茶叶中无机阴离子测试与标准的研究进展

茶叶中无机阴离子测试与标准的研究进展内容摘要：

第 ３４ 卷第 ２ 期 ２００８ 年 ３ 月 中国测试技术 ＣＨＩＮＡ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＆ ＴＥＳＴＩＮＧ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏｌ．３４ Ｎｏ．２ Ｍａｒ．２００８ 茶叶中无机阴离子测试与标准的研究进展 谭和平， 周黎黎， 王 智， 孙登峰 （ 中国测试技术研究院， 四川 成都 ６１００２１） 摘 要： 在检索了 １９６６ 年以来国内外关于无机阴离子分析方法研究文献和标准的基础上， 对茶叶中无机阴离子及其 测试与标准的研究现状进行了系统的介绍， 对滴定法、比色法、离子选择电极法以及离子色谱法等主要分析方法进行 了分析讨论 ， 并对目前茶叶中无机阴离子的限量标准作了介绍和比较， 最后展望了茶叶中无机阴离子测试与标准的 研究趋势和前景。 关键词： 茶叶； 无机阴离子； 测定； 标准 中图分类号： ＴＳ２７２．５ ； ＴＳ２７２．７ 文献标识码： Ａ 文章编号： １６７２－ ４９８４ （ ２００８ ） ０２－ ０００９－ ０４ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｎ ｉｎｏｒ ｇａｎｉｃ ａｎｉｏｎ ｄｅｔｅｒ ｍｉｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｓｔａｎｄａｒ ｄｓ ｆｏｒ ｔｅａ ＴＡＮ Ｈｅ－ ｐｉｎｇ， ＺＨＯＵ Ｌｉ－ ｌｉ， ＷＡＮＧ Ｚｈｉ， ＳＵＮ Ｄｅｎｇ－ ｆｅｎｇ （ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅａｒｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００２１ ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ ： Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｏｓｅ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｆｏｒ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｉｏｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ ｓｉｎｃｅ １９６６， ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｉｏｎｓ ｉｎ ｔｅａ， ｔｈｅｉｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｗｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｏｓｅ ｍａｊｏｒ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｉｏｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｉｔｒａｔｉｏｎ， ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ， ｉｏｎ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｍｅｔｈｏｄ （ ＩＳＥ） ａｎｄ ｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ （ ＩＣ） ｅｔｃ． ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ， ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｉｏｎ ｉｎ ｔｅａ ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ． Ａｔ ｌａｓｔ， ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｏｃｕｓｅｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｉｏｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｅａ ａｎｄ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｔｅａ； Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｉｏｎ ； Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ； Ｓｔａｎｄａｒｄ １ 引 言 ２ 茶叶中无机阴离子对健康的影响 茶被誉为“国饮”， 是世界上除水以外消耗量最 近年来， 无机阴离子的价值和危害开始受到人 大的饮料， 其保健功效早就被人们所认识。近年来， 们越来越多的关注。在饮水和饮茶的过程中， 适当的 茶叶卫生安全问题已经引起了世界各国的高度重 摄入某些无机阴离子对健康是有益的， 但摄入过多 视。因此， 了解茶叶中的各种有害成分的含量， 是非 便会对身体造成潜在的影响， 见表 １ 。 常必要的。茶叶中各种无机阴离子的测试与标准研 ３ 究也受到了越来越多的关注。 茶叶中无机阴离子分析测试技术现状 茶叶中有 ３．５％￣７．０％ 的无机物［２］， 而无机阴离子 笔者检索了自 １９６６ 年以来国内外关于无机阴 含量的高低直接影响人们的健康和安全。于是其标 离子测试的研究文献， 涉及 ８ 种数据库的近 ２ 万多 准与检测技术体系直接关系到茶叶产品的国际竞争 种科技期刊、科技报告、学位论文、资料汇编以及技 力。据资料统计， 国内外关于无机阴离子检测的研究 术报告， 并且查阅了目前国内外已经颁布的有关茶 文献有 １７８７ 篇， 其中有关茶叶中无机阴离子检测的 叶有效的国际标准 １３１ 项、国家标准 ５５ 项、地方和 占 ３６５ 篇， 其分析测试技术分别出现了滴定法、比色 行业标准 ４２１ 项， 并在此基础上进行了分析整理， 法、离子选择电极法以及 ２０ 世纪 ７０ 年代兴起的离 就茶叶无机阴离子的测试与标准研究进行了概述 子色谱法等。 和讨论。 ３．１ 收稿日期： ２００７－ ０８－ １５ ； 收到修改稿日期： ２００７－ １０－ ２６ 基金项目： 国家科技条件平台项目（ ２００４ＤＥＡ７１１８０） 作 者 简 介 ： 谭 和 平（ １９５７－ ） ， 男 ， 重 庆 市 人 ， 研 究 员 ， 享 受 国 务 院政府津贴专家， 从事茶叶生理生化研究。 传统化学方法 滴定法和比色法是分析无机阴离子的经典化学 方法。自 １９ 世纪中叶发展以来 ［３］， 现已成为较为稳 定的分析手段。在我国， 茶叶归类于食品并且通常采 １０ 表１ 无机阴离子 Ｆ － Ｃｌ ２００８ 年 ３ 月 中国测试技术 表２ 无机阴离子的有益、有害作用 ［１］ 有益方面 能保护牙齿 有害方面 易患氟骨病、齿斑病 无机 阴离子 平衡 作用， 易引起癌变 程， 使其 集 中 ， 调 节 失 去 代 三 卤 甲 烷 等 ， 使 人 体 易 平衡的神经活动 患肿瘤 Ｉ 方 性 甲 状 腺 肿 、儿 童 生 若 已 有 甲 状 腺 疾 病 ， 可 导 长发育停滞等 ＮＯ２－ ＮＯ３－ 致粘液性水肿 “兰婴儿综合症” 维 持 人 体 酸 碱 平 衡 ， 对 过 量 易 造 成 腹 泻 、腹 痛 、水 软化血管有益， 有利于 土不服等现象， 但同时又 ＳＯ４２－ 胃肠健康。 Ｈ２ＰＯ４－ 铁铵矾指示剂 法 在酸性饮料中， 可适当 过多会降低钙吸收， 导致 保护牙齿 光光度法 ＮＯ２－ ＮＯ３－ 钙磷失衡 可影响溶血性， 降低男性 ／ ＢｒＯ ／ 确定为致癌物质 ＣＮ－ ／ 易损伤神经系统， 氰化钠 的致死量为 ０．０５ ｇ 生育能力 ［６］ 食品中 扰， 其他离子含量高 时也易形成干扰 硫酸铈催化分 生 活 饮 用 水 检 出 温 度 及 反 应 时 间 影 响 Ｉ－ 使骨骼变软 ＣｌＯ－ ＣｌＯ３－ － ３ Ｃｌ－ 容易引起食物中毒、甚至 致癌、致畸变， 婴儿易患 ／ 方法的缺点 硝酸银容量法 生 活 饮 用 水 检 出 溴化物和碘化物能发 生同样反应， 引起干 硝酸汞容量法 限 １．０ ｍｇ／Ｌ 缺乏碘化物， 会造成地 过 量 会 造 成 甲 状 腺 低 下 ， － 测试范围 测定食品中氟化物时 锆盐茜素比色 食 品 中 检 出 限 需 加 入 硝 酸 镁 等 化 学 法 试剂， 破坏样品中其 ０．１０ ｍｇ／ｋｇ 他无机阴离子 ［５］ Ｆ－ 加强 大 脑 皮 质 的 抑 制 过 若 与 前 驱 物 质 反 应 生 成 溴 Ｂｒ－ 测试标准方法 氟试剂分光光 生 活 饮 用 水 检 出 前 处 理 复 杂 ， 仅 适 用 度法 限 ０．１ ｍｇ／Ｌ 于干扰较少的水样 维持 细 胞 外 液 的 容 量 和 浓 度 过 高 易 患 高 氯 血 症 ， 渗透 压 维 持 体 液 的 酸 碱 氯 与 水 中 有 机 物 或 腐 植 酸 － 我国无机阴离子测试标准方法表 ［４］ ＳＯ ２－ ４ Ｈ２ＰＯ４－ 限 １ μｇ／Ｌ 大， 需严格控制 重氮偶合比色 生 活 饮 用 水 检 出 操作复杂， 检出限高 法 限 ０．００１ ｍｇ／Ｌ 麝香草酚比色 生 活 饮 用 水 检 出 亚 硝 酸 盐 与 氯 化 物 干 法 限 ０．５ ｍｇ／Ｌ 硫酸钡比浊法 操作条件需严格控 生 活 饮 用 水 检 出 制， 检出限高， 前处理 扰 锘酸钡分光光 限 ５ｍｇ／Ｌ￣２００ｍｇ／Ｌ 复 杂 ， 对 样 品 中 其 他 度法 离子破坏大 磷钼蓝比色法 生活饮用水检出 操作复杂， 检出限高 限 ０．１ ｍｇ／Ｌ 用食品中的检测标准方法， 而测定无机阴离子的标 在 １９７９ 年由浙江农业大学吴方正 ［１０］首 先 开 展 了 茶 准多数都采用这两类方法， 见表 ２。 叶中氟化物测定的研究， 采用沸水浸泡—氟离子选 总的来说， 在过去几十年， 茶叶中无机阴离子的 择电极测定茶叶中氟化物的含量， 得出沸水冲泡 分析测试方法以及国家标准均采用上述一些传统的 的结果从各方面都优于前两种方法。于是， 离子选 化学分析方法为主， 尽管这些方法的针对性较强， 但 择电极测定茶叶中氟化物的含量的方法得到了长 在适用过程中明显发现一些共同的缺陷， 如操作复 足的发展， 经过国内外学者多年来的改进， 最终形 杂， 试剂种类多； 干扰因子较多， 前处理复杂； 而且有 成了一套测定茶叶中氟化物含量的标准方法， 也 许多方法还不能排除其他离子的干扰， 定量的相对 是目前茶叶中无机阴离子测定仅有的标准方法， 标准偏差较大。于是随着仪器分析技术的发展， 人们 即 农 业 部 标 准 ＮＹ／Ｔ ８３８－ ２００４ ［１１］、 ＧＢ １９９６５－ ２００５ ［１２］ 对这类方法的研究和改善已经渐渐不关注， 取而代 以及德国标准 ＤＩＮ １０８０７－ １９９６［１３］均采用离子选择电 之的是更多较好的仪器分析技术。 极法测定茶叶中氟化物含量。从方法的应用效果看， ３．２ 可以肯定的是， 采用离子选择电极法选择性强、专一 ３．２．１ 离子选择电极法（ ＩＳＥ ） 测试方法与标准的发展现状 离子选择电极法是一种针对性极强的测试方 性好、操作简便、灵敏度也较高。 ３．２．２ 存在的问题 法， 出现于 １９６６ 年 ［７］， ２０ 世纪 ７０ 年代以后得到了大 离子选择电极法测定茶叶中氟化物含量有一定 力发展。１９７６ 年， Ｍａｒｇａｒｅｔ Ｌ［８］率先利用碱溶－ 离子选 的优势， 但同样存在着许多的不足： 第一、前处理采用 择电极法测定了茶叶中氟化物的含量， 取得了初步 灰化处理， 不符合日常饮茶习惯， 于是考察不了实际 的结果， 但试验证明， 采用碱溶的方法重现性差。随 浸出的氟离子含量。第二、此