用电极法降低茶汤中氟离子含量

龚沪萱

摘要：以氟离子选择电极法测定茯砖茶浸提液中氟含量，以紫外分光光度法測定茯砖茶浸提液中的茶多酚含量，通过对冲泡时的水温、时间、次数、浸提方式等因子对茶叶冲泡过程中氟和茶多酚的浸出率的研究，我们可以寻找氟浸出率较高时的最佳水温、浸泡次数和浸提方式，用以解决茯砖茶高氟所造成的饮茶负面效应。

关键词：氟离子；氟离子选择电极法；茶多酚

一、降低茶汤中氟离子含量的研究意义

氟是人类进行生命活动所必需的一种微量元素，对人体所起的作用非常大，它可以促进人体骨骼及牙齿的钙化，增强骨骼的强度。人体每日需要摄入的氟含量大概为1.0～1.5 mg。但是过量氟的摄入却对人的身体健康有害。它可以引起氟中毒，还可以使人们的牙齿、骨骼、肾脏、肝等发生病理性改变。而茶树是一种氟含量很高的植物，茶叶中的氟元素含量尤其高。虽然因茶树品种、叶片老嫩程度的不同，每千克茶叶中的氟含量有变化，但是基本上每种茶叶中的氟含量都远远超过人体的日常所需。随着人们康养意识的逐步增强，由氟元素超标引起的茶汤的饮用安全问题越来越引起人们的广泛的重视。我们可以通过试验对冲泡时的水温、时间、次数、浸提方式等对茶叶中氟浸出率影响的研究，旨在寻找氟浸出率较高时的最佳水温、时间、浸泡次数和浸提方式，用以解决茶叶高氟所造成的饮茶负面效应，并同时检测不同的冲泡水温、时间、次数、浸提方式时茶汤中茶多酚成分含量的变化情况，以得出茶叶的最佳浸泡时间和浸泡条件，为人们健康饮茶提供指导，同时通过研究不同浸出方式对茯砖茶中如茶多酚有效成分的影响，为降氟工艺提供理论依据。

二、氟离子测定方法的研究进展

通过查阅文献，国内外氟的主要测定方法有分光光度法、离子选择电极法以及色谱法等。目前应用最广泛的是氟离子选择电极法。氟离子选择电极法原理为利用单晶膜氟化镧对氟离子选择性效应，氟电极以及饱和甘汞电极在被测试的试样液中，电位差随着溶液氟离子活度变化而变化，其电位变化的规律符合能斯特方程。

干扰离子对氟电极影响以及pH值对测定结果影响受总离子强度缓冲液调节，同时总离子强度缓冲液对茶叶中氟含量测定结果有显著影响，一般选用乙酸一柠檬酸钠钠来进行调节。其中柠檬酸钠可以使铁氟和铝氟络合物之络合键断裂，再形成较为稳定的柠檬酸铁和柠檬酸铝，最终释放出氟离子。必须注意的是总离子强度缓冲液选用的浓度不能过高，否则会导致氟电极中毒。朱正强等人的研究证明：如果酸浸提电极法测定茶叶含氟量时的称样量为1～2g时，其结果较为准确。称样量与所得结果一般呈负相关。究其原因，这可能与茶叶粉碎后的表面积与浸提液之间接触面的大小有密切关系，一般来讲称样量越大，茶叶与浸提液之间接触面越小，其浸提率越小。我们的通过实验研究了样品浸提液的存放时间与测定结果关系，实验样品浸提液实时测定与存放六天后的测定结果相差极小，因此我们可以得出浸提液中氟离子比较稳定，含量不会一般受存放的时间长短影响较小。相反，不同浸提方法对最后氟离子的测定结果有比较大影响。杨扬等人通过实验得出结论：测定方法准确度的影响程度一般为：单一碱浸法<酸浸提法<碱浸提后再蒸煮法的规律。我们的实验证明，碱浸提1h后再蒸煮10min所浸提出氟含量略高于碱浸2h再蒸煮10min，并且用该方法在样液稀释到4～20倍时，对其测定结果的影响甚小，一般的说总离子强度调节缓冲溶液的掩蔽效果最为显著。汪显阳等人证实采取氧弹燃烧标准加氟离子选择性电极方法来测定砖茶中氟的含量，该方法测定得到的结果与国家标法测氟含量基本相符。与用有机溶液浸提前处理方法比较，该方法较为省时省力，对环境没有污染。

三、氟离子选择电极法的优缺点

氟离子选择电极法是目前测定中氟离子含量的最常用的方法之一。运用此方法测定氟，操作步骤简单，快速，精确度与回收率都较高。一般茶叶的氟含量一般为10～2000mg，氟离子选择电极法完全可以满足这一范围内茶叶氟含量测定，是一种快速测定氟的较好的方法之一。但该方法也同样有局限性，因为其测定结果容易受到外部环境的影响，如电极的组成材料，规格以及使用时存在状态，测定是的温度，测试液的pH值，干扰离子的种类、强度等影响，同时该方法不适用于茶饮料等深加工样本含氟的痕量测定。

通过查阅文献可知茶多酚是从天然植物茶中分离提纯得到的多酚类化合物，是一类较为复杂的混合物，研究证明茶多酚主要由表儿茶素、表没食子儿茶素及没食子酸酯类物质等共同组成，在多数茶中含量一般约为20%。文献检索证明茶多酚具有许多药理作用和生理活性，如清除自由基、抗氧化、降血压、降血脂、抗癌、防癌抗辐射等作用。

所以我们可以通过实验得出茶叶的最佳浸泡时间和浸泡条件，为人们健康饮茶提供指导。

茶叶氟含量及茶叶冲泡形态对氟在茶汤中浸出率影响较大，我们可能通过试验对冲泡时的水温、时间、次数、浸提方式等对茶叶中氟浸出率影响的研究，旨在寻找氟浸出率较低时的最佳水温、时间、次数和浸提方式，用以解决茶叶高氟所造成的饮茶负面效应，并同时检测不同的冲泡水温、时间、次数、浸提方式时茶汤中茶多酚含量的变化情况，以得出茶叶的最佳浸泡时间和浸泡条件，为人们健康饮茶提供指导，也可以为茶厂为其推广健康的饮茶方式提供帮助，增加茶叶的效益和对人体的益处。其中茶多酚的检测主要是利用分光光度法，用酒石酸亚铁溶液做显色剂，测其在540nm处的吸光度，然后跟标准样对比，测定出其浓度。