專利名稱：激光拉曼光譜技術(shù)快速檢測茶葉中美術(shù)綠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種激光拉曼光譜技術(shù)快速檢測茶葉中美術(shù)綠的方法。
背景技術(shù)：
美術(shù)綠，又稱鉛鉻綠，是一種工業(yè)顏料，因其外觀色澤鮮艷，主要用于油漆、涂料、油墨及塑料等工業(yè)產(chǎn)品的著色。但由于其顏色鮮艷，著色牢固，無異味，價格低廉，常被不法商販用于茶葉染色，從而改善茶葉的色澤，增加賣相，以次充好，坑害消費者。美術(shù)綠因其含有大量的鉛和鉻，大量攝人會對人體造成嚴重的危害。2008年12月衛(wèi)生部印發(fā)《食品中可能違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)》(食品整治辦 [2008]3號)的通知中，“美術(shù)綠”被列入茶葉中可能違法添加的非食用物質(zhì)名單。但目前還沒有行之有效的檢測鑒定標準方法。從物質(zhì)組成來看美術(shù)綠是一種混合物，是由鉛鉻黃和鐵藍或酞菁藍拼混而成。鉛鉻黃分5類產(chǎn)品，檸檬鉻黃、淺鉻黃、中鉻黃、深鉻黃和橘鉻黃。鐵藍有2種產(chǎn)品，AlOl鐵藍、A102鐵藍。酞菁藍又有一系列的產(chǎn)品，酞菁藍B、酞菁藍BS、酞菁藍BGS、酞菁藍BGNCF、酞菁藍 BRX。因為美術(shù)綠不是單一化合物，而是由多種顏料拼混成的混合物，而且是組成不固定的多組分混合物，從分析檢測的技術(shù)上來說難度很大，給分析工作者出了一個難題。多年來已有很多分析工作者在研究這項檢測難題，從文獻報道看，目前對茶葉中添加美術(shù)綠的鑒別方法主要為感官和物理檢查，從茶葉的外觀，和沖泡茶湯的色澤等方面來鑒別，這種方式主要依靠鑒別人員的經(jīng)驗來進行判斷，具有一定的不確定性。而所開展的分析檢測方法研究，大都是通過測定茶葉中的鉛和鉻含量來間接推斷美術(shù)綠的存在。所使用的檢測手段主要是利用原子吸收光譜儀、等離子體發(fā)射光譜儀等儀器手段和比色法等常規(guī)檢測手段測定茶葉中的鉛和鉻，并沒有建立有效的測定茶葉中美術(shù)綠的定性定量手段。這樣的檢測結(jié)果最多只能表明茶葉中的鉛、鉻含量是否超標，但不能區(qū)分茶葉中鉛和鉻的存在形態(tài)，也無法斷言其來源于環(huán)境污染還是源自人為添加，沒能解決根本問題。目前還沒有研究出一種能直接鑒定檢測美術(shù)綠的方法。從自2008年12月衛(wèi)生部把“美術(shù)綠”列入茶葉中可能違法添加的非食用物質(zhì)名單以來，分析工作者一直在研究茶葉中美術(shù)綠的鑒定檢測方法，因為美術(shù)綠為一種組成不固定的混合物，是由鉛鉻黃和鐵藍或酞菁藍拼混而成，定性定量工作難度較大，到目前為止，我國尚無專門檢測茶葉中美術(shù)綠的標準方法。現(xiàn)在存在的鑒別方法，一般用經(jīng)驗的感官檢測，比如色澤、茶水顏色、沖泡后顏色是否分層等；檢測方法，一般通過檢測重金屬鉛、鉻含量來間接判斷是否屬于“染色茶葉”。陳利燕等在2008年的《熱帶農(nóng)業(yè)工程》第32卷第I期發(fā)表了“茶葉中鉛鉻綠的檢測方法研究”，研究了添加美術(shù)綠對茶葉中鉛和鉻含量、茶葉感官的影響，以及添加鉛鉻綠與否，茶葉的冷水洗脫情況，借此綜合探討茶葉中鉛鉻綠的檢測方法。
王慶堂等在《中國衛(wèi)生檢驗雜志》2009年第8期發(fā)表了 “微波消解火焰原子吸收法測定茶葉中的鉛鉻綠”，研究了用微波消解儀對茶葉樣品前處理，火焰原子吸收法對茶葉中的鉛和鉻2種元素含量進行測試，并對陽性樣品的異常結(jié)果進行詳細研究。食品與飲水安全快速檢測網(wǎng)報道了茶葉中美術(shù)綠的檢測，主要采用鉛速測盒法和水溶性色素速測盒法檢測，鉛速測盒法主要檢測食品中重金屬鉛，水溶性非食用色素(含孔雀石綠)的快速檢測，是利用非食用色素被試棉吸附后，不容易去除的原理，快速篩查是食用色素還是非食用色素。河南省達蘭科技有限公司生產(chǎn)的“24通道智能茶葉安全檢測儀”，可快速檢測各類茶葉中的有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥、聚酯類農(nóng)藥、重金屬等項目。廈門斯坦道生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的“茶葉安全快速檢測儀”，能對茶葉中農(nóng)藥殘留、重金屬鉛和氟離子含量進行快速定量測定。中國專利200810117755. 4公開了一種“茶葉質(zhì)量安全快速檢測儀”，可用于現(xiàn)場 快速定量檢測茶葉中重金屬及農(nóng)藥殘留含量，是基于樣品中被測物質(zhì)經(jīng)提取凈化后與顯色劑反應(yīng)生成有色化合物，建立的一種比色分析儀器。中國專利200710164548. X公開了一種檢測茶葉中重金屬鉛含量的方法，應(yīng)用電化學(xué)分析方法檢測鉛含量。中國專利200820102861. O公開了一種“茶葉安全快速檢測儀”，用于快速檢測茶
葉等農(nóng)產(chǎn)品的重金屬、農(nóng)藥殘留、二氧化硫、甲醛、硝酸鹽等指標含量，是基于比色原理的檢測儀。從文獻和專利上查到的茶葉中美術(shù)綠的檢測方法主要有兩類，感官檢查法和檢測茶葉中的重金屬鉛和鉻，這些方法都無法對美術(shù)綠是否存在給出準確的結(jié)果，不能解決茶葉中美術(shù)綠的定性和定量問題。而且現(xiàn)有技術(shù)的分析方法步驟復(fù)雜，都需要較復(fù)雜的樣品前處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種激光拉曼光譜技術(shù)快速檢測茶葉中美術(shù)綠的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下I.激光拉曼光譜技術(shù)快速檢測茶葉中美術(shù)綠的方法，其中，茶葉中美術(shù)綠的定性鑒定方法為對待檢茶葉進行激光拉曼光譜圖掃描，如果出現(xiàn)以下三組吸收峰中的其中任何一組①2150 (±3) cm 丨、842 (±3) cm 1 ;②1524 (±3) cm \ 1339 (±3) cm \842 (±3) cm 1 ；(③ 2150 (±3) cm 工、1524 (±3) cm \ 1339 (±3) cm \842 (±3) cm \可得出茶葉中存在美術(shù)綠的定性結(jié)果；且出現(xiàn)第①組特征峰說明美術(shù)綠是由鐵藍和鉛鉻黃拼混而成；出現(xiàn)第②組特征峰說明美術(shù)綠是由酞青藍和鉛鉻黃拼混而成；出現(xiàn)第③組特征峰說明美術(shù)綠是由鐵藍、酞青藍、鉛鉻黃拼混而成(此種情況比較少見)。2.茶葉中美術(shù)綠的定量測定方法
根據(jù)拉曼光譜定量分析原理，通過特征峰的相對強度對美術(shù)綠進行定量分析。其定量檢測具體步驟如下2. I標準曲線的繪制2. I. I分別稱取適量的鐵藍、酞青藍、中鉻黃和制成粉末(過100目篩)的干凈茶葉混合，配置成濃度介于lmg/kg 1000mg/kg之間的標準系列。2. I. 2用拉曼光譜儀對步驟2. I. I中配制的不同濃度的各標準系列進行分析，分別以2150 (iScnT1) cnT1、1524 (±3) cm_1>842 (±3cm_1) cnT1為特征波數(shù)的拉曼強度對濃度作圖，得到標準曲線。2. 2樣品測定將待檢茶葉粉碎并全部過100目篩，對制備好的樣品分別在2150(^^3(^1)、 lSZknTHiShSAZcnTYiScnT1)處特征峰信號強度進行測定，根據(jù)標準曲線定量。2. 3結(jié)果計算C — C2150+C842+C1524其中C——茶葉中美術(shù)綠的含量,mg/kg。C2150-------茶葉中鐵藍的含量，mg/kg。C842--------茶葉中鉛鉻黃的含量(以中鉻黃計)，mg/kg。C1524-------茶葉中酞青藍的含量，mg/kg。本發(fā)明所采用的拉曼光譜檢測技術(shù)，能提供快速、簡單、可重復(fù)、且更重要的是無損傷的定性定量分析，它無需樣品準備，樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英進行測量。因為美術(shù)綠有很靈敏尖銳的拉曼特征吸收，而茶葉的拉曼光譜峰則少而不靈敏、峰型低矮，與美術(shù)綠的特征峰基本不產(chǎn)生干擾，故能準確定性茶葉中美術(shù)綠的存在，因為美術(shù)綠的拉曼光譜譜峰清晰尖銳，更適合定量研究，根據(jù)特征峰的強度大小能定量測定其含量，克服了茶葉中美術(shù)綠檢測的現(xiàn)有技術(shù)的不足，既解決了茶葉中美術(shù)綠的定性問題也解決了茶葉中美術(shù)綠的定量問題。


圖I為中鉻黃的拉曼譜圖。圖2為淺鉻黃的拉曼譜圖。圖3為檸檬鉻黃的拉曼譜圖。圖4為橘鉻黃的拉曼光譜圖。圖5為深鉻黃的拉曼光譜圖。圖6為酞青藍的拉曼光譜圖。圖7為鐵藍的拉曼光譜圖。圖8中沿縱坐標軸自下而上依次為為未染色茶葉、市售美術(shù)綠染料、美術(shù)綠染色茶的拉曼光譜圖。圖9是實例2中美術(shù)綠的定量測定標準曲線。圖10是實例3中美術(shù)綠的定量測定標準曲線。圖11是實例4中美術(shù)綠的定量測定標準曲線。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。實例I :a)、采用ThermoFisher DXR激光顯微拉曼光譜儀,780nm激發(fā)波長。b)、對美術(shù)綠各組成成分制作拉曼光譜圖。因為美術(shù)綠是由鉛鉻黃和鐵藍或酞青藍拼混而成，分別對組成美術(shù)綠的各種單體(鉛鉻黃、鐵藍、酞菁藍)制作拉曼光譜圖，找出他們的特征吸收。參考圖I 圖5，是幾種鉛鉻黃的拉曼圖譜，其中都存在842 (iScnT1) cnT1處特征峰；圖6是酞青藍的拉曼圖譜，其特征吸收是1524 (±3) cnT1、1339 (±3) cnT1 ;圖7是鐵藍的拉曼圖譜，它的強特征峰是2150^3(^)011'從組成美術(shù)綠的各單體(鉛鉻黃、鐵藍、酞菁 藍)的拉曼光譜圖可以看出，它們的特征峰互不干擾。由此可見，如果美術(shù)綠是由鉛鉻黃和鐵藍拼混而成，則出現(xiàn)2150^3)(3!^1和842 (±3) cnT1處的特征吸收峰；如果美術(shù)綠是由鉛鉻黃和酞青藍拼混而成，則出現(xiàn)1524 (±3) cnT1、1339 (±3) cnT1、842 (±3) cnT1處的特征吸收峰；如果美術(shù)綠是由鉛鉻黃、鐵藍、酞青藍拼混而成(這種情況不常見)，則出現(xiàn)2150 (±3)cnT1、1524 (± 3) cnT1,1339( + 3) cnT1,842( + 3) cnT1 處都有特征吸收峰。C)、制作茶葉的拉曼光譜圖如圖8中茶葉的拉曼圖譜，可以看出茶葉的拉曼圖譜中沒有尖銳吸收峰。圖譜中700CHT1左右的峰比較弱且不是尖銳吸收峰，小于500CHT1處有強吸收，可以看出茶葉的拉曼吸收對美術(shù)綠各成分的特征吸收峰都不產(chǎn)生干擾。d)、對待檢茶葉進行拉曼光譜圖掃描，與未污染茶葉、美術(shù)綠染色茶葉的拉曼光譜圖進行對照比較，觀察 2150^3)01^1524^3)01^1339^3)01^842^3)011-1 處是否有定性方法中所列的三組吸收峰中的一種，從圖8中能容易的看出染色茶的拉曼吸收有1524 (±3) cnT1、1339 (±3) cm'842 (iScnT1) cnT1的特征吸收峰，可以很肯定的判斷出美術(shù)綠的存在，而且可以推斷這款美術(shù)綠主要由鉛鉻黃和酞青藍混合而成的?？梢娂す饫庾V法對美術(shù)綠染色茶的定性具有快速準確的特點，不需要進行樣品前處理。其定性檢測低限為 O. 5mg/kg。實例2 :鉛鉻黃標準曲線的繪制a)空白茶葉的制備將干凈且干燥的綠茶粉碎并過100目篩。b)稱取中鉻黃O. 100g(精確度O.OOOlg)，a)中制備的綠茶粉99. 90g(精確度O. OOOlg)，充分混勻，此標準品濃度為1000mg/kg。c)稱取 b)中的標準品 O. 01g、0. 05g、0. 10g、0. 15g、0. 20g、0. 25g、0. 3g，分別加 a)中的空白茶粉至10g，充分混勻，得到濃度為l、5、10、15、20、25、30mg/kg的標準系列。d)把a)中空白茶粉做空白，和c)中的標準系列進行拉曼強度測定，采取ThermoFisher DXR激光顯微拉曼光譜儀，780nm激發(fā)波長，使用儀器定量分析軟件對濃度制作標準曲線。如圖9,可以看出在lmg/kg 30mg/kg濃度范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，回歸方程為=Y842 == 2. 5562x+4. 4344 ;相關(guān)系數(shù) r = O. 99878，檢出限為 O. 05mg/kg ；實例3 :鐵藍標準曲線的繪制a)空白茶葉的制備將干凈且干燥的綠茶粉碎并過100目篩。b)稱取鐵藍O. 100g(精確度O.OOOlg)，a)中制備的綠茶粉99. 90g(精確度
O.OOOlg)，充分混勻，此標準品濃度為1000mg/kg。
c)稱取 b)中的標準品 O. 05g、0. 10g、0. 15g、0. 20g、0. 25g、0. 30,0. 35g，分別加 a)中的空白茶粉至10g，充分混勻，得到濃度為5mg/kg的標準系列。d)把a)中空白茶粉做空白，和c)中的標準系列進行拉曼強度測定，采取ThermoFisher DXR激光顯微拉曼光譜儀，780nm激發(fā)波長，使用儀器定量分析軟件對濃度制作標準曲線。如圖10,可以看出在5mg/kg 35mg/kg濃度范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，回歸方程為=Y2150 = O. 6214x-0. 2857 相關(guān)系數(shù) r = O. 9980 ;檢出限為 O. 2mg/kg。實例4 :酞青藍標準曲線的繪制a)空白茶葉的制備將干凈且干燥的綠茶粉碎并過100目篩。b)稱取酞青藍O. 100g(精確度O.OOOlg)，a)中制備的綠茶粉99. 90g(精確度
0.OOOlg)，充分混勻，此標準品濃度為1000mg/kg?！?br> c)稱取 b)中的標準品 0. 01g、0. 05g、0. 10g、0. 15g、0. 20g、0. 25g、0. 5g，分別加 a)中的空白茶粉至10g，充分混勻，得到濃度為l、5、10、15、20、25、30mg/kg的標準系列。d)把a)中空白茶粉做空白，和c)中的標準系列進行拉曼強度測定，采取ThermoFisher DXR激光顯微拉曼光譜儀，780nm激發(fā)波長，使用儀器定量分析軟件對濃度制作標準曲線。如圖11，可以看出在lmg/kg 30mg/kg濃度范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，回歸方程為=Y1524 = 5. 1763x+12. 044 相關(guān)系數(shù) r = 0.99852。檢出限為 0. 08mg/kg。實例5 :用空白茶粉和適量中鉻黃、鐵藍、酞青藍一起混合配置濃度分別為20mg/kg的樣品，對此樣品按照制作標準曲線相同的儀器條件測定拉曼強度，在相應(yīng)的標準曲線上查得中鉻黃含量為20. 33mg/kg，鐵藍含量為19. 67mg/kg，酞青藍含量為21. 22mg/kg。檢測結(jié)果與配置濃度一致。此樣品中美術(shù)綠的含量為C = 20. 33+19. 67g+21. 22 = 61. 22mg/
kg ο應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種激光拉曼光譜技術(shù)快速檢測茶葉中美術(shù)綠的方法，其特征在于，茶葉中美術(shù)綠的定性鑒定方法為 對待檢茶葉進行激光拉曼光譜圖掃描，如果出現(xiàn)以下三組吸收峰中的其中任何一組②1524 (±3)011'1339 (±3)011'842 (±3) CnT1 ③2150 (± 3) CnT1、1524 (± 3) cnT1、1339 (± 3) cnT1,842( + 3) cnT1， 可得出茶葉中存在美術(shù)綠的定性結(jié)果；且出現(xiàn)第①組特征峰說明美術(shù)綠是由鐵藍和鉛鉻黃拼混而成；出現(xiàn)第②組特征峰說明美術(shù)綠是由酞青藍和鉛鉻黃拼混而成；出現(xiàn)第③組特征峰說明美術(shù)綠是由鐵藍、酞青藍、鉛鉻黃拼混而成。
2.權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，茶葉中美術(shù)綠的定量測定的方法步驟如下 2.I標準曲線的繪制 2.I. I分別稱取適量的鐵藍、酞青藍、中鉻黃和制成粉末的干凈茶葉混合，配置成濃度介于lmg/kg 1000mg/kg之間的標準系列； 2.I. 2用拉曼光譜儀對步驟2. I. I中配制的不同濃度的各標準系列進行分析，分別以2150 (iScnT1) cnT1、1524 (±3) cm_1>842 (±3cm_1) cnT1為特征波數(shù)的拉曼強度對濃度作圖，得到標準曲線； 2.2樣品測定 將待檢茶葉粉碎并全部過100目篩，對制備好的樣品分別在2150cm-1 (土 3CHT1)、lSZknTHiShSAZcnTYiScnT1)處特征峰信號強度進行測定，根據(jù)標準曲線定量； 2.3結(jié)果計算 C 一 C215o+C842+Cl524 其中C——茶葉中美術(shù)綠的含量，mg/kg ； C2150-------茶葉中鐵藍的含量，mg/kg ； C842--------茶葉中鉛鉻黃的含量(以中鉻黃計)，mg/kg ； C1524-------茶葉中酞青藍的含量，mg/kg ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光拉曼光譜技術(shù)快速檢測茶葉中美術(shù)綠的方法，對待檢茶葉進行激光拉曼光譜圖掃描，出現(xiàn)以下三組吸收峰中的其中任何一組①2150(±3)cm-1、842(±3)cm-1；(②1524(±3)cm-1、1339(±3)cm-1、842(±3)cm-1；(③2150(±3)cm-1、1524(±3)cm-1、1339(±3)cm-1、842(±3)cm-1，可得出茶葉中存在美術(shù)綠的定性結(jié)果；出現(xiàn)第①組特征峰說明美術(shù)綠是由鐵藍和鉛鉻黃拼混而成；出現(xiàn)第②組特征峰說明美術(shù)綠是由酞青藍和鉛鉻黃拼混而成；出現(xiàn)第③組特征峰說明美術(shù)綠是由鐵藍、酞青藍、鉛鉻黃拼混而成。能準確定性、定量茶葉中美術(shù)綠的存在。
文檔編號G01N21/65GK102890079SQ20121040835
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月14日
發(fā)明者李新麗, 賈濤, 趙厚民 申請人:江蘇省理化測試中心