強疏水性AS-15色譜柱測定茶葉中F-、Cl-、NO3-、PO43-、SO42-、BrO3-、Br-、NO2-的研究

譚和平 ， 周黎黎 ， 徐文平 ， 趙愛平 ， 譚福元

（1.中國測試技術研究院，四川 成都 610021；2.茶葉標準與檢測四川省重點實驗室，四川 成都 610021）

0 引 言

茶是廣受世界人民喜愛的飲料，飲茶有益于身體健康，卻也日漸暴露出許多飲用安全問題。茶中的各種無機陰離子攝入過量對人體健康有危害[1]，因此有必要全面測定茶葉中無機陰離子的含量。

查閱近年來國內外關于茶葉中無機陰離子檢測方法的研究文獻及標準，對其進行了整理，電極法等傳統化學方法由于對離子有良好的選擇性而得到廣泛的應用，但其檢測離子單一，操作繁瑣。隨著現代分析儀器的發展，現有文獻大多采用離子色譜法一次性測定茶葉中無機陰離子，但報道的各種方法在檢測氟離子的數據上卻存在較大差異，范圍從幾十到幾千μg/g不等[2-4]。造成差異的主要原因為茶葉中存在大量的弱解離的有機酸，這些有機酸與氟的保留行為非常接近，從而干擾氟的測定。為了解決離子色譜法測定茶葉中氟離子的干擾問題，并同時達到測定茶葉中多種無機陰離子含量的目的。該文利用強疏水性分離柱，通過KOH梯度淋洗，最終建立了能準確測定茶葉中包括氟化物在內的8種無機陰離子的含量的方法，并通過方法學嚴格驗證其可靠性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶樣：天崗玉芽（重慶榮昌）；龍井（浙江新昌縣城關鎮新昌龍井廠）；普餌茶（云南省思茅市南屏鎮）；鐵觀音（福建省安溪縣）；紅茶（云南下關）。

試劑：標準溶液及淋洗液試劑均為優級純，實驗用水均采用二次去離子水。

1.2 儀器

戴安公司離子色譜儀（ICS-2100）。

1.3 標準溶液的配制

準確配制 F-、Cl-、NO3-、PO43-、SO42-、BrO3-、Br-、NO2-混合標準溶液，按不同濃度梯度進樣，以濃度-峰高繪制各離子的標準曲線。

1.4 茶樣處理

茶樣按GB/T 8302-2002《茶 取樣》，磨碎混勻后過60目孔篩，105℃烘至恒重備用。

取（2±0.002 0）g茶樣，置于 250 mL錐形瓶中，精確加入100mL新煮沸的水沖泡茶樣，搖勻，放置5min后抽濾，過活性炭萃取小柱，過0.2μm微孔濾膜，恒溫放置約30min后待測。

1.5 色譜條件及測定方法

色譜柱：IonPac AS15（4×250mm）

流動相：KOH溶液（免化學試劑）外加水模式

流速：1.4mL/min。

梯度程序：0～3min 0.8mmol/L KOH

3～22.5min 0.8～7.8 mmol/L KOH

23～40min 38mmol/L KOH

40.1 ～50min 60mmol/L KOH

50.1 ～55min 0.8mmol/L KOH

檢測池溫度：35℃。

柱溫：30℃。

進樣量：25μL。

2 結果與討論

2.1 色譜分離條件的選擇

通過改變流動相的流速（1.2～1.6 mL/min）和梯度程序進行條件篩選，由圖1和圖2可知，茶葉樣品中8種無機陰離子在1.5所述梯度色譜條件下能夠得到完全的基線分離，氟化物與相鄰的小分子有機酸也能完全分開。

圖1 8種無機陰離子標準色譜圖

圖2 茶葉（鐵觀音）樣品色譜圖

2.2 不同前處理實驗結果

實驗比較了C18、活性炭、RP柱對去除茶湯有機物干擾的效果。通過將茶湯分別過C18、活性炭、RP柱，收集洗脫液，采用液相色譜檢測，比較洗脫前后離子色譜峰總面積，得出各小柱對茶湯有機物的去除率。

由表1可以看出，活性炭的去除效果最好，可達93%，不僅有效地去除了茶多酚、生物堿、色素等干擾，同時保護色譜柱。

表1 3種凈化柱去除茶湯有機物干擾的試驗結果

2.3 方法學驗證結果

2.3.1 工作曲線與檢出限

在已確定的色譜條件下，分別對上述5個梯度的混合標準溶液進行IC分析，并以各離子濃度-峰面積作圖，得到各離子的工作曲線。其工作曲線在需要的線性范圍內呈現良好的線性相關（表2），并且8種待測離子能達到完全分離（圖1）。

表2 工作曲線與檢出限

表3 方法回收率

用去離子水配制10個接近空白的標準溶液，分別進行IC分析，并以3倍噪聲計算出各陰離子的檢出限（表2），可以看出各陰離子的檢出限均較低，表明該方法的靈敏度較好。

2.3.2 方法的回收率

以鐵觀音為例進行加標回收試驗，分別加入3個濃度水平計算回收率，結果見表3。表3顯示，茶葉中測出的這5種陰離子回收率都比較好，說明該方法準確度高。

2.3.3 方法的重復性

采用該方法對鐵觀音茶樣分別進行了6次重復測定，計算測定結果的RSD，結果見表4。從表4可以看出，5種陰離子測定結果的相對標準偏差RSD值均較小，表明該方法的重復性良好。

2.3.4 測量結果的不確定度

為了更準確地表述測定結果的可靠程度，應對其進行不確定度評定。從該方法自身出發，考慮了由稱樣、體積、曲線擬合、分析儀器、標準物質、方法測定重復性引起的6個相對標準不確定度分量，確定合成標準不確定度u（C）。根據包含因子k=2，得到方法測定結果的擴展不確定度U，見表5，以便更可靠地評定測定結果。

表4 不同無機陰離子的重復性

表5 測定結果的不確定度評定

2.4 部分茶樣的無機陰離子含量

采用該方法對5類茶中的無機陰離子進行檢測，從表6可以看出，大多數茶樣中能檢測出F-、Cl-、NO3-、PO43-、SO42-5種無機陰離子，而5種茶樣中其余的3種無機陰離子BrO3-、Br-、NO2-均低于該方法的檢出限。

3 結束語

除上述實驗外，也參考了文獻報道的其他方法，通過實驗測定了茶葉中無機陰離子含量：（1）電極法選擇性好，不受有機酸干擾，但受到Fe3+、Al3+的干擾極大，需針對不同的干擾離子含量加入與之匹配濃度的掩蔽劑，否則對結果影響很大，因此其操作性差、方法適用性差[5-6]；（2）通過實驗比較過離子色譜碳酸鹽體系和氫氧化物體系，碳酸鹽體系雖然洗脫能力強，但茶葉中奎尼酸與氟離子共洗脫，造成測量結果偏大；而氫氧化物梯度體系能明顯改善共洗脫現象，但若采用AS11-HC柱分離，氟離子與相鄰的小分子有機酸非常近[7-8]，實驗發現若茶樣中氟離子濃度稍大時即無法實現基線分離，影響準確定量，該方法還有待進一步改進。

表6 5種茶樣無機陰離子含量

綜上所述，該文選擇的疏水性極強AS-15柱能使氟離子與干擾峰達到基線分離，通過梯度淋洗能同時測定茶葉中8種無機陰離子含量，經過方法學驗證，方法檢出限低、準確度高，并且重復性好；尤其是采用沸水沖泡進行前處理，科學而簡單，能真實反映出人們飲茶中攝入的無機陰離子含量，有利于指導健康飲茶，是茶葉無機陰離子檢測值得推薦的方法。

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