Concentrations and Distributions of Iron and Manganese in Parts of Tea Plant
-
摘要: 采用ICP-MS法测定茶叶及茶树中铁锰含量，探讨铁锰在茶树不同器官中分布及富集规律。结果表明：茶叶中铁锰含量差异较大，铁含量为73.36~284.85 mg·kg-1（均值为125.60），茶叶中锰含量为201.86~4 905.78 mg·kg-1（均值为1 651.24）；总体而言，红茶和绿茶中铁含量高于乌龙茶，而乌龙茶中锰含量明显高于红茶和绿茶，红茶和绿茶之间铁锰含量相近。不同茶树品种体内铁锰含量有较大差异，各器官铁含量表现为须根（6 265.07 mg·kg-1）>主根（3 250.77 mg·kg-1）>主茎（2 178.56 mg·kg-1）>侧茎（1 025.81 mg·kg-1）>老叶（347.50 mg·kg-1）>新叶（135.70 mg·kg-1），铁主要在茶树根系和茎中积累；各器官锰含量表现为老叶含量最高，其他器官分布规律不明显。茶树各器官铁富集系数分别为0.002~0.225，锰富集系数为5.25~12.63，茶树对锰富集能力较强。总体而言，梅占和铁观音各器官铁锰含量及富集系数高于金观音和金萱。Abstract: Inductively coupled plasma mass spectrometry was applied to determine the contents of iron and manganese in teas from Fujian province. The distribution and accumulation characteristics in different parts of a tea plant were analyzed. The results showed that the mineral concentrations significantly differed among the varieties of teas studied. The iron contents ranged from 73.36 mg·kg-1 to 284.85 mg·kg-1 with a mean of 125.60 mg·kg-1, and manganese from 201.86 mg·kg-1 to 4 905.78 mg·kg-1 with a mean of 1 651.24 mg·kg-1. Overall, the black and the green teas contained more iron than oolong tea, whereas, oolong tea had a higher manganese content than the green or the black tea. There was no significantly difference on manganese content found between the green and the black tea. Significantly differences in the mineral contents were also shown among different parts of a tea plant. The iron concentrations in different parts ranked in the order of the fine roots (6 265.07 mg·kg-1) > taproots (3 250.77 mg·kg-1) > main stem (2 178.56 mg·kg-1) > stem side (1 025.81 mg·kg-1) > old leaves (347.50 mg·kg-1) > young leaves (135.70 mg·kg-1). Thus, most of the iron was absorbed and accumulated in the roots and stems on a tea plant. On the other hand, the manganese in old leaves was the highest (P < 0.05), and evenly distributed in other parts throughout the plant. In general, Tieguanyin and Meizhan teas had greater iron or manganese contents as well as on enrichment coefficients in different parts of a tea plant than Jinguanyin or Jinxuan.
-
Key words:
- tea /
- tea varieties /
- iron and manganese /
- distribution characteristics /
- enrichment coefficient
-
表 1 供试茶叶样品基本概况
Table 1. Basic information on teas under study
样品 茶类 茶树品种 1 红茶 铁观音 2 红茶 金萱 3 红茶 软枝乌龙 4 红茶 金观音 5 红茶 铁观音 6 红茶 铁观音 7 红茶 铁观音 8 红茶 铁观音 9 红茶 铁观音 10 红茶 铁观音 11 红茶 金观音 12 红茶 铁观音 13 绿茶 福云595 14 绿茶 福云6号 15 绿茶 金牡丹 16 绿茶 金观音 17 绿茶 金萱 18 绿茶 金观音 19 乌龙茶 铁观音 20 乌龙茶 金观音 21 乌龙茶 铁观音 22 乌龙茶 铁观音 23 乌龙茶 铁观音 
下载: 导出CSV
表 2 茶叶中铁锰含量
Table 2. Iron and manganese contents in teas
样品 茶叶铁含量/(mg·kg-1) 茶叶锰含量/(mg·kg-1) 红茶(n=12) 73.36~201.23 201.86~1415.91 绿茶(n=6) 108.03~284.85 517.14~1863.87 乌龙茶(n=5) 75.59~105.59 3279.95~4905.78 均值 125.60 1651.24
下载: 导出CSV
表 3 不同茶树品种各器官铁含量
Table 3. Iron contents in plant parts of tea varieties
不同品种 铁含量/(mg·kg-1) 新叶 老叶 侧茎 主茎 主根 须根 金观音 111.36Fb 354.63Eb 244.33Db 724.44Cb 924.71Bd 3402.84Ac 金萱 120.34Fb 185.29Ed 274.72Cb 450.60Bc 1278.41Ac 1262.73Ad 梅占 180.26Fa 288.03Ec 982.25Da 3832.43Ba 2442.71Cb 7529.39Ab 铁观音 130.83Fb 562.07Ea 2601.95Da 3706.75Ca 8357.25Ba 12865.32Aa 均值 135.70 347.50 1025.81 2178.56 3250.77 6265.07 注：数据后大写字母表示不同器官之间差异显著，小写字母表示不同品种之间差异显著，下表同。
下载: 导出CSV
表 4 不同茶树品种各器官锰含量
Table 4. Manganese contents in plant parts of tea varieties
不同品种 锰含量/(mg·kg-1) 新叶 老叶 侧茎 主茎 主根 须根 金观音 1192.82Ba 2744.52Ac 1117.06Bb 1110.95Bc 1085.50Bb 1092.15Bb 金萱 1107.42Ba 2467.53Ac 1183.69Bb 1077.66Bc 904.03Cb 808.78Cc 梅占 552.00Fb 6603.10Aa 3546.40Ba 3019.11Ca 1631.02Da 1336.13Ea 铁观音 608.85Eb 4618.14Ab 3304.69Ba 1463.40Cb 897.90Db 472.45Fd 均值 865.27 4108.32 1129.61 927.38 1667.78 2287.96
下载: 导出CSV
表 5 不同茶树品种各器官铁富集系数
Table 5. Iron enrichment coefficients for plant parts of tea varieties
不同品种 铁富集系数 新叶 老叶 侧茎 主茎 主根 须根 金观音 0.002Fb 0.006Eb 0.004Db 0.013Cb 0.016Bd 0.059Ac 金萱 0.002Fb 0.003Ed 0.005Cb 0.008Bc 0.022Ac 0.022Ad 梅占 0.003Fa 0.005Ec 0.017Da 0.067Ba 0.043Cb 0.132Ab 铁观音 0.002Fb 0.010Ea 0.045Da 0.065Ca 0.146Ba 0.225Aa 均值 0.002 0.006 0.018 0.038 0.057 0.109
下载: 导出CSV
表 6 不同茶树品种各器官锰富集系数
Table 6. Manganese enrichment coefficients for plant parts of tea varieties
不同品种 锰富集系数 新叶 老叶 侧茎 主茎 主根 须根 金观音 2.28Ba 5.25Ac 2.14Bb 2.12Bc 2.08Bb 2.09Bb 金萱 2.12Ba 4.72 Ac 2.26Bb 2.06Bc 1.73Cb 1.55Cc 梅占 1.06Fb 12.63Aa 6.78Ba 5.77Ca 3.12Da 2.55Ea 铁观音 1.16Fb 8.83Ab 6.32Ba 2.80Cb 1.72Db 0.90Fd 均值 1.65 7.86 4.37 3.19 2.16 1.77
下载: 导出CSV
-
[1] MANDEL S, AMIT T, REZNICHENKO L, et al. Green tea catechins as brain-permeable, natural iron chelators antioxidants for the treatment of neurodegenerative disorders.[J]. Molecular Nutrition & Food Research, 2006, 50(2):229-234. doi: 10.1007/978-3-211-33328-0_26.pdf [2] HOPE S, DANIEL K, GLEASON K L, et al. Influence of tea drinking on manganese intake, manganese status and leucocyte expression of Mn SOD and cytosolic aminopeptidase P[J]. European Journal of Clinical Nutrition, 2006, 60(1):1-8. doi: 10.1038/sj.ejcn.1602260 [3] KRISHNAPILLAI S, EDIRIWEERA V L. Influence of levels of nitrogen and potassium fertilizers on chlorophyll content in mature clonal tea leaves[J]. Sri Lanka Journal of Tea Science, 1986, 50:181-196. doi: 10.1007/978-94-011-2326-6_9 [4] SEBASTIAN A, PRASAD M N. Iron-and manganese-assisted cadmium tolerance in Oryza sativa L.:lowering of rhizotoxicity next to functional photosynthesis.[J].Planta, 2015, 241(6):1519-1528. doi: 10.1007/s00425-015-2276-6 [5] 常硕其, 彭克勤, 张亚莲, 等.加锰处理对茶树锰含量及生理变化的影响研究[J].茶叶科学, 2008, 28(5):331-338. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-HNCY200711001035.htm [6] VENKATESAN S, HEMALATHA K V, JAYAGANESH S. Characterization of manganese toxicity and its influence on nutrient uptake, antioxidant enzymes and biochemical parameters in tea.[J].Research Journal of Phytochemistry, 2010, 1(2):52-60. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20103324737 [7] 何霞, 夏建国, 赵文甫, 等.铁锰配施对川西蒙山茶叶品质的影响[J].中国农学通报, 2009, 25(19):90-94. http://www.cqvip.com/QK/91831X/200919/31660582.html [8] 姚元涛, 张丽霞, 王日为, 等.山东棕壤茶区茶树荧光性绿斑病因的营养诊断[J].茶叶科学, 2009, 29(2):144-153. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HNNK201210006.htm [9] ZJJP I M, KORVER O, TIJBURG L B M. Effect of tea and other dietary factors on iron absorption.[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2000, 40(5):371-398. doi: 10.1080/10408690091189194 [10] 韩文炎, 王晓萍.茶叶中主要矿质元素含量背景值的调查[J].中国茶叶, 1992, 14(1):18-19. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=caya199201008&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ [11] 吕海鹏, 林智, 张悦, 等.普洱茶中主要矿质元素分析[J].茶叶科学, 2013, 33(5):411-419. http://industry.wanfangdata.com.cn/yj/Detail/Periodical?id=Periodical_cykx201305003 [12] 庄晓娟, 杨宏伟, 庄明.六种茶叶中微量元素含量的调查及分析[J].内蒙古大学学报:自然科学版, 2006, 37(2):237-240. http://www.docin.com/p-1199641950.html [13] JAMESS M K, JOSEMARCOS J, FEMANDO D P. Characterisation of tea leaves according to their total mineral content by means of probabilistic neural networks[J].Food Chemistry, 2010, 123(3):859-864. doi: 10.1016/j.foodchem.2010.05.007 [14] ZHENG H, LI J L, LI H H, et al. Analysis of trace metals and perfluorinated compounds in 43 representative tea products from South China.[J]. Journal of Food Science, 2014, 79(6):1123-1129. doi: 10.1111/jfds.2014.79.issue-6 [15] 李光敏, 钱万英, 陶运来, 等.茶树系列品种新梢的主要营养成分分析[J].安徽大学学报:自然科学版, 1993, 17(2):82-86. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-AHDX199302015.htm [16] 沙济琴, 郑达贤.福建几种主要品种茶树鲜叶矿质元素含量[J].福建师范大学学报:自然科学版, 1999, 15(2):92-100. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FJSZ902.020.htm [17] 石元值, 阮建云, 马立峰, 等.茶树中镉、砷元素的吸收累积特性[J].生态与农村环境学报, 2006, 22(3):70-75. https://www.wenkuxiazai.com/doc/8848b0ccd15abe23482f4dd9.html [18] 马立锋, 石元值, 韩文炎.浙江省茶园土壤锰含量状况研究[J].土壤通报, 2004, 35(2):203-206. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/trtb200402025 [19] 王文伟, 骆和东, 周娜, 等.福建省地产茶叶中14种元素的分析与研究[J].中国食品卫生杂志, 2011, 23(3):265-269. http://med.wanfangdata.com.cn/Paper/Detail?id=PeriodicalPaper_zgspwszz201103018 [20] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科学技术出版社, 2000:147-161. [21] AUDET P, CHAREST C. Heavy metal phytoremediation from a meta-analytical perspective[J].Environmental Pollution, 2007, 147(1):231-237. doi: 10.1016/j.envpol.2006.08.011 [22] 季鹏章, 宋维希, 马玲, 等. ICP-AES测定大叶茶种质资源的矿质元素[J].云南农业大学学报:自然科学版, 2011, 26(6):841-845. http://d.wanfangdata.com.cn/Reference.aspx?id=Periodical_xnnyxb201306010&title=%e4%ba%91%e5%8d%97%e8%8c%b6%e6%a0%91%e8%b5%84%e6%ba%90%e7%94%9f%e5%8c%96%e5%a4%9a%e6%a0%b7%e6%80%a7%e5%88%86%e6%9e%90 [23] 黄志勇, 经媛元, 杨妙峰, 等. ICP-MS测定茶叶中微量元素含量及其溶出特性的研究[J].厦门大学学报:自然科学版, 2003, 42(5):621-625. http://www.docin.com/p-24882084.html [24] 卢振平, 黄素萍.茶叶中铁含量的研究[J].中国茶叶加工, 2002, 83(4):37-38. http://www.cqvip.com/QK/97561X/200204/7281844.html [25] 马立锋, 石元值, 韩文炎.我国名优绿茶中无机元素含量及其现状分析[J].茶叶, 2003, 29(2):83-85. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HNKC200804011.htm [26] 党娅, 刘水英.汉中绿茶中六种矿质元素含量及其溶出特性研究[J].食品科学, 2014, 38(16):170-174. doi: 10.7506/spkx1002-6630-201416033 [27] 龚自明, 王雪萍, 高士伟, 等.湖北名优绿茶矿质元素含量研究[J].湖北农业科学, 2010, 49(11):2903-2905. doi: 10.3969/j.issn.0439-8114.2010.11.086 [28] 杨婉秋, 王亚琴, 肖涵.云南省凤庆县茶叶中矿质元素含量分析[J].昆明学院学报, 2015, 37(6):39-43. https://www.cnki.com.cn/qikan-KMSG201703012.html [29] 陈磊, 罗丹, 梁巧凤, 等.福建铁观音茶园土壤及茶叶中的铁含量[J].福建农业学报, 2009, 24(2):153-156. http://www.fjnyxb.cn/CN/abstract/abstract331.shtml [30] 李海龙, 王丽珍, 王五一. ICP-AES法测定砖茶中多种生命元素[J].光谱学与光谱分析, 2005, 25(8):1344-1346. http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/431969 [31] 沙济琴, 郑达贤.黄棪品种茶树不同器官中矿质元素的分布[J].茶叶科学, 1996, 16(2):141-146. http://www.cqvip.com/QK/93129X/201522/666974849.html [32] 程伟丽, 肖千文, 袁大刚, 等.川西漂洗水稻土茶园茶树铁含量动态特征及影响因素[J].四川农业大学学报, 2012, 30(1):67-72. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/scnydxxb201201013 [33] 段立红, 丁红, 李文学, 等.机理Ⅰ植物铁吸收与运输的分子机制[J].植物营养与肥料学报, 2007, 13(4):739-744. doi: 10.11674/zwyf.2007.0432 [34] 郭春芳, 孙云, 陈常颂, 等.茶树品种光合与水分利用特性比较及聚类分析[J].作物学报, 2008, 34(10):1797-1804. doi: 10.3321/j.issn:0496-3490.2008.10.016 [35] 方凤满, 王翔, 林跃胜.皖南典型茶园茶叶中金属元素富集规律及其健康风险研究[J].水土保持学报, 2015, 29(4):229-235. https://www.wenkuxiazai.com/doc/527a2425ec3a87c24128c41d-2.html [36] 周玉婵, 李明顺.广西两茶园土壤-茶叶-茶汤系统重金属污染及其转移特征[J].农业环境科学学报, 2008, 27(6):2151-2157. http://www.oalib.com/paper/4680597 -
