氟在茶树体内的富集规律研究与测定方法优化-张显晨.pdf

《氟在茶树体内的富集规律研究与测定方法优化-张显晨.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氟在茶树体内的富集规律研究与测定方法优化-张显晨.pdf（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、安徽农业大学 硕士学位论文 氟在茶树体内的富集规律研究与测定方法优化 姓名：张显晨 申请学位级别：硕士 专业：营养与食品卫生 指导教师：张正竹;郜红建 2011-06 I 摘要 茶树(Camellia sinensis) 是 氟 高 积 累 植 物 ， 体 内 氟 含量是一般植物的 20 30 倍， 适量氟有益于人体 健康， 过量氟则会 导致 慢性氟中毒， 主要表现 为氟斑牙和氟 骨症，因此研 究 茶 树 中 氟 化 物 的 富 集 规 律 及 影 响 因 素 具 有 重 要 意 义 。 本文对比 了茶叶氟化物提取方法， 并对氟化物电位法测定条件进行优化 ； 研究了溶液培养条 件下，不同浓度

2、Al 3+ 及 Al/F 比 例 对 茶 树 吸 收 富 集 氟 的影响 ； 分 析了不同阴离子 通道抑制剂、 阳离子通道抑制剂和水通道抑制剂对茶苗吸收富集氟的影响。 论文取 得以下主要 结果： 1. 不 同 提 取 方 法 对 茶 叶 氟 化 物 提 取 效 率 表 现 为 水 浴 法(93.17%) 酸振荡提取 法(68.19%) 超 声 提 取 法(62.38%) 。 本 文 选 用 电 位 法 测 定 茶 叶 氟 化 物 线 性 范 围 在 30200 mg/kg 之间， 平 均回收率为 90.48% ， 相 关系数 R 2 =0.9922。 方法 LOD 和 LOQ 分别为 18 m

3、g/kg 和 54 mg/kg 。 采用此法分析了 安徽省几种茶叶氟化物含量在 52.26 73.80 mg/kg 之间，低 于农业部茶叶氟含量安全限量标准(200 mg/kg)。研究结果 为茶叶中氟化物含量的快速测定与茶叶质量安全性评价提供 了参考。 2. 低浓度 Al 3+ (20，40 ，67 mg/L) 促进了氟 在茶树根部的富集，主要以 氟 离子态形式被茶树吸收； 而高浓度 Al 3+ (100 ，200 ，400 ，600 mg/L) 抑 制 了 氟 在 茶树根部的富集， 主要以 Al/F 络合态形式被茶树吸收。 不同浓度 Al 3+ 促进了 氟 在茶树叶部的富集。 培养液中 Al

4、/F 比大于 1 时 ， 抑 制 了 茶 树 根 部 对 氟 的吸收富 集 ， 而 Al/F 比小于 1 时 ， 促 进 了 茶 树 根 部 对 氟 的吸收富集。 铝 促进了茶树体内 氟 向地上部分转移，尤以 AlF 2+ ，AlF 3 和 AlF 2- 的形式存在时， 氟 从茶树根部向 地上部分转移系数最高。 3. 浓度分别为 0.5 ，2.0 和 10.0 mg/L 的 水 通 道 抑 制 剂 HgCl 2 对茶苗吸收 氟 无显著性差异影响。而 10 mol/L ，20 mol/L ，100 mol/L 阴离子通道抑制剂 NPPB 均抑制了茶苗对 氟 的吸收富集作用， 且 促进了氟 向地上

5、部分的转移。 特别 当 NPPB 浓度为 10 mol/L 时，茶苗根部与植 株对 氟的吸收富集量 极 显著低于对照 （p=0.15%1% ） 。 而 10 mol/L 和20 mol/L 的 DIDS 均抑制了茶苗对 氟 的吸收 富集作用 ，特别当 DIDS 浓度为 20 mol/L 时 ，茶苗对 氟的吸收富集量 极 显著低于 对照 （p=0.81%1% ） 。 阳离子通道抑制剂 TEACl 对茶苗富集 氟表现出差异性，TEACL 可显著抑制茶树对 AlF 2 + （Al/F 为 1:2）的吸收富集，而对 AlF 2+ （Al/F 为 1:1）的 抑制效果不显著。 关键词:氟化物， 电位法测

6、定，富集，离子通道抑制剂，茶树 II Abstract Tea plants are hyper-accumulators of fluoride, and quantities of fluoride accumulated in the tea plants was 20 30 times higher than that in other plants. Proper contents of fluoride in human body were good to health, but excessive fluoride resulted in chronic fluorosis, w

7、hich was known as dental fluorosis and skeletal fluorosis. Therefore, it was important to determinate the rules of fluoride accumulated in tea plants and the factors influencing it. In this paper, the different methods for extracting fluoride from tea were compared, and the potentiometric methods fo

8、r determining fluoride in tea liquid were optimized. Impacts of different Al concentrations and Al/F ratios on the uptake and translocation of fluoride in tea plants were examined under the controlled condition in the lab. The effects of anionic channel inhibitor, cation ion channel inhibitor and wa

9、ter channel inhibitor on the accumulation of fluoride in tea plants were also analyzed. The results revealed that: 1. The recoveries of the boiling water extraction method (93.17%) were higher than that of the shaking extraction in acidic water (68.19%) and the ultrasonic extraction (62.38%). In thi

10、s paper, the linear range of potentiometric determination of fluoride in tea was between 30 and 200mg/kg, the mean recovery was 90.48% with the square of the correlation coefficient (R 2 ) of 0.9922. The limit of quantification (LOQ) and limit of detection (LOD) were 54 mg/kg and 18 mg/kg respective

11、ly. The fluoride contents in four tea samples from Anhui province were ranged from 49.62 mg/kg to 73.8 mg/kg,and the fluoride components in spring tea were lower than that in autumn tea, and both of them were lower than that of the national standard of fluoride in tea (200 mg/kg).The results provide

12、 reliable methods for rapid determination and quality assessment of fluoride in tea. 2. The quantities of fluoride accumulated in tea plants were increased under the low Al 3+concentrations (20, 40 and 67mg/L), most of the fluoride absorbed in tea plants were in ionic forms. While the amounts of flu

13、oride accumulated in tea plants were declined under the high Al 3+ concentrations(100, 200, 400 and 600 mg/L), and most of the fluoride absorbed in tea plants were in the Al/F chalator. The amounts of fluoride accumulated in tea leaves were increased after different concentrations of Al amended in s

14、olution. The amount of F accumulated in tea plants were inhibited when the ratios of Al/F in solution were higher than 1, but it was promoted as the ratios of Al/F in solution were lower than 1. Aluminum can accelerate fluoride translocation III from roots to leaves in tea plants. The high transloca

15、tion factors were found in tea plant when fluoride in AlF 2+ , AlF 3and AlF 2-forms. 3. There were no significant differences on the effects of 0.5, 2.0 and 10.0 mg/L water channel inhibitors (HgCl 2 ) on the quantities of fluoride absorbed in tea roots and accumulated in above ground parts of tea p

16、lants. Quantities of fluoride accumulated in tea plants were inhibited under the anionic channel inhibitors (10 mol/L, 20 mol/L and 100 mol/L NPPB), but NPPB can accelerate fluoride translocation from roots to leaves in tea plants. Amounts of fluoride up-taken in tea roots and accumulated in tea pla

17、nts was significant (P1%) lower that in the control treatments under the 10 mol/L of NPPB concentration. Amounts of fluoride accumulated in tea plants were inhibited under the anionic channel inhibitors (10, 20 mol/L DIDS). Moreover, quantities of fluoride up-taken in tea roots and accumulated in te

18、a plants was significant lower than that in the control treatment (P1%) under the 20 mol/L of DIDS concentration. There is no difference on quantities of fluoride accumulated in tea plants under the treatment of the cationic channel inhibitors. Quantities of AlF 2 + （Al/F 1:2）accumulated in tea plan

19、ts were inhibited and quantities of AlF 2+ （Al/F 1:1）accumulated in tea plants was not significant inhibited under the cationic channel inhibitors. Keywords: Fluoride, Potentiometric determination, Accumulation, Ion channel inhibitors ，Camellia sinensis 1 1 引言 1.1 茶叶氟化物研究意义 氟作为人体 一种必需的微量元素对机体的生长发育和

20、身体健康 起着重要作用， 适 量氟 的摄入可以取代牙釉质表面羟磷石灰中的 羟基， 有助于钙和磷 等金属元素与氟 表 面进行离子交换形成一层坚硬， 并具有抗酸性的氟磷灰石保护层 3 ； 若氟摄取量不足, 则氟 经理化反应 在转变为牙釉质的过程中就会发生障碍 ， 促进龋齿的形成 4 。 但是长 期摄入过多 的氟， 干扰人体钙代谢和 其他组织代谢 中胶原蛋白合成， 主要 体现在 损害 牙齿、 骨骼、 和肌肉等 系统 5 且易 导致慢性氟 中毒， 主要 在人体上 表现为氟斑牙和氟 骨症 6 。 饮用紧压茶 是我国少数民族长饮的茶品 ，种类繁多，主要包括 黑砖茶、茯砖茶、 康砖茶、 花砖茶、 金尖 茶等

21、， 统称为砖茶 。 在 世界范围内， 系我国独有的茶类 7 。目 前饮用砖茶的人群主要 集中在我国中西部， 分布在 西藏、 新疆、 内蒙 古、 青海、 甘肃 等地的少数民族 8 。 这 些地区多处高原， 因膳食结构原因， 需要大量饮用浓茶摄入体 ， 以帮助消化 摄入体内的大量油脂类物质的 和补充人体所需的各种水溶性和脂溶性 维 生素。 因此， 砖茶已成为边疆少数民族人民的生活必需品 7 。 茶本身 是氟高富集植物， 且体内F含量是一般植物的20 30倍 ， 主 要 累 积 于 叶 片 中 9 。 加 上 砖 茶 的 原 料 以 粗 老 叶 为 主 ， 造 成 部 分 砖 茶F含量高于国家相关标

22、准 。 一些研究发现 ， 人体摄入过量 的氟而产生氟斑牙、氟骨等症状是常见现象 4 。 通过饮茶摄入的氟与人体健康关系越来越引起人们的关注。 因此， 对 茶树累积氟 特性的研究就越来越 受到重视。 1.2 茶叶中氟的来源 1.2.1 土壤 氟广泛分布于自然 界， 土壤 中 全氟含量与母岩 中氟含量有 直接关系。 我国土壤氟 的背景含量变化范围1911012 mg/kg ， 平均453 mg/kg 10 。 作物中氟 含量 直接受到土 壤中氟含量与分布的影响 ， 并通过食物链的 直接或间接的传递 作用， 而影响人体 的身 体健康 11 。 许多学者认 为茶叶中的氟含量与土壤水溶性氟之间呈极显著正

23、相关， 土壤 在氟环境化学体系 中起到枢纽作用。 在岩石风化过程中， 受到温度和湿度的影响， 部 分氟被溶解成离子 状态， 而游离于溶液中；而 部分氟因离子 吸附作用或与土壤中某些 金属 物质发生化学反应，而 形成难溶性化合物被固定 。因而土壤中 氟主要以难溶态、 交换态和水溶态3种形态存在。茶树吸收 氟的主要形态以水溶性氟 为主；而难溶态氟 多与金属离子络合形成大分子物质，一般 不能被吸收 12-13 。 2 1.2.1.1 pH 土壤pH 对水溶态氟的含量有一定影响，其中 水溶性氟含量随 土壤pH 值呈线性正 相关 。土壤的pH 下降，土壤水溶性氟含量降低 14 。这是因为随着pH 值 降

24、低，OH - 释 放量越多，吸附氟的能力越强，使得土壤水溶性氟含量降低 15 。 1.2.1.2 成土母制与有机质 土壤中氟的主要来源 于成土母制， 不同母质发育的土壤对 氟含量影响很大， 一般 花片岩 中氟含量最多 ， 石黄土 中氟含量最低， 灰岩， 冲积物 居中。 有 机质也是影响土 壤氟形态分布的重要因素 11 。 许多学者通过研 究表明， 土壤的全氟含量 与土壤有机质 含量 紧密相关，两者呈极显著正相关 12 。 1.2.1.3 土壤中的阳离子 土壤中的阳离子 数量和种类与茶树吸收氟的多少 存在一定关系 。 氟在土壤中的 含量与土壤中 Al 、Ti 、Mn 等淋溶强度小的元素含量呈显著

25、正相关， 而与 Si 、Mg 、 K 等淋溶强度大的元素的含量呈显著负相关 13 。 茶树最适生长环境 在 pH4.0 6.5 范围内的酸性 土壤 中， 在此环境中， 氟常与铝、 镁、 钙等 金属元素通过不同比例的 络合， 使 土壤水溶性氟 含量减少， 使得氟 与交换性铝、 锰呈极显著负相关； 土壤水 溶性氟与交换性钙 由于水解电离等作用 呈极显著正相关 15 。 1.2.2 大 气环 境 植物通过光合作用， 吸收空气中的C 、H 、O 等元素合成不同种类的有机物， 进行 构造细胞的同时 完成各项生命活动。 随着光合作用的进行， 大气中的其他气体也被吸 收， 氟化物可随气孔或水孔 等途径进入茶

26、树体内， 顺着导管向 茶树体内逐渐移动， 逐 步积累，并于叶片组织内的钙质发生反应，生成难溶的氟化物物质，沉淀于局部 16 。 高绪评 17 等人发现 在砖 瓦窑或工厂等氟源影响的茶场。其 茶叶氟富集量高于 空气 清洁的 茶场( 特别是山区茶场) 中茶叶含氟量。 1.2.3 水 环境 水是重要的环境要素，水中 氟的含量高低也是影响茶叶 氟含量的一个因素 7 。郜 红建 18 研究表明 ， 安徽 省不同地区饮用水中氟化物含量为0.12 1.94 mg/L ， 平均 含量 为0.57 mg/L ，也为茶叶 中氟化物来源提供重要来源。黎南华 16 在研究 中指出， 对广 东省地F 病地区研究后 认为

27、，温泉型和中深层地下水 氟含量比地表水高， 而使用中层 地下水灌溉的茶苗其氟含量高于使用地表水灌溉的茶苗。 所以水环境中 氟的含量 对茶 苗中氟含量有一定影响 。 1.3 影响茶叶中氟含量 的 因素 1.3.1 不 同茶 类 不同茶类氟含量具 有显著的差异性。 蔡洪远 19 在抽查的样品中 ， 根据本地习惯 将 3 茶分为花茶和青茶两 大类， 花茶中氟化物含量 一般高于青茶 中氟化物含量31.36%。马 立锋 15 20 对我国主要 产茶省份的绿茶、 红茶、 乌龙茶、 花茶和黑茶共计577只茶样进 行了 氟含量的测定， 结果表明， 黑茶氟含量最大， 红茶， 乌龙茶居中 ， 绿茶中氟含量 最少。

28、 1.3.2 茶 叶老 嫩度 会 茶叶 中 氟含 量的 高低 也受 叶 片的 成熟 度 的影响， 而 茶树 吸收 的氟在 叶 片中 的 积 聚与叶片生长期的长短有密切关系。 马立锋等 20 研究结果表明， 成熟 叶 因生长周期 较长，所以叶片中 氟含量要明显高于一芽四叶的氟含量。高绪萍、王萍 17 等认为， 茶树是高富集氟的植物， 老叶中平均氟含量一般是 幼嫩芽叶的 平均氟含量的 8.5 倍。 杨阳 21 证实， 茶树鲜叶 中氟的含量， 嫩叶平均为 100200 mg/kg ， 成 熟叶 300400 mg/kg ，老叶则高达 l000 mg/kg 以上。 1.3.3 茶 叶等 级 茶叶等级是

29、以茶叶 质量好坏与老嫩程度来划分的，一般高档茶质 以嫩叶为原材 料， 品质 好； 中档茶质 量中等， 嫩度偏老， 但 一般能够满足大众需求 ； 劣质茶以老叶 为原材料 ，质量低劣 22 。吕毅 23 研究 也表明， 不同品质等级 的各类茶，其氟含量与 茶叶品质成显著 性正相关，相关系数达到90% 。即等级高的茶叶 ，因以嫩叶为原料 ， 氟含量少；相反，等级低的茶叶 以老叶为原料其 氟含量一般 高于优质茶叶。 1.3.4 季 节性 茶叶氟含量也 具有一定季节性。 杨晓弟 24 等分 析安徽不同季节茶叶含氟量， 得出 秋茶含氟量(144.36 20.55mg/kg) 大于春茶(102.93 15.

30、63mg/kg) ，两者 相差4.24% 47.02% 。沙济琴等 25 对 黄棪茶青的氟 含量测定结果，认为黄棪茶青 氟含量明显受季 节影响。 在 夏、 暑 高温 季时， 受光照影响与光照较弱的春秋季相比， 氟 含量远高 于秋 茶和 春茶。 1.3.5 茶 叶不 同部 位 茶树不同部位的 氟 含量具有一定规律性。 李丽霞 26 通过水培实验 ， 以无性系茶苗 为研究对象。 研究表明 ： 叶片对氟的富集作用 最强， 且占茶株氟总量50% 以上， 其 次 是吸收器官根， 茎因只起到运输作用富集作用最弱 ； 沙济琴 25 对茶树 黄棪氟累积性特 征分析后认为， 茶树各器官对 氟的积累强度有很大的不

31、同， 也认为叶片是茶树主要富 集器官，其氟含量远大于吸收器官和运输器官 。 1.4 茶叶中氟化物含量的 测定方法研究 进展 茶叶中氟化物提取 方法有水浴法， 超声法 ， 碱处理等， 不同提取 法有不同的特点。 超声波 是以一定频率的 机械振动作用 ，能以细胞为单位引起质点以较大的加速度 震 动， 并 进入植物细胞内 ， 使被提取成分溶解 ， 然后向萃取剂扩散 ； 它的强大机械振荡 4 作用也可能使植物细胞壁破裂 ， 使细胞内容物脱离细胞束缚， 加速了溶剂和溶质的传 质， 强化了萃取过程 27 。水浴法 28 利用高温破 坏细胞组织，使胞内物质游离出来。 碱处理 29 主要是通过马 弗炉的高温与

32、碱作用，使样品碳化。 茶叶中氟化物的测定方法有离子色谱法 30 、比 色法 31、电位法 32 、 高效液相 色谱 33 和 氧弹燃烧 34 。 各方法均有各自的特点， 离子色谱法 30 可以快 速准确地实现 多组分同时分离定量， 但 对所需试剂和 操作者都有一定要求且预处理复杂。 比色法 31 操作简单， 易受外界各种动态变换的环境影响 ， 稳定性 较差。 高效液 相色谱 33 具有更 高的灵敏性和选择性 ， 但所需试剂多且 预处理复杂， 实验周期较长， 对大批量样品的 测定不具有可行性 。氧弹燃烧 34 法具有操作简 便，检测干扰小结果准确可靠 等优点， 但线性范围较小 ， 对于测定高浓度

33、的氟样品具有一定的局限性 。 最常用的方法是氟离 子选择 电极方法。 其法以其操作简便、 设备简单、 精密度较高等 优点， 得到广泛应用。 孙卫萍 28 则是用沸水浸 提30 min ， 也是选用柠檬酸三钠- 柠檬酸作为离子强度缓冲剂， 该方法回收率在94% 102% ， 变异系数为0.74% 。 张显晨 35 采用同样 的提取方法， 回 收率93.17% 3.47% ，变 异系数为3.72% 。其回收率可以满足测定需要。 离子色谱自问世以 来， 一直是分析化学领域中发展最快的分析技术之一 36,37 。蔡 荟梅 34 利用氧弹燃烧的 方法，该方法氟离子的线性范围为0.0530 mg/L ，茶

34、叶中氟 的检出 限为5 g /kg ；平 均回收率为90.7% 103.4% ，相对标准偏差为0.93% 2.02% 。 本文采用水浴法提取，氟离子选择电 极法测定茶苗中氟化物含量。 1.5 离子通道 的生理作用 离子通道是 通过化 学或 电学方式激活或抑 制 的 一类 蛋白质大分子 组成 的孔道 ， 在植物体生长发育与抵御外界不良环境时 起重要作用 38 。 离子通道因 对不同阴阳 离 子和不同价态离子具有独特的 选择性、 流 动性、 激活性。 本身受 酶的激活剂和抑制 剂，底 物浓 度， 温度 ，pH 等 一系 列因 素 的调 节 ，研 究相 对缓 慢 。 近 年来， 由于膜 片钳技术 和

35、分离技术 的发展， 人们 对植物体中离子通道的 功能， 结构， 作用机理的 认识逐渐加深。 越来越多的研究结果表明它们在调节植物生长及适应不良环境中起 着重要作用 39-40 。 不同离子通道在植物吸收营养离子中起到不同的作用。 Sarda 41 发现， 水通道 除 了在植物吸收营养方面起调节作用外， 还在 保卫细胞的水转运 中起到重要作用。在 不同水平参与植物的抗逆响应，保卫细胞中水通道蛋白的 RNA 水平 随 外界环境的 胁迫程度的增强和时间的延长而有显著地增加， 证实水通道参与了植物的胁迫响应 中的气孔运动。 阴离子通道可允许 阴离子沿着其电化学 电动势从高浓度向 低浓度扩散 尽管阴离

36、子通道 对多种不同价态的 带负电荷的离子 具有一定的通透性( 如I - ，NO 3- 和Cl - 等) ，但 5 对大分子阴离子物质如葡萄酸盐不具有穿透性 42 。 在功能方面 ， 阴离 子通道能够调节 离子的动态平衡、 通过对细胞膜电位的调控， 对 细胞的兴奋 传导和液体运输起到调控 作用 43 。 目前阴离子通 道主要研究多见于其对保卫细胞气孔开闭和植物细胞阴离子通 道电生理效应方面 44-45 和盐胁迫 46 。 阳离子通道 目前主要研究 K + ，Na + ，NH 4 + 通道 ， 特别是 K 通道。K + 通道的存在 对于营养元素的吸收 与选 择 ，尤其是 与 K + 具有 低 亲和

37、性的离子 吸收具 有 重 要 的 意 义， 为植物体生长发育提供重要基础。 同时有效的控制其它 离子的出入， 维持了一 个较稳定的膜电势 ，为植物体提供一个较稳定的内环境 47 。 茶树是氟超富集植物， 通过植物根系吸收是氟在茶树体内富集的主要途径。 研究 表明，茶树根系吸收氟离子的形态包括：(AlF 2 + ，AlF 2+ ，AlF 4 - ) 26 。但 外部溶液中的 氟离子究竟以何种途径进入根系，目前尚不清楚。 1.6 研究意义 茶是我国各族人民传统的饮料， 在人民生活中扮演着重要角色。 茶叶中含有大量 的酚类， 氨基酸和抗氧化等对人体健康有益的物质。 适量 的饮用有助于提高人体免疫 能

38、力和抗氧化能力。 但茶树与其他植物相比， 是一种特殊的高富集氟植物， 过量饮用， 会使大量氟进入人体。而过量氟的摄入会导致 磷酸酶活性受抑、肾 上腺皮质功能低 下、 染色体畸变率增加 ， 引起甲状腺肿大、 主 动脉硬化等等。 调查中发现， 我国中西 部地区， 有相当比例人口应大量饮用含高氟的砖茶， 而患有氟斑牙和氟骨病， 所以对 茶叶中氟化物的研究具有重要意义。 本文通过对氟化物的测定， 吸收形态和吸收途径的研究， 以期为揭示茶树吸收富 集氟的特性和生理调节机制提供理论基础。 1.7 研究内容 1.7.1 通过水浴法，超声法 ，酸提法三种方法的对比，及美国EPA 的方法确定并优化 了氟离子选择

39、电极对茶叶中氟化物的测定。对茶叶中氟化物的测定提出科学依据。 1.7.2 通过溶液培养条件下 ， 考察不同浓度Al 3+ 及Al/F比例对茶 树 吸收富集F的影 响 ， 氟 化 物 进 入 茶 苗 的 形 态 及 不同浓度Al 3+ 对F在茶苗体内转移能力的影响。 从而 进一步阐述氟在茶树中的吸收富集规律。 1.7.3 研究了不同浓度水通道抑制剂HgCl 2 ，阴离子通道抑制剂NPPB ，DIDS 和阳 离子通道抑制剂TEACl 对 氟进入茶树体内途径的考察。从而对降少茶叶氟化物的 含量提供理论依据。 6 2 材料 与 方法 2.1 材料 国 家 一 级 标 准 物 质 茶 样(GBW 100

40、10 GBW10019) 购 自 中 国 地 球 物 理 地 球 化 学 勘 查研究所， 氟含量为 5772 mg/kg 。 奥立龙台 式氟离子测量仪( 包括 9609BNWP 氟离 子选择电极) 购自美国热电公司、KQ5200 型 超声波清洗器( 昆山市仪器有限公司)、电 热恒温水浴锅( 上海精宏实验设备有限公司) 、 恒温振荡器( 金坛市杰瑞尔电器有限公司) 等。 霍 山 黄 牙 ， 黄 山毛 峰 ，黄 山 云 尖( 春茶) ，黄 山云 尖( 秋茶) 购 自 合肥 茶叶 市 场 。茶 叶样品经 60干燥 2h ，粉碎过 40 目筛，密 封于聚乙烯塑料袋中。福鼎大白茶茶籽 采自安徽农业大学大

41、杨店茶园。 离子通道抑制剂 NPPB （5-nitro-2-(phenylpropylamino)-benzoate） 、DIDS (dihydro-4,4-diisothiocyanostilbene-2,2-disulphonic acid ）和 TEACL （Tetrathylammonium chloride ）均购自 Sigma 公司。所使用的药品试剂：氯化钠、 柠檬酸三钠、冰醋酸、硝酸氨、磷酸二氢钾、氯化钾等均为分析纯。 2.2 方法 2.2.1 茶 叶氟 化物 提取方 法对 比与电 位法 测定条 件 优化 2.2.1.1 氟标液和 TISAB 的配制方法 氟标准液储备液(1000

42、 mg/L) ： 准确称取 2.2100 g 烘干氟化钠， 溶解后 定容至 1 L ， 贮于聚乙烯瓶中备用。 总离子强度缓冲液(TISAB) ： 准确称取二水柠 檬酸钠三钠 68 g ， 58 g 氯化钠，溶解后加 入冰醋酸 57 mL ，溶 于 700 mL 纯水中，用 5 mol/L 氢氧化钠 调节 pH 至 5.00 ，定容至 1000 mL ，贮于聚乙 烯瓶中备用。 2.2.1.2 茶叶氟化物提取与测定方法 分别称取 0.5000 g 标准 茶样置于 50 ml 离心管中， 按照下列方法提取： (1) 水 浴提 取 48 ，加 30 mL 超纯 水于离心管中，在 100沸水浴中静置提取

43、 30 min ；(2) 超声提 取 27 ，加 30 mL 超纯水 于离心管中， 在 25下超声提取 30 min ； (3) 酸振荡提取法 49 ， 加 30 mL0.2 mol/L 的 HCl 溶液于离心管中，在常温下振荡 30 min ，振荡频率为 120 r/min 。提取结束后，冷却至室温，在 4000 r/min 下离心 15 min ，测 定上清液氟化物 含量。 按照郜红建等 50 优化的 方法测定茶汤中氟化物含量：准确 取 15 mL 茶汤提取液 放于 50 ml 聚四氟乙烯烧杯中，加入 15 mLTISAB ，充分搅拌混匀后 ，在氟离子电位 测量仪上测定氟离子浓度。 2.2

44、.1.3 LOD(limit of Detection) 和 LOQ(Limit of quantification) 的确定方 法 7 仪器 LOD 和 LOQ 参照 美国 EPA 51 的方法计算 ： 以浓度 0.5， 1.0， 1.5 和 2.0 mg/L 的 氟 标 准 溶 液 做 标 准 曲 线 ， 计 算 曲 线 斜 率(slope) 和 各 浓 度 回 收 量 的 离 均 差 平 方 和 2 y x ， 获得各浓度回收量的标准差 2 2 n y x SD 仪器 LOQ 和 LOD 分别根 据公式 LOD=3 SD/Slope 和 LOQ=3 LOD 计 算。 其中 x 为设定浓度

45、 测定值， y 为同一 设定浓度的平均测量值，n 为自由度。 测定方法的 LOD 或 LOQ 确定： 按照计算的仪器 LOD 和 LOQ ， 根据 茶样和提取 溶液比例， 在黄山云尖( 春茶) 茶样中加入氟标液， 使氟化物提取液浓度达仪器的 LOQ ， 则茶叶中氟化物的对应浓度分别为 24 mg/kg ， 并用 36，42 和 54 mg/kg 的茶氟含量进 行对比验证。 通过优化方法提取， 电位法测定茶叶中氟化物含量， 计算回收率， 确定 测定方法的 LOD 和 LOQ 。 2.2.1.4 线性范围的确定方法 在黄山云尖( 春茶) 中加 入氟离子标准溶液，使茶叶中氟化物含量分别为 0，30，

46、 60，90，120，150 和 200 mg/kg ， 放在恒温箱 中 50烘干。 按照上述优化的方法测定 茶叶中氟化物含量，以此计算方法的线性范围、回收率，精密度等参数。 2.2.1.5 测定方法适用性的验证 称取粉碎过 40 目筛的 霍山黄牙、黄山毛峰、云间( 春茶) 、黄山云间( 秋茶) 样品 0.5000 g ，按照最佳提 取方法，电位法测定茶样中氟化物含量。 2.2.2 铝 对 氟 在 茶 树 体 内 吸 收 与 分 配 的 影 响 2.2.2.1 茶苗培养方法 福鼎大白茶茶籽取自安徽农业大学农业示范园内。 精选颗粒饱满的茶籽在自 来水中浸泡 2 天 后 ， 选 取 健 康 茶 籽

47、 定 植 于 洗 净 的 石 英 砂 中(直径 0.3cm) ， 待 种 子 发 芽 后 ， 转 移 至 人 工 气 候 室 内 培 养 。 光 照 时 间 12 h/d ， 室 温 22 1 ， 光 照 强 度 约 1500Lux ， 空 气 湿 度 45% 50% 。 选 长 势 一 致(4 5 叶) 的 茶 苗 ， 用 去 离 子 水 冲 净 根 部 ， 转 移 到 盛 有 1/4 浓度营养液的塑料盆(50 30cm) 中 培 养 ， 改 进 的 茶 树 水 培标准营养液配方为： 硝酸铵 0.114 g/L ， 磷 酸 二 氢 钾 0.0136 g/L ， 氯 化 钾 0.03869 g

48、/L ，pH 调节至 5.00 5.50 之间 52 ， 定 时 供 气 。 待 茶 苗 根 部 长 出 大 量 白 色 吸 收 根后，再继续水培 1 周进行试验处理。 2.2.2.2 茶苗吸收富集实验方法 选 取 生 长 势 一 致 的 茶 苗 ， 洗 净 根 表 营 养 液 和 附 着 物 ， 用 滤 纸 沾 干 表 明 水 分 后定植于 250 ml 三 角 烧 瓶 ， 每 瓶 3 株 。 分 别 作 以 下 处 理 ： 每瓶中分别加入 200 ml F 离 子 浓 度 为 500 mg/L 的 1/4 浓度营养液，同时加入一定量的 Al 3+ ，使营养液 中 Al/F 比例分别为 3:1 ，2:1 ，1:1 ，1:2 ，1:3 ，1:5 和 1:10。以不含 Al 3+ 的实 验 处 理 为 对 照 。 瓶 口 用 脱 脂 棉 封 口 ， 瓶 体 用 黑 色 胶 带 裹 住 ， 以 利 于 根 系 生 长 。 8 茶苗在含有不同浓度 Al/F 比例的营养液中培养 2 天，每个处理设置三次重复。 2.2.2.3 茶苗体内 F 的提取和测定方法 培养结束后，用自来水和蒸馏水冲洗干净根部和叶部样品，然后置于 80 烘 箱 中 烘 干 。 茶 苗 根 和