張俊鵬

摘 要：為了建立一種方便快捷、準(zhǔn)確有效的鑒別綠茶中非法添加美術(shù)綠的方法。采用紅外光譜法、X-射線熒光能譜法檢測(cè)購(gòu)得2種美術(shù)綠原樣、10種綠茶原樣，分析美術(shù)綠原樣、綠茶原樣在紅外譜圖、元素成分與含量的差異，選擇美術(shù)綠2號(hào)、碧螺春1號(hào)，以此建立方法模擬添加美術(shù)綠實(shí)驗(yàn)。按美術(shù)綠0.00%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、2%、4%、6%模擬添加后，X-射線熒光能譜法定量分析，發(fā)現(xiàn)可將鉛、鉻元素相對(duì)含量作為辨別是否添加美術(shù)綠的依據(jù)，添加量高于0.06%時(shí)，可檢出，并且添加美術(shù)綠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與鉛、鉻元素相對(duì)含量呈正相關(guān)。紅外光譜法定性分析，發(fā)現(xiàn)波數(shù)為1393、870、711cm-1特征峰可作為辨別是否添加美術(shù)綠的依據(jù)，添加量高于0.4%時(shí)，有類(lèi)似特征峰出現(xiàn);采用半定量法，檢測(cè)添加美術(shù)綠0.4%的碧螺春873、2918cm-1波數(shù)處的峰面積，求算A873/A2918的值，發(fā)現(xiàn)添加美術(shù)綠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與峰面積呈正相關(guān)。這兩種方法操作簡(jiǎn)單，對(duì)樣品的損壞較少，可快速對(duì)所檢測(cè)樣品是否添加美術(shù)綠作初篩，為食品監(jiān)督管理部門(mén)與偵破食藥環(huán)案件提供幫助。

關(guān)鍵詞：綠茶;粉末樣品;美術(shù)綠;紅外光譜法;X-射線熒光能譜法

1 引言

美術(shù)綠，又稱(chēng)鉛鉻綠，它是由鉛鉻黃與鐵藍(lán)或酞菁藍(lán)組成的混合拼色顏料，通常在涂料工業(yè)中用作綠色染料。鉛鉻黃的成分十分復(fù)雜，大多由檸檬鉻黃、淺鉻黃等多種化合物混合而成[1]，酞菁藍(lán)和鐵藍(lán)也是混合物。因?yàn)槊佬g(shù)綠中含有較多的鉛和鉻，大量攝入會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重的危害。2008年，美術(shù)綠被全國(guó)食品安全整頓辦列入可能違法添加的非食用物質(zhì)黑名單（第一批）[2]。隨著社會(huì)發(fā)展，人們對(duì)于食品、藥品以及環(huán)境的質(zhì)量都有著越來(lái)越高的要求，其中對(duì)是否添加非法添加劑等問(wèn)題的關(guān)注度也越來(lái)越高。許多茶葉隔年后，綠茶中葉綠素分解，色澤逐漸變得枯灰黃綠，經(jīng)濟(jì)價(jià)值降低。少量的美術(shù)綠，就可讓大量的陳茶變色，茶葉顏色鮮亮翠綠，不易褪色[3]。因此，不法商家采用美術(shù)綠翻新陳茶，陳茶翻新后可以以次充好，牟求更高價(jià)格。長(zhǎng)期飲用添加過(guò)鉛鉻綠的綠茶，容易損害人的肝臟、腎臟等器官。

已有的美術(shù)綠測(cè)定方法有拉曼光譜法[4]、原子吸收光譜法[5-7]、離子色譜法和分光光度法[8]，鉛、鉻同時(shí)測(cè)定的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)自制的染色茶葉的感官評(píng)價(jià)[9，10]等。然而，感官品質(zhì)審評(píng)易受主觀因素及地域環(huán)境等客觀因素的干擾，上述理化手段有操作復(fù)雜、需破壞樣品和成本高的缺點(diǎn)，不利于茶葉快速篩查[11]。本文建立了紅外光譜法和X射線熒光能譜法綜合測(cè)定綠茶中是否添加美術(shù)綠，此方法測(cè)試速度快、樣品用量少、前處理便捷，可為市場(chǎng)監(jiān)管部門(mén)對(duì)綠茶進(jìn)行初篩提供幫助。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器、試劑及耗材

紅外光譜儀：Nicolet-iS10型，DTGS檢測(cè)器，ATR附件，美國(guó)Thermo Scientific公司，軟件為OMNIC。X-射線熒光能譜儀：EDAX聚焦熒光能譜儀，ORBIS系統(tǒng)，軟件為ORBIS Vision。紅外光譜壓片機(jī)：美國(guó)SPECAC公司生產(chǎn)，型號(hào)Mini-Pellet Press。研磨儀：拜杰多功能粉碎機(jī)，型號(hào)BJ-150;電子天平：萬(wàn)分之一，梅特勒-托利多ME204E。）。

乙醇（分析純、上海阿拉丁生化科技股份有限公司），溴化鉀（光譜純、上海阿拉丁生化科技股份有限公司），手術(shù)刀片，邁拉膜，樣品杯，干燥器，電磁爐，鐵鍋等。

2.2 儀器工作條件

紅外光譜測(cè)試參數(shù)：掃描次數(shù)為32次;光譜分辨率為4cm-1。切片樣本采用ATR法測(cè)試，數(shù)據(jù)采集范圍為4000-650cm-1。

X-射線熒光能譜測(cè)試參數(shù)：真空環(huán)境下測(cè)試;采集時(shí)間為90s;電壓為40V;電流800μA;X-射線光斑大小為2mm，Shuttle-filter為25μm鋁板。

2.3 樣品的采集

美術(shù)綠原樣選購(gòu)自網(wǎng)店，綠茶原樣是通過(guò)網(wǎng)店與實(shí)體店選購(gòu)的碧螺春、雨花茶、龍井茶、白茶等綠茶。

2.4 樣品的制備與實(shí)驗(yàn)方法

選擇市售10種綠茶中一種，采用專(zhuān)業(yè)回鍋的炒制法模擬綠茶翻新過(guò)程。在炒制過(guò)程中，美術(shù)綠分別按照（質(zhì)量百分比）0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、2%、4%、6%的劑量添加，獲得回鍋翻新綠茶樣品。

紅外光譜法：分別取適量的美術(shù)綠原樣、研碎的綠茶原樣、研碎并添加美術(shù)綠混勻的綠茶樣品，置于樣品臺(tái)上，采集其紅外吸收譜圖，用OMINIC軟件進(jìn)行譜圖分析。

X-射線熒光能譜法：用液壓機(jī)分別將美術(shù)綠原樣、磨成粉末的綠茶原樣、磨成粉末并添加美術(shù)綠混勻的綠茶樣品，壓成薄片，將樣品薄片放置于樣品杯的邁拉膜中，將樣品杯放入X-射線熒光能譜儀的樣品室中，待測(cè)。

3 結(jié)果與討論

3.1 美術(shù)綠原樣分析

在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)兩種美術(shù)綠原樣，標(biāo)記為美術(shù)綠1號(hào)，美術(shù)綠2號(hào)，采用X-射線熒光能譜儀和紅外光譜儀進(jìn)行檢測(cè)。

3.1.1 X-射線熒光能譜法

X-射線熒光能譜法檢測(cè)購(gòu)買(mǎi)的兩種美術(shù)綠原樣可得，購(gòu)買(mǎi)的兩種美術(shù)綠樣品中主要含有鉛、鉻、銅、鈣四種元素。各元素含量如表1所示，美術(shù)綠2號(hào)鉛、鉻元素含量較高，更具危害性。

3.1.2 紅外光譜法

ATR法測(cè)試購(gòu)買(mǎi)的兩種美術(shù)綠原樣，美術(shù)綠1號(hào)的紅外吸收光譜如圖3所示，美術(shù)綠2號(hào)的紅外吸收光譜如圖4所示。由圖3可得，紅外譜圖中3416cm-1波數(shù)處為酚羥基或醇羥基的吸收峰;1424cm-1波數(shù)處可能為苯環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰;876cm-1波數(shù)處可能為CO32-和CrO42-的吸收峰;2513、1800、712cm-1波數(shù)處為CO32-的吸收峰。由圖4可得，紅外譜圖中1396cm-1波數(shù)處為較強(qiáng)的CO32-的吸收峰;1030cm-1波數(shù)處可能為較弱的SO42-伸縮振動(dòng)吸收峰;870cm-1波數(shù)處可能為CO32-和CrO42-的吸收峰;2512、1795、712cm-1波數(shù)處為較弱的CO32-的吸收峰。

3.2 市售10種綠茶檢測(cè)

3.2.1 X-射線熒光能譜法

X-射線熒光能譜法檢測(cè)市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的10種綠茶，研磨成粉末后，分別壓成薄片，結(jié)果如表6所示。由表可得，由于種植地域與制作方式等不同，不同綠茶在元素種類(lèi)上有差別，但均未發(fā)現(xiàn)鉛、鉻元素的存在。

3.2.2 紅外光譜法

我們將市場(chǎng)上購(gòu)得的10種綠茶樣品碾碎后充分混勻，隨機(jī)選擇大小合適碎片采用衰減全反射紅外光譜法，分別測(cè)定其紅外吸收光譜圖。所檢測(cè)到的吸收峰基本無(wú)差別;通過(guò)分析紅外光譜圖，我們可以發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)購(gòu)得的10種綠茶的紅外光譜圖在1393、870、711cm-1處均無(wú)特征峰，所以在這10種綠茶中可能無(wú)美術(shù)綠的添加。

3.3 X-射線熒光能譜法檢測(cè)綠茶中添加美術(shù)綠的研究

根據(jù)對(duì)2種美術(shù)綠原樣與10種綠茶進(jìn)行X-射線熒光能譜儀檢測(cè)結(jié)果，我們選擇含鉛、鉻元素含量較高的美術(shù)綠2號(hào)和市面上暢銷(xiāo)、價(jià)格合適、元素種類(lèi)相對(duì)較少的碧螺春1號(hào)原樣，進(jìn)行以下模擬添加美術(shù)綠實(shí)驗(yàn)。

3.3.1 添加美術(shù)綠的碧螺春均勻性分析

在添加0.6%美術(shù)綠的碧螺春中隨機(jī)選擇5份樣品，研磨成粉末并壓成薄片，采用X-射線熒光能譜儀檢測(cè)，所得結(jié)果如表3所示。由表可得，每種元素5次測(cè)試數(shù)據(jù)的RSD%不高于5%，說(shuō)明碧螺春添加美術(shù)綠后的均勻性較好。因此，可以隨機(jī)選擇添加美術(shù)綠的碧螺春為研究對(duì)象，進(jìn)行元素成分與含量分析。

3.3.2 碧螺春添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)美術(shù)綠的分析

根據(jù)上文中美術(shù)綠2號(hào)鉛、鉻元素含量較高，且碧螺春原樣中不含鉛、鉻元素，因此，可將鉛、鉻元素作為是否添加美術(shù)綠2號(hào)的參考依據(jù)。X-射線熒光能譜法檢測(cè)添加美術(shù)綠的碧螺春中鉛、鉻元素相對(duì)含量，所得結(jié)果如表4，表5所示。由表可得，X-射線熒光能譜法可檢測(cè)添加美術(shù)綠質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于0.06%的碧螺春，隨添加美術(shù)綠的增加，鉛、鉻元素相對(duì)含量與其呈正相關(guān)。因此，用鉛、鉻元素來(lái)衡量添加美術(shù)綠的多少較好。

3.4 紅外光譜法檢測(cè)綠茶中添加美術(shù)綠的研究

紅外光譜選擇原樣與X-射線熒光能譜法相同。

3.4.1 添加美術(shù)綠碧螺春的均勻性分析

在添加0.4%美術(shù)綠的碧螺春中隨機(jī)選擇大小合適的碎片共5片，用衰減全反射法采集其紅外吸收光譜。測(cè)量所得紅外光譜圖中873、2918cm-1波數(shù)處峰面積，計(jì)算A873/A2918的比值，所得結(jié)果如表1所示。由表可知，5次數(shù)據(jù)的RSD%不超過(guò)5%，說(shuō)明碧螺春添加美術(shù)綠后的均勻性較好。因此，可以隨機(jī)選擇添加美術(shù)綠的碧螺春為研究對(duì)象，進(jìn)行分析。

3.4.2 碧螺春添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)美術(shù)綠的分析

ATR法測(cè)試添加美術(shù)綠0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、2%、4%、6%碧螺春樣品的紅外吸收光譜，分析所得紅外光譜圖，發(fā)現(xiàn)添加美術(shù)綠0-0.4%碧螺春紅外光譜圖特征峰類(lèi)似，添加美術(shù)綠0.6-1%碧螺春紅外光譜圖特征峰類(lèi)似，添加美術(shù)綠2-6%碧螺春紅外吸收光譜圖特征類(lèi)似。所以在三類(lèi)不同添加區(qū)間的碧螺春中分別選擇一幅圖進(jìn)行對(duì)比分析，如圖3所示。由圖可得到，添加美術(shù)綠質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同，美術(shù)綠特征峰的出現(xiàn)有差別，當(dāng)添加美術(shù)綠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-6%時(shí)，1390、873、712cm-1波數(shù)處有特征峰，當(dāng)添加美術(shù)綠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%-1%時(shí)，873、712cm-1波數(shù)處有特征峰，當(dāng)添加美術(shù)綠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0-0.4%時(shí)，無(wú)上述特征峰。

3.4.3半定量分析

ATR法測(cè)定添加美術(shù)綠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.4%、0.6%、0.8%、1%、2%、4%、6%的紅外吸收譜圖，分別測(cè)量873，2918cm-1波數(shù)處的峰面積，計(jì)算A873/A2918峰面積的比值，所得結(jié)果如表2所示。以A873/A2918峰面積的比值為縱坐標(biāo)，添加美術(shù)綠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為橫坐標(biāo)，作標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，如圖1所示。因此，采用紅外光譜技術(shù)對(duì)綠茶中添加的美術(shù)綠進(jìn)行半定量分析，可以對(duì)添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的美術(shù)綠加以區(qū)分。

4 結(jié)語(yǔ)

本文建立紅外光譜技術(shù)和X-射線熒光能譜技術(shù)快速鑒別綠茶中是否添加美術(shù)綠的方法。對(duì)購(gòu)買(mǎi)的2種美術(shù)綠原樣，10種綠茶原樣采用紅外光譜法和X-射線熒光能譜法檢驗(yàn)，選擇鉛、鉻含量高的美術(shù)綠2號(hào)原樣，元素種類(lèi)少且暢銷(xiāo)便宜的碧螺春1號(hào)原樣，進(jìn)行模擬添加美術(shù)綠的實(shí)驗(yàn)。X-射線熒光能譜法分析，檢測(cè)添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)美術(shù)綠的碧螺春，發(fā)現(xiàn)添加美術(shù)綠劑量與鉛、鉻元素含量成正比，但當(dāng)添加美術(shù)綠質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于0.06%時(shí)，可檢出。紅外光譜法中，基于吸收峰位置、強(qiáng)度定性分析，可以將1393、870、711cm-1處波數(shù)作為辨別是否添加美術(shù)綠的依據(jù)，當(dāng)添加美術(shù)綠質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.4%時(shí)，可檢出;半定量分析中，求算A873/A2918的值，發(fā)現(xiàn)添加美術(shù)綠劑量與峰面積比值成正比。因此，綜合運(yùn)用樣品制備方法以及FT-IR和XFS方法，可快速對(duì)所檢測(cè)樣品是否添加美術(shù)綠作初篩，為食品安全監(jiān)督管理部門(mén)提供執(zhí)法依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]彭艷.茶葉中非法添加鉛鉻綠的測(cè)定方法研究[D].湖南師范大學(xué)，2016.

[2]食品整治辦〔2008〕3號(hào).食品中可能遠(yuǎn)法添加的非食用物質(zhì)和易濫用的食品添加劑品種名單（第一批）[Z].

[3]王慶堂，周伶，張秋萍，李建，杜晟威.微波消解火焰原子吸收法測(cè)定茶葉中的鉛鉻綠[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2009，19（08）：1925.

[4]李曉麗，周瑞清，孫嬋駿，何勇.基于共聚焦拉曼光譜技術(shù)檢測(cè)茶葉中非法添加美術(shù)綠的研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2017，37（02）：461-466.

[5]吳寒，侯冬巖，回瑞華，等.茶葉中鉛鉻綠的ICP-AES法分析[J].鞍山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，15（2）：41-43

[6]王慶堂，周伶，張秋萍，等.微波消解火焰原子吸收法測(cè)定茶葉中的鉛鉻綠[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2009，19（8）：1925.

[7]劉雙德，史欣媚，張金環(huán).茶葉中美術(shù)綠的高壓罐消解-石墨爐原子吸收測(cè)定法[J].職業(yè)與健康，2016，32（2）：172-173

[8]趙馨，馬蘭，王金賢，等.綠茶中遠(yuǎn)法添加鉛鉻綠染色的判定依據(jù)研究[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2015，25（22）：3850-3853.

[9]陳利燕，魯成銀，劉新.茶葉中鉛鉻綠的檢測(cè)方法研究[J].熱帶農(nóng)業(yè)工程，2008，32（1）：38-40.

[10]石金娥，華蕾，李瀅倩，王瑩，南勁松，李媛媛，吳桐，劉文竹，張?chǎng)?，楊?離子色譜法和分光光度法測(cè)定茶葉中的鉛鉻綠含量[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2019，10（06）：1534-1540.

[11]韋柳花，蘇敏，諸葛天秋，羅小梅，鄧慧群.傅里葉變換紅外光譜技術(shù)在茶葉領(lǐng)域研究中的應(yīng)用與展望[J].廣西農(nóng)學(xué)報(bào)，2014，29（06）：40-43.