خلاصة
9،10-أنثراكينون (AQ) هو مادة ملوثة ذات خطر محتمل للسرطان وتوجد في الشاي في جميع أنحاء العالم. الحد الأقصى لبقايا (MRL) من AQ في الشاي الذي حدده الاتحاد الأوروبي (EU) هو 0.02 ملغم / كغم. تمت دراسة المصادر المحتملة لـ AQ في معالجة الشاي والمراحل الرئيسية لحدوثه استنادًا إلى طريقة تحليل AQ المعدلة وتحليل قياس الطيف الكتلي الترادفي للغاز (GC-MS/MS). وبالمقارنة بالكهرباء كمصدر للحرارة في معالجة الشاي الأخضر، زاد معدل AQ بمقدار 4.3 إلى 23.9 مرة في معالجة الشاي بالفحم كمصدر للحرارة، وهو ما يتجاوز بكثير 0.02 ملجم/كجم، في حين تضاعف مستوى AQ في البيئة ثلاث مرات. ولوحظ نفس الاتجاه في معالجة الشاي الصيني الاسود تحت حرارة الفحم. تعتبر خطوات الاتصال المباشر بين أوراق الشاي والأبخرة، مثل التثبيت والتجفيف، بمثابة الخطوات الرئيسية لإنتاج AQ في معالجة الشاي. زادت مستويات AQ مع ارتفاع وقت التلامس، مما يشير إلى أن المستويات العالية من ملوثات AQ في الشاي قد تكون مستمدة من الأبخرة الناتجة عن الفحم والاحتراق. تم تحليل أربعين عينة من ورش عمل مختلفة تستخدم الكهرباء أو الفحم كمصادر للحرارة، وتراوحت بين 50.0%-85.0% و5.0%-35.0% للكشف عن معدلات AQ وتجاوزها. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ أن الحد الأقصى لمحتوى AQ يبلغ 0.064 ملغم/كغم في منتج الشاي الذي يستخدم الفحم كمصدر للحرارة، مما يشير إلى أن المستويات العالية من تلوث AQ في منتجات الشاي من المحتمل أن يساهم بها الفحم.
الكلمات المفتاحية: 9،10- أنثراكينون، معالجة الشاي، الفحم، مصدر التلوث
مقدمة
يعتبر الشاي المصنوع من أوراق شجيرة كاميليا سينينسيس (L.) O. Kuntze، دائمة الخضرة، أحد أكثر المشروبات شعبية على مستوى العالم بسبب مذاقه المنعش وفوائده الصحية. وفي عام 2020 على مستوى العالم، ارتفع إنتاج الشاي إلى 5,972 مليون طن متري، وهو ما يمثل الضعف خلال العشرين عامًا الماضية[1]. بناءً على طرق المعالجة المختلفة، هناك ستة أنواع رئيسية من الشاي، بما في ذلك الشاي الأخضر، والشاي الأسود، والشاي الداكن، والشاي الصيني الاسود، والشاي الأبيض، والشاي الأصفر[2،3]. لضمان جودة وسلامة المنتجات، من المهم جدًا مراقبة مستويات الملوثات وتحديد مصدرها.

إن تحديد مصادر الملوثات، مثل بقايا المبيدات الحشرية والمعادن الثقيلة والملوثات الأخرى مثل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs)، هو الخطوة الأساسية للسيطرة على التلوث. يعد الرش المباشر للمواد الكيميائية الاصطناعية في مزارع الشاي، وكذلك انجراف الهواء الناتج عن العمليات بالقرب من حدائق الشاي، المصدر الرئيسي لبقايا المبيدات الحشرية في الشاي[4]. يمكن أن تتراكم المعادن الثقيلة في الشاي وتؤدي إلى التسمم، والتي تشتق بشكل رئيسي من التربة والأسمدة والجو[5−7]. أما بالنسبة للتلوثات الأخرى التي تظهر بشكل غير متوقع في الشاي، فقد كان من الصعب للغاية تحديدها بسبب الإجراءات المعقدة لسلسلة إنتاج الشاي بما في ذلك المزارع والمعالجة والتعبئة والتخزين والنقل. جاءت الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الموجودة في الشاي من ترسب عوادم المركبات واحتراق الوقود المستخدم أثناء معالجة أوراق الشاي، مثل الحطب والفحم [8-10].

أثناء احتراق الفحم والحطب، تتشكل الملوثات مثل أكاسيد الكربون[11]. ونتيجة لذلك، فمن الممكن أن تتواجد بقايا هذه الملوثات المذكورة أعلاه في المنتجات المصنعة، مثل الحبوب والمرق المدخن وأسماك القطط، عند درجة حرارة عالية، مما يشكل خطراً على صحة الإنسان[12،13]. يتم اشتقاق الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الناتجة عن الاحتراق من تطاير الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الموجودة في الوقود نفسه، والتحلل عالي الحرارة للمركبات العطرية والتفاعل المركب بين الجذور الحرة [14]. تعد درجة حرارة الاحتراق والوقت ومحتوى الأكسجين من العوامل المهمة التي تؤثر على تحويل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات. مع زيادة درجة الحرارة، زاد محتوى PAHs أولاً ثم انخفض، وحدثت قيمة الذروة عند 800 درجة مئوية؛ انخفض محتوى الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بشكل حاد مع زيادة وقت الاحتراق عندما كان أقل من الحد الذي يسمى "الوقت الحدي"، ومع زيادة محتوى الأكسجين في هواء الاحتراق، انخفضت انبعاثات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بشكل كبير، ولكن الأكسدة غير الكاملة ستنتج OPAHs ومشتقات أخرى. -17].

9,10-أنثراكينون (AQ, CAS: 84-65-1، الشكل 1)، وهو مشتق يحتوي على الأكسجين من PAHs[18]، ويتكون من ثلاث دورات مكثفة. تم إدراجه على أنه مادة مسرطنة محتملة (المجموعة 2ب) من قبل الوكالة الدولية لأبحاث السرطان في عام 2014[19]. يمكن أن يسمم AQ مركب انقسام التوبويزوميراز II ويمنع التحلل المائي لثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP) بواسطة الحمض النووي توبويسوميراز II، مما يتسبب في حدوث تكسر مزدوج في الحمض النووي، مما يعني التعرض طويل الأمد تحت بيئة تحتوي على AQ والاتصال المباشر بمستوى عالٍ من AQ يمكن أن يؤدي إلى تلف الحمض النووي وحدوث طفرة وزيادة خطر الإصابة بالسرطان [20]. كآثار سلبية على صحة الإنسان، تم تحديد الحد الأقصى لبقايا AQ (MRL) بمقدار 0.02 ملغم / كغم في الشاي من قبل الاتحاد الأوروبي. وفقا لدراساتنا السابقة، تم اقتراح رواسب AQ كمصدر رئيسي خلال مزارع الشاي [21]. أيضًا، استنادًا إلى النتائج التجريبية في معالجة الشاي الأخضر والأسود الإندونيسي، فمن الواضح أن مستوى AQ تغير بشكل ملحوظ وتم اقتراح الدخان المنبعث من معدات المعالجة كأحد الأسباب الرئيسية [22]. ومع ذلك، ظل الأصل الدقيق لـ AQ في معالجة الشاي بعيد المنال، على الرغم من اقتراح بعض فرضيات المسار الكيميائي لـ AQ [23،24]، مما يشير إلى أنه من المهم للغاية تحديد العوامل الحاسمة التي تؤثر على مستوى AQ في معالجة الشاي.

الشكل 1. الصيغة الكيميائية للAQ.

بالنظر إلى الأبحاث التي أجريت حول تكوين AQ أثناء احتراق الفحم والتهديد المحتمل للوقود في معالجة الشاي، تم إجراء تجربة مقارنة لشرح تأثير معالجة مصادر الحرارة على AQ في الشاي والهواء، وتحليل كمي للتغيرات في محتوى AQ في خطوات معالجة مختلفة، وهو أمر مفيد لتأكيد الأصل الدقيق ونمط حدوث ودرجة تلوث AQ في معالجة الشاي.

نتائج
التحقق من صحة الطريقة
بالمقارنة مع دراستنا السابقة [21]، تم الجمع بين إجراء استخراج السائل السائل قبل الحقن في GC-MS/MS من أجل تحسين الحساسية والحفاظ على البيانات المفيدة. في الشكل 2 ب، أظهرت الطريقة المحسنة تحسنًا كبيرًا في تنقية العينة، وأصبح المذيب أفتح في اللون. في الشكل 2 أ، أوضح طيف المسح الكامل (50−350 م/ض) أنه بعد التنقية، انخفض الخط الأساسي لطيف MS بشكل واضح وكانت القمم الكروماتوغرافية الأقل متاحة، مما يشير إلى أنه تمت إزالة عدد كبير من المركبات المسببة للتداخل بعد استخراج السائل السائل.

الشكل 2. (أ) طيف المسح الكامل للعينة قبل وبعد التنقية. ( ب ) تأثير تنقية الطريقة المحسنة.
يظهر في الجدول 1. التحقق من صحة الطريقة، بما في ذلك الخطية والاسترداد والحد الكمي (LOQ) وتأثير المصفوفة (ME). ومن المرضي الحصول على الخطية مع معامل التحديد (r2) أعلى من 0.998، والذي تراوح من 0.005 إلى 0.2 ملغم/كغم في مصفوفة الشاي ومذيب الأسيتونيتريل، وفي عينة الهواء بمدى يتراوح من 0.5 إلى 8 ميكروغرام/م3.

تم تقييم استرداد AQ بثلاثة تركيزات متصاعدة بين التركيزات المقاسة والفعلية في الشاي الجاف (0.005، 0.02، 0.05 ملغم / كغم)، براعم الشاي الطازج (0.005، 0.01، 0.02 ملغم / كغم) وعينة الهواء (0.5، 1.5، 3). ميكروجرام/م3). تراوحت نسبة استرداد AQ في الشاي من 77.78% إلى 113.02% في الشاي الجاف ومن 96.52% إلى 125.69% في براعم الشاي، مع نسبة RSD% أقل من 15%. تراوحت نسبة استرداد AQ في عينات الهواء من 78.47% إلى 117.06% مع نسبة RSD% أقل من 20%. تم تحديد أقل تركيز مرتفع على أنه LOQ، والذي كان 0.005 مجم/كجم، 0.005 مجم/كجم و0.5 ميكروجرام/م3 في براعم الشاي، والشاي الجاف وعينات الهواء، على التوالي. كما هو موضح في الجدول 1، زادت مصفوفة الشاي الجاف وبراعم الشاي بشكل طفيف من استجابة AQ، مما أدى إلى ME بنسبة 109.0% و110.9%. أما بالنسبة لمصفوفة عينات الهواء فقد بلغت نسبة التأثير 196.1%.

مستويات AQ أثناء معالجة الشاي الأخضر
بهدف اكتشاف تأثيرات مصادر الحرارة المختلفة على الشاي وبيئة المعالجة، تم تقسيم مجموعة من الأوراق الطازجة إلى مجموعتين محددتين وتمت معالجتها بشكل منفصل في ورشتي معالجة في نفس المؤسسة. تم تزويد مجموعة واحدة بالكهرباء والأخرى بالفحم.

وكما هو مبين في الشكل 3، فإن مستوى AQ بالكهرباء كمصدر للحرارة يتراوح من 0.008 إلى 0.013 ملجم/كجم. أثناء عملية التثبيت، أدى تجفيف أوراق الشاي الناتج عن المعالجة في وعاء بدرجة حرارة عالية إلى زيادة بنسبة 9.5% في AQ. بعد ذلك، بقي مستوى AQ أثناء عملية اللف على الرغم من فقدان العصير، مما يشير إلى أن العمليات الفيزيائية قد لا تؤثر على مستوى AQ في معالجة الشاي. بعد خطوات التجفيف الأولى، ارتفع مستوى AQ قليلاً من 0.010 إلى 0.012 ملجم/كجم، ثم استمر في الارتفاع إلى 0.013 ملجم/كجم حتى نهاية إعادة التجفيف. وكانت PFs، التي أظهرت التباين بشكل ملحوظ في كل خطوة، 1.10، 1.03، 1.24، 1.08 في التثبيت، المتداول، التجفيف الأول وإعادة التجفيف، على التوالي. تشير نتائج PFs إلى أن المعالجة تحت الطاقة الكهربائية كان لها تأثير طفيف على مستويات AQ في الشاي.

الشكل 3. مستوى AQ أثناء معالجة الشاي الأخضر بالكهرباء والفحم كمصادر للحرارة.
وفي حالة الفحم كمصدر للحرارة، زاد محتوى AQ بشكل حاد أثناء معالجة الشاي، حيث ارتفع من 0.008 إلى 0.038 ملجم/كجم. تمت زيادة نسبة 338.9% من AQ في إجراء التثبيت، لتصل إلى 0.037 ملغم/كغم، وهو ما يتجاوز بكثير الحد الأقصى للمخلفات البالغ 0.02 ملغم/كغم الذي حدده الاتحاد الأوروبي. خلال مرحلة التدحرج، لا يزال مستوى AQ يرتفع بنسبة 5.8% على الرغم من كونه بعيدًا عن آلة التثبيت. في عملية التجفيف وإعادة التجفيف الأولى، زاد محتوى AQ قليلاً أو انخفض قليلاً. وكانت PFs التي تستخدم الفحم كمصدر للحرارة في التثبيت والتجفيف الأول وإعادة التجفيف 4.39 و1.05 و0.93 و1.05 على التوالي.

لتحديد العلاقة بين احتراق الفحم وتلوث AQ بشكل أكبر، تم جمع الجسيمات العالقة (PMs) في الهواء في ورش العمل تحت مصدري الحرارة لتقييم الهواء، كما هو مبين في الشكل 4. مستوى AQ من PMs مع الفحم كما هو موضح في الشكل 4. كان مصدر الحرارة 2.98 ميكروجرام/م3، وهو أعلى بثلاث مرات من مصدر الحرارة الذي يبلغ 0.91 ميكروجرام/م3 في الكهرباء.

الشكل 4. مستويات AQ في البيئة مع الكهرباء والفحم كمصدر للحرارة. * يشير إلى اختلافات كبيرة في مستويات AQ في العينات (P <0.05).

مستويات AQ أثناء معالجة شاي أولونج شاي أولونج، الذي يتم إنتاجه بشكل رئيسي في فوجيان وتايوان، هو نوع من الشاي المخمر جزئيًا. ولتحديد الخطوات الرئيسية لزيادة مستوى AQ وتأثيرات أنواع الوقود المختلفة، تم تحويل نفس الدفعة من الأوراق الطازجة إلى شاي أولونج باستخدام الفحم والغاز الطبيعي الهجين كمصادر للحرارة، في وقت واحد. يظهر الشكل 5 مستويات AQ في معالجة الشاي الصيني الاسود باستخدام مصادر حرارة مختلفة. بالنسبة لمعالجة الشاي الصيني الاسود باستخدام هجين الغاز الطبيعي والكهرباء، كان اتجاه مستوى AQ راكدًا أقل من 0.005 مجم / كجم، وهو ما كان مشابهًا لذلك الموجود في الشاي الأخضر بالكهرباء.

الشكل 5. مستوى AQ أثناء معالجة الشاي الصيني الاسود بمزيج الغاز الطبيعي والكهرباء والفحم كمصدر للحرارة.

مع استخدام الفحم كمصدر للحرارة، كانت مستويات AQ في الخطوتين الأوليين، التي تذبل وتتحول إلى اللون الأخضر، هي في الأساس نفس مستويات مزيج الغاز الطبيعي والكهرباء. ومع ذلك، أظهرت الإجراءات اللاحقة حتى التثبيت أن الفجوة اتسعت تدريجيًا، وعند هذه النقطة ارتفع مستوى AQ من 0.004 إلى 0.023 ملجم/كجم. انخفض المستوى في خطوة اللف المعبأة إلى 0.018 ملجم/كجم، والذي قد يكون بسبب فقدان عصير الشاي الذي يحمل بعض ملوثات AQ. وبعد مرحلة الدرفلة، ارتفع المستوى في مرحلة التجفيف إلى 0.027 ملجم/كجم. في الذبول والتصنيع الأخضر والتثبيت واللف والتجفيف المعبأ، كانت PFs 2.81 و1.32 و5.66 و0.78 و1.50 على التوالي.

وجود AQ في منتجات الشاي ذات مصادر الحرارة المختلفة

لتحديد التأثيرات على محتوى AQ في الشاي بمصادر حرارة مختلفة، تم تحليل 40 عينة شاي من ورش الشاي التي تستخدم الكهرباء أو الفحم كمصادر للحرارة، كما هو موضح في الجدول 2. وبالمقارنة مع استخدام الكهرباء كمصدر للحرارة، كان للفحم أكبر قدر من الحرارة. معدلات كشفية (85.0%) مع الحد الأقصى لمستوى AQ 0.064 ملجم/كجم، مما يشير إلى أنه كان من السهل التسبب في تلوث AQ عن طريق الأبخرة الناتجة عن احتراق الفحم، ولوحظ معدل 35.0% في عينات الفحم. والأكثر وضوحًا هو أن الكهرباء حققت أدنى معدلات اكتشاف وتفوق بلغت 56.4% و7.7% على التوالي، مع الحد الأقصى للمحتوى 0.020 ملجم/كجم.

مناقشة

استناداً إلى PFs أثناء المعالجة بنوعي مصادر الحرارة، كان من الواضح أن التثبيت كان الخطوة الرئيسية التي أدت إلى زيادة مستويات AQ في إنتاج الشاي بالفحم والمعالجة تحت الطاقة الكهربائية كان لها تأثير طفيف على محتوى AQ في الشاي. أثناء معالجة الشاي الأخضر، أنتج احتراق الفحم الكثير من الأبخرة في عملية التثبيت مقارنة بعملية التسخين الكهربائي، مما يشير إلى أنه ربما كانت الأبخرة هي المصدر الرئيسي لملوثات AQ الناتجة عن ملامسة براعم الشاي فورًا أثناء معالجة الشاي، على غرار عملية التعرض في عينات الشواء المدخن[25]. تشير الزيادة الطفيفة في محتوى AQ أثناء مرحلة التدحرج إلى أن الأبخرة الناتجة عن احتراق الفحم لا تؤثر فقط على مستوى AQ أثناء خطوة التثبيت، ولكن أيضًا في بيئة المعالجة بسبب الترسب الجوي. تم أيضًا استخدام الفحم كمصدر للحرارة في أول عملية تجفيف وإعادة تجفيف، ولكن في هاتين الخطوتين زاد محتوى AQ قليلاً أو انخفض قليلاً. ويمكن تفسير ذلك بحقيقة أن مجفف الهواء الساخن المغلق يحافظ على الشاي بعيدًا عن الأبخرة الناتجة عن احتراق الفحم[26]. ومن أجل تحديد مصدر الملوثات، تم تحليل مستويات AQ في الغلاف الجوي، مما أدى إلى وجود فجوة كبيرة بين الورشتين. والسبب الرئيسي لذلك هو أن الفحم المستخدم في مراحل التثبيت والتجفيف الأول وإعادة التجفيف من شأنه أن يولد AQ أثناء الاحتراق غير الكامل. تم بعد ذلك امتصاص AQ في جزيئات صغيرة من المواد الصلبة بعد احتراق الفحم وانتشارها في الهواء، مما أدى إلى رفع مستويات تلوث AQ في بيئة ورشة العمل[15]. مع مرور الوقت، ونظرًا لمساحة السطح المحددة الكبيرة وقدرة الشاي على الامتصاص، تستقر هذه الجسيمات على سطح أوراق الشاي، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج AQ. لذلك، كان يُعتقد أن احتراق الفحم هو الطريق الرئيسي الذي يؤدي إلى التلوث المفرط بـ AQ في معالجة الشاي، حيث تكون الأبخرة مصدر التلوث.

أما بالنسبة لمعالجة الشاي الصيني الاسود، فقد تم زيادة معدل AQ أثناء المعالجة بكلا مصدري الحرارة، ولكن الفرق بين مصدري الحرارة كان كبيرًا. أشارت النتائج أيضًا إلى أن الفحم كمصدر للحرارة لعب دورًا رئيسيًا في زيادة مستوى AQ، واعتبر التثبيت بمثابة الخطوة الرئيسية لزيادة تلوث AQ في معالجة الشاي الصيني الاسود على أساس PFs. أثناء معالجة شاي أولونغ باستخدام هجين الغاز الطبيعي والكهرباء كمصدر للحرارة، كان اتجاه مستوى AQ راكدًا أقل من 0.005 ملغم / كغم، وهو ما كان مشابهًا لذلك الموجود في الشاي الأخضر مع الكهرباء، مما يشير إلى أن الطاقة النظيفة، مثل الكهرباء والطاقة الطبيعية الغاز، يمكن أن يقلل من خطر إنتاج ملوثات AQ من المعالجة.

أما بالنسبة لاختبارات العينات، فقد أظهرت النتائج أن حالة تلوث AQ كانت أسوأ عند استخدام الفحم كمصدر للحرارة بدلاً من الكهرباء، وهو ما قد يكون بسبب الأبخرة الناتجة عن احتراق الفحم التي تتلامس مع أوراق الشاي وتبقى في مكان العمل. ومع ذلك، على الرغم من أنه كان من الواضح أن الكهرباء هي أنظف مصدر للحرارة أثناء معالجة الشاي، إلا أنه لا يزال هناك ملوث AQ في منتجات الشاي التي تستخدم الكهرباء كمصدر للحرارة. يبدو الوضع مشابهًا بعض الشيء للعمل المنشور سابقًا والذي تم فيه اقتراح تفاعل 2-ألكينال مع الهيدروكينونات والبنزوكوينونات كمسار كيميائي محتمل [23]، وسيتم التحقيق في أسباب ذلك في الأبحاث المستقبلية.

الاستنتاجات

في هذا العمل، تم تأكيد المصادر المحتملة لتلوث AQ في الشاي الأخضر والشاي الصيني الاسود من خلال تجارب مقارنة تعتمد على الأساليب التحليلية المحسنة GC-MS/MS. النتائج التي توصلنا إليها تدعم بشكل مباشر أن مصدر التلوث الرئيسي للمستويات العالية من AQ كان الدخان الناتج عن الاحتراق، والذي لم يؤثر على مراحل المعالجة فحسب، بل أثر أيضًا على بيئات ورشة العمل. على عكس مراحل التدحرج والذبول، حيث كانت التغيرات في مستوى AQ غير واضحة، فإن المراحل التي تتضمن مشاركة مباشرة للفحم والحطب، مثل التثبيت، هي العملية الرئيسية التي ارتفع فيها تلوث AQ بسبب كمية الاتصال بين الشاي والأبخرة خلال هذه المراحل. ولذلك، يوصى باستخدام الوقود النظيف مثل الغاز الطبيعي والكهرباء كمصدر للحرارة في معالجة الشاي. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت النتائج التجريبية أيضًا أنه في غياب الأبخرة الناتجة عن الاحتراق، لا تزال هناك عوامل أخرى تساهم في تتبع AQ أثناء معالجة الشاي، في حين لوحظت أيضًا كميات صغيرة من AQ في ورشة العمل بالوقود النظيف، والتي ينبغي إجراء مزيد من التحقيق فيها في البحوث المستقبلية.

المواد والأساليب

الكواشف والمواد الكيميائية والمواد

تم شراء معيار الأنثراكينون (99.0٪) من شركة Dr. Ehrenstorfer GmbH (أوغسبورغ، ألمانيا). تم شراء المعيار الداخلي D8-Anthraquinone (98.6%) من C/D/N Isotopes (كيبيك، كندا). كبريتات الصوديوم اللامائية (Na2SO4) وكبريتات المغنيسيوم (MgSO4) (شنغهاي، الصين). تم توفير Florisil من قبل شركة Wenzhou Organic Chemical Company (ونتشو، الصين). تم شراء ورق الألياف الزجاجية Mircro (90 مم) من شركة Ahlstrom-munksjö (هلسنكي، فنلندا).

تحضير العينة

تمت معالجة عينات الشاي الأخضر بالتثبيت، والدحرجة، والتجفيف الأولي وإعادة التجفيف (باستخدام معدات مغلقة)، في حين تمت معالجة عينات الشاي الصيني الاسود بالذبول، وجعل الأوراق خضراء (هزازة وأوراق طازجة واقفة بالتناوب)، والتثبيت، واللف المعبأ، و تجفيف. تم جمع عينات من كل خطوة ثلاث مرات بوزن 100 جرام بعد الخلط الدقيق. تم تخزين جميع العينات عند -20 درجة مئوية لمزيد من التحليل.

تم جمع عينات الهواء بواسطة ورق من الألياف الزجاجية (90 مم) باستخدام أجهزة أخذ عينات متوسطة الحجم (PTS-100، شركة Qingdao Laoshan Electronic Instrument Company، Qingdao، China) [27]، بمعدل 100 لتر / دقيقة لمدة 4 ساعات.

تم رفع العينات المدعمة بـ AQ عند 0.005 مجم/كجم، 0.010 مجم/كجم، 0.020 مجم/كجم لبراعم الشاي الطازج، 0.005 مجم/كجم، 0.020 مجم/كجم، 0.050 مجم/كجم للشاي الجاف، و0.012 مجم/كجم (0.5 ميكروغرام/م3 لعينة الهواء)، 0.036 ملغم/كغم (1.5 ميكروغرام/م3 لعينة الهواء)، 0.072 ملغم/كغم (3.0 ميكروغرام/م3 لعينة الهواء) لورق ترشيح الزجاج، على التوالي. بعد رجها جيدًا، تُركت جميع العينات لمدة 12 ساعة، تليها خطوات الاستخراج والتنظيف.

تم الحصول على محتوى الرطوبة عن طريق أخذ 20 جم من العينة بعد خلط كل خطوة، وتسخينها عند 105 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة، ثم وزنها وتكرارها ثلاث مرات وأخذ القيمة المتوسطة وتقسيمها على الوزن قبل التسخين.

استخراج العينات وتنظيفها

عينة الشاي: تم إجراء استخراج وتنقية AQ من عينات الشاي بناءً على الطريقة المنشورة من Wang et al. مع عدة تعديلات[21]. باختصار، تم خلط 1.5 جم من عينات الشاي أولاً مع 30 ميكروليتر من D8-AQ (2 مجم/كجم) وتركها لتقف لمدة 30 دقيقة، ثم تم خلطها جيدًا مع 1.5 مل من الماء منزوع الأيونات وتركت لتقف لمدة 30 دقيقة. تمت إضافة 15 مل من الأسيتون بنسبة 20٪ في الهكسان n إلى عينات الشاي وتم إصدار صوتنة لمدة 15 دقيقة. بعد ذلك تم تدوير العينات باستخدام 1.0 جم MgSO4 لمدة 30 ثانية، وتم طردها بالطرد المركزي لمدة 5 دقائق، عند 11000 دورة في الدقيقة. بعد نقله إلى قوارير على شكل كمثرى سعة 100 مل، تم تبخير 10 مل من الطور العضوي العلوي حتى يجف تقريبًا تحت فراغ عند 37 درجة مئوية. 5 مل أسيتون 2.5% في ن-هكسان يعيد إذابة المستخلص في قوارير على شكل كمثرى للتنقية. يتكون العمود الزجاجي (10 سم × 0.8 سم) من الأسفل إلى الأعلى من الصوف الزجاجي و2 جرام فلوريسيل، والذي كان بين طبقتين من 2 سم Na2SO4. ثم 5 مل من الأسيتون 2.5% في ن-هكسان يُغسل العمود مسبقًا. بعد تحميل المحلول المعاد إذابته، تمت تصفية AQ ثلاث مرات باستخدام 5 مل، 10 مل، 10 مل من 2.5% أسيتون في n-هكسان. تم نقل الشطف المجمع إلى قوارير على شكل كمثرى وتم تبخيره حتى يجف تقريبًا تحت فراغ عند 37 درجة مئوية. يتم بعد ذلك إعادة تكوين المادة المتخلفة المجففة باستخدام 1 مل من 2.5% أسيتون في هكسان متبوعًا بالترشيح من خلال مرشح بحجم مسام يبلغ 0.22 ميكرومتر. ثم يخلط المحلول المعاد تكوينه مع الأسيتونتريل بنسبة حجم 1:1. بعد خطوة الهز، تم استخدام المادة الفرعية لتحليل GC-MS/MS.

عينة الهواء: تم غمر نصف ورقة الألياف، المقطرة بـ 18 ميكرولتر d8-AQ (2 مجم/كجم)، في 15 مل من 20% أسيتون في n-هكسان، ثم تم صوتنة لمدة 15 دقيقة. تم فصل الطور العضوي بواسطة الطرد المركزي عند 11000 دورة في الدقيقة لمدة 5 دقائق وتمت إزالة الطبقة العليا بأكملها في دورق على شكل كمثرى. تم تبخير جميع المراحل العضوية حتى تجف تقريبًا تحت فراغ عند 37 درجة مئوية. 5 مل من 2.5٪ أسيتون في الهكسان يعيد إذابة المستخلصات للتنقية بنفس الطريقة كما في عينات الشاي.

تحليل GC-MS/MS

تم استخدام كروماتوجرافيا الغاز Varian 450 المجهز بكاشف الكتلة الترادفي Varian 300 (Varian، Walnut Creek، CA، USA) لإجراء تحليل AQ باستخدام برنامج MS WorkStation الإصدار 6.9.3. تم استخدام العمود الشعري Varian Factor Four VF-5ms (30 م × 0.25 مم × 0.25 ميكرومتر) للفصل الكروماتوجرافي. تم ضبط الغاز الحامل، الهيليوم (> 99.999%)، بمعدل تدفق ثابت قدره 1.0 مل/دقيقة مع غاز الاصطدام من الأرجون (> 99.999%). بدأت درجة حرارة الفرن من 80 درجة مئوية واستمرت لمدة دقيقة واحدة؛ زادت عند 15 درجة مئوية / دقيقة إلى 240 درجة مئوية، ثم وصلت إلى 260 درجة مئوية عند 20 درجة مئوية / دقيقة واحتفظت بها لمدة 5 دقائق. وكانت درجة حرارة مصدر الأيون 210 درجة مئوية، وكذلك درجة حرارة خط النقل 280 درجة مئوية. كان حجم الحقن 1.0 ميكرولتر. يتم عرض شروط MRM في الجدول 3.

تم استخدام كروماتوجرافيا الغاز Agilent 8890 المجهز بمطياف الكتلة الثلاثي الرباعي Agilent 7000D (Agilent، Steves Creek، CA، USA) لتحليل تأثير التنقية باستخدام برنامج MassHunter الإصدار 10.1. تم استخدام عمود Agilent J&W HP-5ms GC (30 م × 0.25 مم × 0.25 ميكرومتر) للفصل الكروماتوجرافي. تم ضبط الغاز الحامل، الهيليوم (> 99.999%)، بمعدل تدفق ثابت قدره 2.25 مل/دقيقة مع غاز الاصطدام من النيتروجين (> 99.999%). تم ضبط درجة حرارة مصدر أيون EI عند 280 درجة مئوية، وهي نفس درجة حرارة خط النقل. بدأت درجة حرارة الفرن من 80 درجة مئوية وتم الاحتفاظ بها لمدة 5 دقائق؛ يتم رفعها بمقدار 15 درجة مئوية / دقيقة إلى 240 درجة مئوية، ثم تصل إلى 280 درجة مئوية عند 25 درجة مئوية / دقيقة ويتم الحفاظ عليها لمدة 5 دقائق. يتم عرض شروط MRM في الجدول 3.

التحليل الإحصائي
تم تصحيح محتوى AQ في الأوراق الطازجة إلى محتوى المادة الجافة عن طريق القسمة على محتوى الرطوبة من أجل مقارنة وتحليل مستويات AQ أثناء المعالجة.

تم تقييم تغييرات AQ في عينات الشاي باستخدام برنامج Microsoft Excel وIBM SPSS Statistics 20.

تم استخدام عامل المعالجة لوصف التغيرات في AQ أثناء معالجة الشاي. PF = Rl/Rf، حيث Rf هو مستوى AQ قبل خطوة المعالجة وRl هو مستوى AQ بعد خطوة المعالجة. يشير PF إلى انخفاض (PF < 1) أو زيادة (PF > 1) في AQ المتبقي أثناء خطوة معالجة محددة.

يشير ME إلى انخفاض (ME < 1) أو زيادة (ME > 1) استجابةً للأدوات التحليلية، والتي تعتمد على نسبة منحدرات المعايرة في المصفوفة والمذيب على النحو التالي:

ME = (مصفوفة المنحدر/المذيب المنحدر − 1) × 100%

عندما يكون المنحدر هو ميل منحنى المعايرة في المذيب المطابق للمصفوفة، فإن المنحدر هو ميل منحنى المعايرة في المذيب.

شكر وتقدير
تم دعم هذا العمل من خلال المشروع الرئيسي للعلوم والتكنولوجيا في مقاطعة تشجيانغ (2015C12001) والمؤسسة الوطنية للعلوم في الصين (42007354).
تضارب المصالح
ويعلن المؤلفون أنه ليس لديهم أي تضارب في المصالح.
الحقوق والأذونات
حقوق النشر: © 2022 للمؤلف (المؤلفين). المرخص الحصري لـMaximum Academic Press، فايتفيل، جورجيا. هذه المقالة عبارة عن مقالة ذات وصول مفتوح وموزعة بموجب ترخيص Creative Commons Attribution (CC BY 4.0)، تفضل بزيارة https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
مراجع
[1] مركز التجارة الدولية. 2021. النشرة الإحصائية السنوية 2021. https://inttea.com/publication/
[2] هيكس أ. 2001. مراجعة إنتاج الشاي العالمي وتأثير الوضع الاقتصادي الآسيوي على الصناعة. مجلة الاتحاد الأفريقي للتكنولوجيا 5
جوجل الباحث العلمي

[3] كاتسونو تي، كاسوجا إتش، كوسانو واي، ياجوتشي واي، تومومورا إم، وآخرون. 2014. توصيف مركبات الرائحة وتكوينها الكيميائي الحيوي في الشاي الأخضر مع عملية تخزين منخفضة الحرارة. كيمياء الغذاء 148:388−95 دوي: 10.1016/j.foodchem.2013.10.069
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[4] Chen Z, Ruan J, Cai D, Zhang L. 2007. سلسلة التلوث ثلاثي الأبعاد في النظام البيئي للشاي ومكافحته. ساينتيا أجريكولتورا سينيكا 40: 948−58
جوجل الباحث العلمي

[5] He H, Shi L, Yang G, You M, Vasseur L. 2020. تقييم المخاطر البيئية للمعادن الثقيلة في التربة وبقايا المبيدات الحشرية في مزارع الشاي. الزراعة 10:47 دوى: 10.3390/زراعة10020047
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[6] جين سي، هي واي، تشانغ كيه، تشو جي، شي جي، وآخرون. 2005. التلوث بالرصاص في أوراق الشاي والعوامل غير المؤثرة عليه. الغلاف الكيميائي 61:726−32 دوي: 10.1016/j.chemosphere.2005.03.053
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[7] Owuor PO, Obaga SO, Othieno CO. 1990. آثار الارتفاع على التركيب الكيميائي للشاي الأسود. مجلة علوم الأغذية والزراعة 50:9−17 doi: 10.1002/jsfa.2740500103
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[8] Garcia Londoño VA, Reynoso M, Resnik S. 2014. الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) في يربا ماتي (Ilex paraguariensis) من السوق الأرجنتينية. المضافات الغذائية والملوثات: الجزء ب 7:247−53 دوي: 10.1080/19393210.2014.919963
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[9] Ishizaki A, Saito K, Hanioka N, Narimatsu S, Kataoka H. 2010. تحديد الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في عينات الطعام عن طريق الاستخلاص الدقيق الآلي للطور الصلب داخل الأنبوب مقترنًا بالكشف الكروماتوجرافي السائل عالي الأداء والتألق. . مجلة اللوني أ 1217:5555−63 دوى: 10.1016/j.chroma.2010.06.068
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[10] فان ثي لا، نجوك إن تي، كوينه إن تي، ثانه إن في، كيم تي تي، وآخرون. 2020. الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) في أوراق الشاي الجافة وضخ الشاي في فيتنام: مستويات التلوث وتقييم المخاطر الغذائية. الجيوكيمياء البيئية والصحة 42:2853−63 دوى: 10.1007/s10653-020-00524-3
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[11] Zelinkova Z, Wenzl T. 2015. وجود 16 من مركبات EPA PAHs في الغذاء – مراجعة. المركبات العطرية متعددة الحلقات 35:248−84 دوي: 10.1080/10406638.2014.918550
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[12] أومودارا إن بي، أولابيميو أو إم، أديدوسو تي إيه . 2019. مقارنة بين الهيدروكربونات العطرية المتعددة الحلقات المتكونة في الحطب والفحم المدخن وأسماك القطط. المجلة الأمريكية لعلوم وتكنولوجيا الأغذية 7:86−93 دوي: 10.12691/ajfst-7-3-3
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[13] Zou LY, Zhang W, Atkiston S. 2003. توصيف انبعاثات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات الناتجة عن حرق أنواع مختلفة من الحطب في أستراليا. التلوث البيئي 124:283−89 دوي: 10.1016/S0269-7491(02)00460-8
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[14] تشارلز جي دي، بارتلز إم جي، زاشاريوسكي تي آر، جولابودي بي بي، فريشور إن إل، وآخرون. 2000. نشاط البنزو [أ] البيرين ومستقلباته الهيدروكسيلية في اختبار الجينات لمراسل مستقبلات هرمون الاستروجين α. علوم السموم 55:320−26 دوى: 10.1093/toxsci/55.2.320
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[15] هان واي، تشين واي، أحمد إس، فنغ واي، تشانغ إف، وآخرون. 2018. قياسات عالية الدقة للوقت والحجم للجسيمات الدقيقة والتركيب الكيميائي الناتج عن احتراق الفحم: الآثار المترتبة على عملية تكوين الجماعة الأوروبية. العلوم البيئية والتكنولوجيا 52:6676−85 دوى: 10.1021/acs.est.7b05786
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[16] خيداني (حاجيان) م، أمين م.م، بيك إف إم، إبراهيمي أ، فرهادخاني م، وآخرون. 2013. تحديد تركيز الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في ثمانية ماركات من الشاي الأسود والتي تستخدم أكثر في إيران. المجلة الدولية لهندسة الصحة البيئية 2:40 دوي: 10.4103/2277-9183.122427
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[17] فيتزباتريك إي إم، روس إيه بي، بيتس جي، أندروز جي، جونز جيه إم، وآخرون. 2007. انبعاث الأنواع المؤكسجة من احتراق خشب الصنوبر وعلاقته بتكوين السخام. سلامة العمليات وحماية البيئة 85:430−40 doi: 10.1205/psep07020
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[18] شين جي، تاو إس، وانج دبليو، يانج واي، دينج جي، وآخرون. 2011. انبعاث الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المؤكسجة من احتراق الوقود الصلب الداخلي. العلوم البيئية والتكنولوجيا 45:3459−65 دوى: 10.1021/es104364t
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[19] الوكالة الدولية لأبحاث السرطان، منظمة الصحة العالمية. 2014. عوادم محركات الديزل والبنزين وبعض النيتروآرين. الوكالة الدولية لأبحاث السرطان دراسات حول تقييم المخاطر المسببة للسرطان على البشر. تقرير. 105:9
[20] دي أوليفيرا جالفاو إم إف، دي أوليفيرا ألفيس إن، فيريرا بي إيه، كومو إس، دي كاسترو فاسكونسيلوس بي، وآخرون. 2018. جزيئات حرق الكتلة الحيوية في منطقة الأمازون البرازيلية: التأثيرات المطفرة للنيترو والأوكسي PAHs وتقييم المخاطر الصحية. التلوث البيئي 233:960−70 دوي: 10.1016/j.envpol.2017.09.068
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[21] وانغ إكس، تشو إل، لوه إف، تشانغ إكس، صن إتش، وآخرون. 2018. 9,10- قد يكون ترسب الأنثراكينون في مزارع الشاي أحد أسباب التلوث في الشاي. كيمياء الغذاء 244:254−59 doi: 10.1016/j.foodchem.2017.09.123
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[22] Anggraini T، Neswati، Nanda RF، Syukri D. 2020. تحديد التلوث بـ 9,10-أنثراكينون أثناء معالجة الشاي الأسود والأخضر في إندونيسيا. كيمياء الغذاء 327:127092 دوى: 10.1016/j.foodchem.2020.127092
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[23] زامورا ر، هيدالجو إف جيه. 2021. تكوين النفثوكوينونات والأنثراكينون بواسطة تفاعلات الكربونيل-هيدروكينون/البنزوكينون: طريق محتمل لأصل 9,10-أنثراكينون في الشاي. كيمياء الغذاء 354:129530 دوى: 10.1016/j.foodchem.2021.129530
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[24] يانغ إم، لوه إف، تشانغ إكس، وانغ إكس، صن إتش، وآخرون. 2022. امتصاص وانتقال واستقلاب الأنثراسين في نباتات الشاي. علم البيئة الكلية 821:152905 دوى: 10.1016/j.scitotenv.2021.152905
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[25] Zastrow L, Schwind KH, Schwägele F, Speer K. 2019. تأثير التدخين والشواء على محتويات الأنثراكينون (ATQ) والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) في النقانق من نوع فرانكفورتر. مجلة الكيمياء الزراعية والغذائية 67:13998−4004 دوى: 10.1021/acs.jafc.9b03316
CrossRef جوجل الباحث العلمي

[26] Fouillaud M، Caro Y، Venkatachalam M، Grondin I، Dufossé L. 2018. الأنثراكوينونات. في المركبات الفينولية في الغذاء: التوصيف والتحليل، محرران. ليو ML.Vol. 9. بوكا راتون: مطبعة CRC. ص 130-70 https://hal.univ-reunion.fr/hal-01657104
[27] بينييرو-إغليسياس إم، لوبيز-ماهيا بي، مونياتيغي-لورينزو إس، برادا-رودريغيز دي، كويرول إكس، وآخرون. 2003. طريقة جديدة لتقدير PAH والمعادن في عينات من الجسيمات الجوية في وقت واحد. البيئة الجوية 37:4171−75 دوى: 10.1016/S1352-2310(03)00523-5
CrossRef جوجل الباحث العلمي

حول هذه المقالة
استشهد بهذا المقال
يو جي، تشو إل، وانغ إكس، يانغ إم، صن إتش، وآخرون. 2022. 9,10-التلوث بالأنثراكينون في معالجة الشاي باستخدام الفحم كمصدر للحرارة. أبحاث نباتات المشروبات 2: 8 doi: 10.48130/BPR-2022-0008