柚子皮粉去除茶葉浸出液中鋁含量的研究

聶齊

摘要：利用石墨爐原子吸收光譜法測定茶葉浸出液中的鋁含量，并通過柚子皮粉與茶葉混合后的浸泡試驗(yàn)考察了柚子皮粉對茶水中鋁吸附作用的影響。結(jié)果表明，17種茶葉浸出液中鋁含量都在安全范圍內(nèi)，柚子皮粉可以有效減少茶葉浸出液中的鋁含量。

關(guān)鍵詞：柚子皮粉；茶葉浸出液；鋁含量；石墨爐原子吸收光譜法

中圖分類號：S666.3；TS272.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）05-1139-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.05.013

Research on Removal of Aluminum Content from Tea

Leaching Solution by Grapefruit Peel Powder

NIE Qi

（College of Life Science and Bio-Engineering， Beijing University of Technology， Beijing 100124， China）

Abstract：The aluminum concentration in tea infusion was analyzed by using atomic absorption spectrometry， and the effect of grapefruit peel powder on the adsorption of aluminum in tea was studied through the immersion test of the mixture of them. The results showed that aluminum concentrations in all of seventeen kinds of tea leaching solution were within safety range， and grapefruit peel powder could effectively decrease aluminum concentration in tea leading solution.

Key words： grapefruit powder； tea leaching solution； aluminum concentration； graphite furnace atomic absorption spectrometry

茶是世界第二大飲品，但茶水中含有一定量的鋁離子[1]。世界衛(wèi)生組織（WHO）在2010年規(guī)定了大型水處理設(shè)備工廠處理的飲用水中鋁標(biāo)準(zhǔn)含量不得超過0.1 mg/L，小型設(shè)備工廠不得超過0.2 mg/L[2]，并于2011年規(guī)定鋁的人體周攝入量不得超過0.9 mg/kg[3]。然而，長期大量飲茶可能導(dǎo)致體內(nèi)蓄積過量鋁，從而對健康造成威脅。柚子皮的主要成分為木質(zhì)素、纖維素和果膠等。因柚子皮內(nèi)部富含大量孔隙，所以可以對不同重金屬進(jìn)行吸附[4]。近年來，有很多關(guān)于果皮吸附劑吸附重金屬的研究，如何彩梅等[5]用化學(xué)改性橘子皮吸附Pb（Ⅱ），劉亦葵等[6]用巰基花生殼作為固體吸附劑吸附Ag（Ⅰ），聶錦霞等[7]采用柚子皮粉吸附水中Cr（Ⅵ），吳亞男等[8]用板栗殼生物吸附劑吸附Cu（Ⅱ），均取得良好的吸附效果。本研究使用原子吸收光譜法對17種北京市售茶葉在添加柚子皮粉前后浸出液中的鋁含量變化進(jìn)行了比較和分析。

1 材料與方法

1.1 儀器

高分辨連續(xù)光源原子吸收光譜儀（ContrAA 700型，Jena公司）；石墨爐液體自動進(jìn)樣器（MPE60型，Jena公司）；電熱恒溫水浴鍋（北京市長風(fēng)儀器儀表公司）；電熱板（EH/EG型，LabTech公司）；精細(xì)研磨機(jī)（ZM200型，德國RETSCH公司）；數(shù)顯電熱恒溫干燥箱（202-A型，上海瀘南科學(xué)儀器聯(lián)營廠）。

1.2 試劑

鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 μg/mL，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）；68%濃硝酸（優(yōu)級純，北京市化工試劑廠）；雙氧水（優(yōu)級純，北京市化工試劑廠）；硝酸鎂（分析純，天津市福晨化學(xué)試劑廠）。

1.3 材料

1.3.1 柚子皮粉 廣東清遠(yuǎn)的新鮮柚子，取柚子皮，去離子水洗凈，于80 ℃干燥箱中烘干至恒重。干燥后柚子皮放入精細(xì)研磨機(jī)中，以8 000 r/min研磨1 h，得到的柚子皮粉末放入自封袋于干燥器中保存。

1.3.2 茶葉樣品 北京市售17種茶葉作為樣品并依次編號，茶葉在試驗(yàn)前先置于80 ℃干燥箱中烘干至恒重，干燥保存。茶葉樣品編號、種類及產(chǎn)地見表1。

1.4 方法

1.4.1 茶葉浸出液制備 取一種茶葉樣品，分別稱量1 g茶葉放入三角瓶中，為茶葉樣品。再分別稱取1 g茶葉和1 g柚子皮粉末放入三角瓶中混合，此為混合樣品。每種樣品均做3次重復(fù)試驗(yàn)。

第一泡茶水浸出液：樣品加入90 ℃的去離子水100 mL并置于90 ℃水浴鍋中水浴30 min，分別吸取2 mL茶葉樣品浸出液和2 mL混合樣品浸出液，經(jīng)0.45 μm的微孔濾膜過濾后定容至50 mL待測；第二泡茶水浸出液：將取樣完畢的第一泡茶葉樣品浸出液和混合樣品浸出液分別濾干，再加入90 ℃的去離子水100 mL并于90 ℃水浴浸泡30 min，隨后再分別取出茶葉樣品浸出液和混合樣品浸出液，用0.45 μm的微孔濾膜過濾后待測；第三泡茶水浸出液：將第二泡茶葉樣品浸出液和混合樣品浸出液分別濾干，再加入90 ℃的去離子水100 mL并于90 ℃水浴浸泡30 min，隨后再分別取出茶葉樣品浸出液和混合樣品浸出液，用0.45 μm的微孔濾膜過濾后待測。每種茶葉和混合樣品均檢測3次浸泡下每泡浸出液中的鋁含量，且每泡做3個平行試驗(yàn)。

1.4.2 浸出液中鋁含量的測定 茶葉浸出液及混合樣品浸出液采用原子吸收光譜檢測鋁含量，每泡做3個平行試驗(yàn)，經(jīng)優(yōu)化，選擇如表2所示的石墨爐升溫程序。

1.4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 100 mg/L的鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋配制成200 μg/L的鋁標(biāo)準(zhǔn)溶液，石墨爐原子吸收光譜儀的基體改進(jìn)劑為0.5%硝酸鎂溶液，稀釋溶液為0.1%硝酸溶液。制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=（0.053 7+0.007 2x）/（1+0.001 1x），R2=0.999 6。

2 結(jié)果與分析

各茶葉樣品及柚子皮粉與茶葉的混合樣品浸泡液中鋁含量的檢出結(jié)果見表3。由表3可知，17種茶葉的第一泡茶水中的鋁含量為476.0～2 509.5 μg/L，其中茶葉鋁含量最高的是樣品9，含量最低的為樣品4。龍井、碧螺春等綠茶的鋁含量不到1 mg/L，而普洱茶（屬黑茶）的鋁含量較高，在1.5 mg/L以上，最高可達(dá)2 mg/L以上，這可能和黑茶產(chǎn)地的雨水、空氣、土壤中鋁含量以及制作加工過程有關(guān)。除此以外，有研究還表明黑茶比其他茶更加容易向水溶液中釋放鋁[9]。

由表3還可知，3泡茶水中，第一泡茶水所含鋁含量平均占3泡茶水中鋁含量總和的83.1%，所以只用第一泡茶水來分析柚子皮粉對茶水中鋁含量變化的影響，結(jié)果見表4。由表4可知，加入柚子皮粉后，茶水中的鋁含量均有不同程度的減少，平均減少了46.4%。其中鋁含量減少最多的為樣品12，減少了88.8%。由此可見柚子皮粉可以有效減少茶水中的鋁。

3 討論

世界衛(wèi)生組織于1989年正式將鋁確定為食品污染物加以控制[10]，2011年提出鋁的每周允許攝入量為0.9 mg/kg體重[3]。本次檢測的17種茶水中鋁的濃度為476.0～2 509.5 μg/L，即0.476～2.510 mg/L，以每人每天喝500 mL茶水計(jì)，通過飲茶攝入的鋁為0.238～1.255 mg，相當(dāng)于每周0.03～0.18 mg/kg體重，所以通過飲茶攝入的鋁是在安全范圍內(nèi)的。

本試驗(yàn)使用高分辨率連續(xù)光源石墨爐原子吸收光譜法對17種不同茶葉樣品浸出液的鋁含量以及柚子皮粉對這17種茶水中鋁含量的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，每一種茶葉浸出液3泡茶水鋁含量依次明顯遞減，第一泡茶水鋁含量遠(yuǎn)高于第二泡和第三泡茶水鋁含量。柚子皮粉的添加能在一定程度上減少茶水中的鋁含量，其中對普洱茶的效果最好，能減少48.6%～88.8%的鋁含量。17種茶葉浸出液中鋁含量都在安全范圍內(nèi)，但是鋁可在骨骼、內(nèi)臟、腦內(nèi)蓄積，引起病理變化，尤其是腦組織，因?yàn)槟X組織對鋁元素有親和性，所以長時間攝入鋁，可能沉積在腦部，造成記憶力喪失、智力下降等危害。有長期飲茶習(xí)慣的人，更容易積累更多鋁。所以如果能在茶水中加入柚子皮粉末，則可以大大降低鋁在體內(nèi)蓄積，減輕對人體的危害。

參考文獻(xiàn)：

[1] 于 濤，黃海清，韓 勇.用絡(luò)天青S分光光度法作自來水和茶水中鋁的形態(tài)分析[J].理化檢驗(yàn)（化學(xué)分冊），2009，45（9）：1098.

[2] World Health Organization. Guidelines for Drinking-water Quality[M]. Fourth Edition. Geneva， Switzerland： World Health Organization， 2011.

[3] STAHL T，TASCHAN H，BRUNN H.Aluminium content of selected foods and food products[J]. Environmental Sciences Europe，2011，23：37.

[4] 何秋香，陳祖亮.柚子皮制備生物炭吸附苯酚的特性和動力學(xué)[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2014，8（9）：3853-3859.

[5] 何彩梅，龔福明.改性廣西柑橘皮生物吸附劑對水溶液中重金屬Pb2+吸附工藝研究[J].應(yīng)用化工，2014，43（4）：658-665.

[6] 劉亦葵，盧坤榮，林三泰，等.探究新型固體吸附劑——巰基花生殼[J].廣東化工，2014，41（14）：29-34.

[7] 聶錦霞，張大超.柚子皮粉對含鉻廢水的吸附效果及吸附動力學(xué)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（2）：976-977，1002.

[8] 吳亞男，黃顯懷.板栗殼對Cr6+等重金屬吸附性能研究[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，20（6）：76-78.

[9] SZYMCZYCHA-MADEJA A， WELNA M， POHL P. Elemental analysis of teas and their infusions by spectrometric methods[J].Trac-trends in Analytical Chemistry，2012，35：165-181.

[10] 姚 輝，韓 墨，姜春才，等.面制食品中鋁測定方法的幾點(diǎn)探討[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2014，24（11）：1667-1668.