影响，酸性黄壤较多，宜茶土壤达到66.7万hm2以上，是我国重要的茶叶产区之一。从2007年以来，在贵州省政府的大力支持下，经过这几年的发展，贵州茶园面积已居全国第二。本研究采集了贵州遵义、安顺、铜仁、黔南四个主要茶区不同茶园的24个采样点春、夏、秋三季茶样72个，利用干法灰化和微波消解对样品进行处理，采用ICP-MS对样品中的部分微量元素及稀土元素进行检测，并利用SPSS统计分析软件进行数据分析。通过对不同地区相同季节茶样分析发现，所测四个地区茶样中所含的元素种类基本相同，但含量差异较显著，且由于地域不同，茶样中不同元素呈现不同的变化趋势。所测贵州茶叶样品中，Zn、Cu含量较全国其他一些茶区茶样中要高， Co元素含量较低，其他所测元素含量基本适中。本文所选茶园茶样中Cu含量小于30mg/kg，As、Cr含量标准符合茶园有机标准，从微量元素角度反映出贵州地区茶园生态较好。
　　元素的相关性分析表明元素间存在明显的相关性，例如Cr与As、Cd之间存在显著正相关，与Zn、Sb则存在负相关。Co、Ni与Zn、Sr都存在负相关。体现了元素之间的协同与拮抗作用，这对指导茶园施肥，提高肥料利用率和茶叶品质有重要作用。主成分分析表明，不同元素的贡献率是不一样的，稀土元素的贡献率都较高。聚类分析结果表明，不同地区间茶叶样品具有一定的相似特征，能够较好的聚为一类，因此可以根据地区来确定茶叶的地理保护机制，但不同季节的茶叶样品不能聚为一类，所以利用季节特性再对茶样进行细分是很难实现的。
　　通过对绿茶加工方式对茶叶中稀土含量影响的研究发现，绿茶加工过程中，稀土含量会有一定的上升，但升高幅度微小。差异显著性分析结果表明，加工过程不是茶叶中稀土含量升高的主要因素。通过对不同嫩度原料的茶叶检测分析，发现不同嫩度原料间稀土含量差异非常大，同一茶园内同一时期采摘的一芽四叶中稀土含量较芽头高出2倍之多。通过对不同品种原料的茶叶检测分析，结果表明不同品种茶树对稀土的富集能力存在一定差异，这也为根据茶园种植品种来确定施用肥料的种类提供了理论支持。
　　以上结果表明，从微量元素含量角度而言，贵州地区茶叶中微量元素处于国家规定的标准范围内，生态环境较好。此外，不同品种茶样的微量元素含量具有一定差异，不同季节茶样的微量元素含量也存在差异，但差异不明显。因此，在一定范围内，可以通过茶叶的微量元素含量来确定茶叶的产地，但区分不出茶叶的采摘季节。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 土壤中微量元素研究进展

1．1．1 目前对茶园微量元素研究得出的部分结论

1．1．2 微量元素形态

1．1．3 贵州地区土壤中微量元素研究进展

1．2 茶叶中各种微量元素研究现状

1．2．1 茶叶中的微量元素

1．2．2 茶叶中微量元素的影响因素

1．2．3 微量元素含量与茶叶品质的关系

1．2．4 贵州茶叶微量元素含量与全国对比

1．3 稀土元素研究进展

1．3．1 稀土在茶树上的应用

1．3．2 不合理应用稀土对茶叶及人体可能带来的危害

1．3．3 茶叶中稀土元素组成与存在状态及稀土含量影响因素

1．4 监测仪器的原理及应用(ICP-MS)

1．4．1 ICP-MS原理

1．4．2 ICP-MS的应用

1．5 本实验研究背景与目的

第2章 样品前处理与ICP-MS检测方法的建立

2．1 材料与方法

2．1．1 仪器与试剂

2．1．2 标准溶液配制

2．1．3 样品采集与制备

2．1．4 样品前处理

2．1．5 干扰校正

2．1．6 仪器调谐与样品检测

2．2 结果与讨论

2．2．1 试验方法验证

2．2．2 加标回收率与方法检出限、精密度分析

2．3 小结

第3章 相同季节不同地区茶样微量元素分析

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验方法

3．2 结果与分析

3．2．1 不同地区微量元素含量分析

3．2．2 元素相关性分析

3．2．3 元素主成分分析

3．2．4 茶样聚类分析

3．3 小结

第4章 相同地区不同季节茶样微量元素分析

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验方法

4．2 结果与分析

4．2．1 不同季节茶样微量元素分析

4．2．2 不同季节茶样主成分分析

4．2．3 不同季节茶样聚类分析

4．3 小结

第5章 茶叶稀土影晌因素探究

5．1 材料与方法

5．1．1 试验材料

5．1．2 试验方法

5．2 结果与分析

5．2．1 绿茶加工过程中稀土含量变化规律

5．2．2 不同嫩度原料茶叶稀土含量

5．2．3 不同品种原料茶叶稀土含量

5．2．4 其他因素的茶叶稀土影响的探究

5．3 小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

附表与附图

致谢

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