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CTC红碎茶加工过程中5种金属元素沾染规律及铬元素可视化快速检测方法研究

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摘要

第一章 引言

1.1 研究背景

1.2 茶叶加工过程中金属元素的沾染规律

1.3 茶叶元素的风险评估

1.4 农产品中金属元素检测研究进展

1.4.1 传统检测技术

1.4.2 快速检测技术

1.5 纳米金可视化检测金属元素的研究进展

1.5.1 纳米金颗粒的制备

1.5.2 纳米金的功能化修饰及其应用于金属元素可视化检测的研究进展

1.6 研究内容和意义

1.7 技术路线

第二章 铁、铜、铬、镍和锰在CTC红碎茶加工过程中的沾染规律

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 样品采集

2.2.2 主要试剂和仪器设备

2.2.3 实验方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 Fe在加工过程中的沾染规律

2.3.2 Cu在加工过程中的沾染规律

2.3.3 Cr在加工过程中的沾染规律

2.3.4 Ni在加工过程中的沾染规律

2.3.5 Mn在加工过程中的沾染规律

2.4 本章小结

第三章 CTC红碎茶中元素的浸出规律及其风险评估

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 样品采集

3.2.2 试剂与仪器

3.2.3 实验方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 浸出率规律

3.3.2 风险评估

3.4 本章小结

第四章 功能化纳米金可视化快速检测铬的价态和总量

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 材料与试剂

4.2.2 仪器与设备

4.2.3 实验方法

4.3 结果和讨论

4.3.1 纳米金可视化检测Cr的原理

4.3.2 还原剂与功能基团的筛选

4.3.3 检测条件优化

4.3.4 检测性能研究

4.3.5 实际样品检测

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

作者简历

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摘要

茶叶是最受欢迎的非酒精性饮料之一,具有抗癌和降低胆固醇等功效。日常饮茶不仅可以摄入茶多酚、茶氨酸等功能性化合物,还可以补充人体所需的金属元素。但是,部分金属元素的过量摄入也会危害人体健康。茶叶中的金属元素不仅来源于种植环节,也受加工环节的影响。在加工环节中,影响茶叶金属元素含量的主要因素之一是加工机械。占全球红茶产量65%的CTC红碎茶(Crush,Tear and Curl)的机械化程度较高,而且,其铬(Cr)含量显著高于传统红茶。因此,开展CTC红碎茶加工过程中多种金属元素沾染规律的研究和开发基于纳米金可视化检测不同价态Cr离子方法是十分必要的。鉴于此,本文探明了加工过程金属元素的沾染来源,并根据摄入量进行风险评估,同时建立了功能化纳米金可视化检测Cr的价态及铬总量的方法,主要结论如下:
  (1)探明了CTC红碎茶加工过程中铁(Fe)、铜(Cu)、Cr、镍(Ni)和锰(Mn)5种元素的沾染规律。洛托凡揉切是CTC红碎茶中Fe和Cu含量增加的主要因素。CTC滚切是加工过程中茶叶沾染Cr和Ni的主要来源。加工过程中Mn含量的变化不显著。
  (2)探究了冲泡时间和冲泡次数对Fe、Cu、Cr、Ni和Mn浸出率的影响,并进行了风险评估。茶汤中Fe含量低于检出限,其余4种金属元素的浸出率在26.62%~75.74%范围内(Cu、Cr、Ni和Mn的浸出率分别为30.08%、26.62%、75.74%和34.98%)。泡茶时间对Cu和Mn浸出率的影响不显著。Ni的浸出率会在5~10min内显著增加。Cr的浸出率在3~10m in内随着冲泡时间的延长而增加,在15min时,浸出率不再增加。Cu、Cr、Ni和Mn的浸出率均会随着冲泡次数的增加而显著降低。风险评估表明,通过饮用CTC红碎茶摄入的Fe、Cu、Cr、Ni和Mn对人体均未造成健康风险。
  (3)建立了一种功能化纳米金可视化快速检测不同价态Cr的方法。基于功能化修饰的纳米金颗粒表面的羧基与Cr形成共价键,诱导纳米金颗粒团聚,使得溶液颜色由红变蓝,建立了快速、可视化检测不同价态Cr的方法。该方法具有较高的选择性和灵敏度。对Cr3+、Cr6+和总Cr的裸眼检出限分别为2μmol/L、3μmol/L和3μmol/L。该检测方法应用于溪水,矿泉水,CTC红碎茶茶汤以及土壤实际样品中铬离子的检测。

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