手持式LIBS |測試 茶葉 中有益及有害元素

於全球新冠肺炎(Covid-19)爆發前,美國喬治亞格尼特大學(Georgia Gwinnett College, 簡稱GGC)針對目前超市常見五大茶包品牌,透過手持式雷射導引光譜儀(LIBS)Sciaps Z-300進行 茶葉 當中有害及有益元素分析,由於茶是世界上最受歡迎飲料之一,GGC團隊希望透過研究結果比對消費者每日元素攝取含量規範,提供更完整單日茶類攝取量,避免過多有害元素傷害健康。

此次 茶葉 研究主要針對鈣(Ca),碳(C),鎂(Mg),鋁(Al),鉀(K),鍶(Sr),鈉(Na),鋰(Li),磷(P),矽(Si),鎘(Cd)和鉻(Cr)等元素進行分析,即便因新冠肺炎而研究暫停,不過初步結果可以顯示目前市售標榜天然或健康茶飲,實際上也含有對人體有害元素。

礦物質在維護人體方面起著重要作用。例如,鈣有助於肌肉收縮,骨骼和牙齒的健康,血液凝結,神經衝動傳遞及調節心跳的功能;鉀可以幫助降低某些疾病的風險,例如中風,腎結石和高血壓,但若攝取超量仍舊對人身體有所危害;除此之外, 茶葉 可能原產地因為外在環境或土壤汙染而有重金屬殘留.例如鎘(Cd)和鉻(Cr),所以此次研究會根據上述有益及有害元素進行分析。

元素 建議攝取量
鈣(Ca) 1300 mg/day
鎂(Mg) 320 – 420 mg (此為成人劑量,根據年紀有所調整)
鉀(K) 4700 mg/day
鈉(Na) 低於2300 mg/day
每日攝取元素劑量表

元素 參考劑量(RfD)或次要最大汙染容許濃度
鋁(Al) The EPA has recommended a Secondary Maximum Contaminant Level (SMCL) of 0.05–0.2 mg/L for aluminum in drinking water. The SMCL is not based on levels that will affect humans or animals. It is based on taste, smell, or color.
鎘(Cd) Oral “water” RfD for cadmium for use in assessment of risks to water of 0.0005 mg/kg-day. Oral “food” RfD for cadmium for use in assessment of risks to soil and biota of 0.001 mg/kg-day.
鉻(Cr) The Maximum Contaminant Level (MCL) of 0.1 mg/L including both Cr(VI) and Cr(III).

GCC團隊將各品牌茶葉前處理成顆粒狀,使用手持式雷射導引光譜儀(LIBS) Sciaps Z-300,透過電感耦合電漿體質譜法原理激發樣品得到不同波長以及強度,進而確認樣品中所存在元素;透過結果可以發現,五種品牌相對強度較高元素為鈣(Ca)、碳(C)、鎂(Mg);另外根據不同品牌也可發現其他不同強度元素波長鋁(Al)、鉀(K)、鍶(Sr)、鈉(Na)、鋰(Li)、磷(P)、矽(Si);在所有品牌當中也都清楚看到有害元素鎘(Cd)和鉻(Cr)波長,雖然強度相對較弱。

如開頭所提,因疫情影響目前研究暫停,透過手持式雷射導引光譜儀(LIBS) Sciaps Z-300目前確實完成定性分析,後續將檢量線校準建立後,即可針對各元素進行定量分析。  

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