第一讲茶叶重金属元素含量现状及累积特点.docx

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第一讲茶叶重金属元素含量现状及累积特点

第一讲：

茶叶重金属元素含量现状及累积特点

第一讲:

一岍:

茶叶重金属元素含量现状及累积特点

石元值金李孟祝幼松

（中国农业科学院茶叶研究所,310008）（绍兴御茶村茶业有限公司）（嵊州市三办镇农办）

随着现代无机生物化学的发展与进步,已发现茶叶中含

有50多种矿质元素,这些元素中有很多种属于重金属元素,

与人类的健康息息相关.有些重金属元素如锌,锰,铜,铁等

对人体或茶树来说都是必需的微量矿质营养元素,若人体或

茶树摄入量不足,均易导致多种疾病,但如果摄入过多,也易

产生毒副作用.而有些重金属元素对人体及茶树来说都为非

必需元素,如铅,汞,镉等,这些元素对人体或茶树来说均只

有害处,没有益处.

通常来说,重金属是指比重大于4的金属,约有45种,

如铜,铅,锌,铁,钴,镍,钒,铌,钽,钛,锰,镉,汞,钨,钼,金,

银等.从环境亏染方面所说的重金属元素,实际上主要是指

汞,镉,铅,铬以及类金属砷等生物毒性显着的重金属,也指

具有一定毒性的一般重金属如锌,铜,钴,镍,锡等.它们在危

害环境方面的特点是:

微量浓度即可产生毒性（一般为1～

10mg/1,汞,镉为0.001—0.010mg/1）,在微生物作用下会转化

为毒性更强的有机金属化合物（如洋一甲基汞）;可被生物富

集,通过食物链进入人体,造成慢性中毒.亲硫重金属元素

（汞,镉,铅,锌,硒,铜,砷等）与人体组织某些酶的巯基（一

SH）有特别大的亲合力,能抑制酶的活性.亲铁元素（铁,

镍）可在人体的肾,脾,肝内累积,抑制精氨酶的活性.六价

铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂,可抑制细胞内谷胱甘肽还

原酶,导致高铁血红蛋白,可能致癌.过量的钒和锰（亲岩元

素）则能损害神经系统的机能.重金属的污染有时会造成很

大的危害,例如13本发生的水俣病（汞污染）和骨痛病（镉

污染）等公害病,都是由重金属污染引起的,所以应严格防

止重金属污染.

一

茶叶中主要的重金属元素及其特性

1.铅

铅是一种有神经毒性的微量重金属元素,为生物体非必

需元素,对人体无任何生理功用,理想血液中浓度为零.但因

全球现代工业和交通的迅猛发展,使铅在环境中普遍存在,

如涂料油漆,铅笔,教科书的彩色封面,玩具,汽车尾气和工

业废气等都含铅;煤在燃烧中释放铅;含铅焊锡在罐头食品,

水管等的应用,使食物和饮用水中也含铅.铅通过手一口途

径,或经呼吸道进入人体.铅被人体吸收后,90%储存在骨

骼,其余随血液分布到全身各器官和组织.铅在生物体中会

作用于生物体全身,并能使卟啉代谢产生障碍,进而阻碍血

红蛋白的合成.铅对人体神经末梢和中枢神经的侵害,会引

起神经衰弱症,多发性神经炎,铅中毒性脑病,产生消化不良

和铅I生贫血等.值得一提的是,铅对人体的影响是个"剂量一

效应"持续累积的过程,随血铅水平的提高,可对全身血液,

?

17?

神经,肾脏,内分泌和免疫等各系统产生毒性作用,临床表现

复杂,缺乏特异性.铅对儿童智能发育及体格生长的影响更

为显着,常会引起智能下降,生长迟缓等.研究表明,儿童的

智力低下发病率随铅污染程度的加大而升高,儿童体内血铅

每上升l0g/1,儿童智力下降6～8分.为此,美国把普遍认

为会使儿童产生中毒的血铅含量下限由0.25g/ml下降到

0.10g/ml,WHO对水中铅的控制线已降到0.0lg/ml;由

于铅对神经系统的损害和生长发育的影响难以逆转,所以对

儿童铅中毒应早发现,早治疗,使铅的毒性作用下降到最低

程度;同时,积极的预防比治疗显得更为重要.

茶叶中的铅是目前人们关注最多的重金属元素之一,含

量一般在未检出到几十毫克每千克之间,大多在2.0mg/kg

左右.茶叶中的铅溶出率很低,一般均小于10%,而我国茶

叶中重金属残留限量国家标准规定茶叶中铅的最高限量为

5.0mg/kg（以Pb计）,因此绝大部分茶叶都是安全的.

2.铜

铜是生物体必需微量元素,参与造血过程及铁的代谢,

参与一些酶的合成和黑色素合成.由于铜器具有杀菌作用,

有人称铜是"健康的卫士",并提倡使用铜管作为有益于公

共健康的自来水供水管材;一些发达国家的医疗器械也是铜

制的;用铜壶烧开水泡茶喝,不仅好喝而且有益健康;佩带铜

制饰品也是有利健康的.

铜在人体内主要存在于肌肉中,组成具有多种生理功能

的铜蛋白,但是人体内铜含量过多,会引起低血压,咯血,黄

胆,肝小叶中心坏死等疾病,增加心血管病的死亡率.据报

道,铅的过量摄入会引起体内铜的增加,当铜的浓度或在体

内的积蓄量达到一定阀值时,就会对人体或茶树产生毒性,

严重危害健康.

有研究表明,缺铜会导致营养性贫血,白癜风,骨质松脆

和胃癌,食道癌等病症.

3.砷

砷在农业生态系统中,以及一般食物包括茶叶中或多或

少都存在.长期以来人们把砷和砷化物看成是污染元素,其

实砷的毒性比硒还要低.有研究表明,砷是一种人类生命必

需元素,在人体内含量恒定,参与人体正常的生命活动,人体

缺砷,就会导致机体功能的减弱,但若摄入过量就会损坏人

体健康.2000多年前砷化物在我国就已入药,我们的祖先利

用砷化物灭菌防腐,除湿祛寒,消肿祛病.微量砷对许多植物

有刺激作用并能改善其品质.我国茶叶行业标准中类重金属

元素砷的残留限量为2mg/kg（以As计）.

4.镉

可溶性镉化合物属中等毒类金属毒物,能抑制体内的各

种巯基酶系统,使组织代谢发生障碍,也能损伤局部组织细

胞,引起炎症和水肿.镉被吸收进入血液后,绝大部分与血红

蛋白结合而存在于红细胞中.以后逐渐进入肝肾等组织,并

与组织中的金属巯蛋白结合.在各脏器中的分布以肾最多,

其次为肝,胰,甲状腺等.可溶性镉化合物对人体产生毒性的

浓度为15～30mg/kg.我国茶叶中重金属残留限量行业标准

规定镉的残留限量为lmg/kg（以Cd计）.

5.铬

铬在由胰岛素参与的糖或脂肪代谢中是必不可少的一

种元素,也是维持正常胆固醇所必需的元素.我国茶叶行业

标准中重金属元素铬的残留限量为5mg/kg（以Cr计）,而

我国大部分茶叶中的铬含量都低于1mg/kg（以Cr计）.

二,茶叶中主要重金属元素含量现状

近几年,茶叶中的食品卫生安全问题引起了人们的关

注,在重金属元素方面目前人们关注较多的是茶叶中的铅元

素含量,前几年一度成为焦点问题.茶叶中的铅超标问题曾

一

度呈现出13渐严重的趋势.如近几年,浙江省食品检测站

对浙江省茶叶质量监督检验结果统计后发现,龙井茶类铅含

量平均为:

1996年0.63mg/kg,1997年0.74mg/kg,1998年

0.87mg/kg,1999年2.1lmg/kg.从中国农业科学院茶叶研究

所农业部茶叶化学工程重点开放实验室对2004~2006年全

国各地茶叶样品中铅元素的检测统计结果（表1）来看,我

国茶叶中铅含量平均值一直维持在3mg/kg左右,超过

5mg/kg的茶叶比例仍有20%左右,情况并不是十分乐观,需

引起茶叶界的重视.

茶叶中铜含量的超标率一直很低.近几年的样品检测结

果表明,其超标率基本上都小于1%,新的国家标准中也取

消了对茶叶中铜的限制.

目前茶叶国家卫生标准中没有砷,镉的限量指标,但在

农业部行业标准NY659—2003《茶叶中铬,镉,汞,砷及氟化

物限量》中提出了限量指标,其中砷不得超过2mg/kg,镉不

得超过lmg/kg.以该标准的限量指标为衡量标准,发现目前

茶叶中砷,镉的超标现象并不严重,砷的超标率基本上在

3%以内,镉的超标率控制在1%以内.然而从历年的数据统

计结果中发现,与1998年以前比,近几年茶叶中砷元素虽然

平均含量变化不大,但大于lmg/kg的比例有所增加,超过

农业部行业标准的也基本上维持在1%左右（表2）;茶叶中

镉含量水平基本上保持稳定,但也不难发现,与1998年相

比,镉含量在0.1～0.5mg/kg之间的茶叶比例增加幅度较大

（表3）.

三,重金属元素在茶树体内的富集规律

有关茶树各器官中重金属元素的富集累积近几年已有

一

定的研究.研究结果均表明,铅,镉,砷等元素在茶树体内

的分布均有着较为明显的规律性.

就茶树中的铅元素而言,在没有铅污染的情况下,不同

品种茶树中的铅元素分布呈现出相同的趋势.茶树中铅的主

要蓄积部位是吸收根,要比其他部位高出很多,其次茶树茎

杆中的铅含量也较高（表4）.铅元素在茶树体内由高到低

的分布次序为:

吸收根,茎（生产枝）,老叶（当年生成熟

表12004—2006年测定的茶叶样品中铅含量情况

样本数平均值含量范围<2mg/kg比例2-5mg/kg比例5~10mg/kg比例>10mg/kg比例年份

（只）（mg/kg）（mg/kg）（%）（%）（%）（%）

2Oo47523.86ND--64.6546.5426.06l9.557-85

2oo56372.73ND~55.4953.8532.65l1.771.73

2oo67062.99ND~24-3748.0234.5614.163.26

年份平均值

（mg/kg）

表2近几年茶叶样品中砷元素含量情况

含量范围<0.5mg/kg比例0.5-1.0mg/kg比例1.0-2.0mg/kg比例>2.0mg/kg比例

（mg/kg）（%）（%）（%）（%）

1998328『0-30

752

635

706

0.65

0.28

0-27

ND～2.00

ND～3.55

ND～20.88

ND～4.93

84.1

62.9

87.6

83.4

l3.6

30.1

l1.0

l3.0

2-3

4.9

0.9

2.6

0

2.1

0.5

1.0

表3近几年茶叶样品中镉元素含量情况

样本数平均值含量范围<0.1mg/kg比例0.1-0.5mg/kg比例0.5-1.0mg/kg比例>1.0mg/kg比例年份

（只）（mg/kg）（mg/kg）（%）（%）l（%）（%）

19983280.055ND～1.5994.21『4.571.220

20047480.100ND～7-2289.409.800.400.4

2oo56290.100ND～2.0470.7028.500-300.5

2oo67030.1ooND～3-8l87.5011.700.400.4

?

18?

456∞∞∞

222

叶）,主根,新梢（一芽二叶）,其中吸收根中的铅含量约为

茎杆中的2倍,为主根,老叶中的7-8倍,为新梢中的20倍.

其分布规律与其他植物大体相似.

在没有砷,镉污染的情况下,不同品种茶树中的砷,镉元

素分布呈现出了相近的趋势.茶树中砷,镉的主要蓄积部位

是吸收根,要比其他部位高出很多,特别是镉元素,表现尤其

明显.其次茶树茎杆和主根中的砷,镉含量也较高（表5）.

砷,镉元素在茶树体内由高到低的分布次序为:

吸收根,茎

（生产枝）/主根,老叶（当年生成熟叶）,新梢（一芽二

叶）.其中,吸收根中的砷,镉含量为茎杆与主根中的2～50

倍,为老叶中的5-100倍,为新梢中的25～600倍.

从表4,表5也可看出,不同品种茶树中的铅,砷和镉含

量有着很大的差异,这可能是由于不同的生长环境所造成

的.但同时也可看出,不同的茶树品种都表现出了相同的规

律,即从茶树根部至茶树新梢自下而上铅,砷和镉含量依次

表4茶树体内铅元素含量分布情况mg/kg

不础^自1吸收根主根茎老叶新梢

中茶所A茶园龙井群体种50-386_3126.086.901.97

中茶所B茶园龙井群体种55.216.0729.748.741.66

中茶所C茶园龙井4343.256.8820.838.751.72

中茶所D茶园银霜种22.083.749.044.552.03

中茶所E茶园银霜种38.724.8015.395.121.98

平均值41.935.5620.226.811.87

递减.这反映了铅,砷,镉在茶树体内的吸收累积过程,茶树

的主根和茎杆是铅,砷,镉在茶树体内传输的主要通道,也是

主要的累积部位.

注:

从本期开始,将连载"茶叶中重金属元素的检测技

术"内容.

表5茶树体内镉,砷元素含量分布情况mg/kg

茶树器官吸收根主根茎老叶新梢

群体种16.037~0.0920.138~0.Oo60.411±0.O900.086~0.0080.017~0.012

'

群体种21.507~0.0380.261±00040.476~0.0260.244~0.0600.100~0.015

;

镉龙井434.330~1.0520.2O6±0.o050.428~0.0750.076~0.0390.032±0.021

碧云种6.1O9±o.2160.153~0.o020.413~0.o060.146~0.0100.056~0.014

迎霜种1.530~0.1290.078~0.0340.384~0.1100.078~0.0390.036~0.017

群体种14.567~0.1940.238±0.0480.459~0.0250.180~0.0790.035~0.018

群体种20.545~0.0190_383±0.1830.361±0.115:

0.055~0.0020.020±0.021

砷龙井432,056~0.8540.516~0.1670.606~01060.266~0.0970.074~0.049

碧云种1,544±0.0190.240~0.o070.375~0.0100.067~0.0540.031±0.022

迎霜种1.192~0.3650.463~0.2060.936~0.3010.266~0.0970.O48±0.029

茶叶有效成分首次获美国FDA批准为处方药上市

本刊讯尽管许多国家的科学家都证明茶叶中的茶

多酚对人体多种疾病具有预防和治疗效果,但美国的食品

和药物管理署（FDA）一直没有批准茶多酚作为处方药物

在市场销售,这种状况现已有改观.2006年10月31日,美

国FDA批准了一种绿茶的提取物作为新的处方药,用于

局部治疗由人类乳头瘤病毒（HPV）引起的生殖器疣和肛

周疣.这种被称为Veregen（PolyphenonE）的新药是

FDA根据1962年药品修正案条例首个批准上市的植物

药（草本药）.它是一种儿茶素和其他绿茶组分的混合物.

这是美国近50年来首次批准中国原创复合成分的植物药

（中草药）在美国上市.

该研究在400名患有外生殖器和肛疣的成人中进行,

患者所患疣数2～30个.每天使用药膏3次,直至所有疣被

清除为止.在两组实验中,完全清除所需时间为16周和10

周.该药由德国MedigeneAG公司生产.据估计,该药最高

潜在销售额每年可达1亿美元.

该药的批准上市引起国际上的关注,因为这是美国首个

?

19?

批准的中国原

创复合成分植

物药（中草药）

在美国的上市.

国际舆论认为:

"FDA批准这

一

新药上市是

一

个历史性的

突破","这是

一

次监管的突

破",并称"这

将开拓新的制

药工业前景","一个新的药物行业在美国诞生了".据认为,

"其成功的关键主要是选择了以外用药作为突破口进行注

册","德国人走在世界前列".茶叶有效成分在美国首次被

批准作为处方药在市场上市将为中药作为处方药进入国际

市场提供可期望的前景.（陈宗懋）