[发明专利]一种高效降氟剂及其制备与应用

说明书

本发明属于降氟剂开发技术领域，公开了一种高效降氟剂及其制备与应用，其中，制备方法是将纤维素基材料与含钙化合物进行配比，并加入改性剂硝酸铈铵溶液；然后，将得到的混合溶液体系进行搅拌反应；反应结束后，收集并清洗沉淀，干燥后获得改性纤维素基降氟剂。本发明采用纤维素基材料作为原料，以含钙化合物作为接枝化合物，配合改性剂，制备获得改性纤维素基降氟剂；该降氟剂在室温至100℃高温下均表现出较为显著的降氟效果，突破了现有降氟剂在高温下吸附能力大大降低的限制，尤其可应用于高氟砖茶煮茶过程中降低茶水中氟含量，实现健康饮用砖茶，推动彻底消除地方性饮茶型氟中毒。

技术领域

本发明属于降氟剂开发技术领域，更具体地，涉及一种高效降氟剂及其制备与应用。

背景技术

氟是人体必需的微量元素，如果摄入得当，不仅可防止龋齿的发生，还能促进骨骼形成，提高骨骼硬度，促使肠道对铁的吸收等作用。然而，长期过量的摄入高于机体所需的氟含量，则极易出现氟中毒现象，如氟斑牙、氟骨症等。此外，氟对心血管、中枢神经、皮肤等也会造成影响，最终发展为多系统的全身性疾病，严重威胁人类健康。

以饮茶型氟中毒为例，饮茶型氟中毒危害很大，尤其是习惯饮用氟含量相对较高的砖茶地区，通过煮砖茶后饮用，茶用量大，导致当地居民氟摄入量显著超标。因此，研制降氟剂，降低水中氟含量(尤其是茶水中的氟含量)，对于身体健康具有重要意义。

对茶叶中的氟含量进行调研发现，人们常喝的红茶、绿茶、茉莉花茶以及乌龙茶等，氟含量都较低，而许多砖茶(黑砖茶、茯砖茶、青砖茶和康砖茶等)氟含量相对较高。宋雁等总结出边销茶的氟含量范围为52.5-1671.2mg/kg，大部分砖茶的氟含量集中分布在500-800mg/kg这一范围，平均含量为751.5mg/kg，远超国家标准，砖茶中允许的氟含量不超过300mg/kg。砖茶中氟含量高的原因，主要是由于茶树是一种富集氟能力很强的植物，茶叶中的氟含量可以达到其它植物叶片中浓度的三百倍以上，尤其是茶树的成熟叶和较为粗老的枝叶，生长周期更长，往往富集氟的量更多，而砖茶主要由这些枝叶制备得到。根据规定，不超过16周岁的人群，每日不得摄入超过2.4mg的氟，大于16周岁人群，每日不得摄入超过3.5mg的氟。砖茶是人们生活的必需品，当地居民通过饮茶摄入氟的量就能高达10-20mg/d(饮用水中氟含量为0.18±0.06mg/L，茶水中氟含量为3.95±2.40 mg/L，日饮茶量3-5L)，从而造成饮茶型氟中毒。因此，降低砖茶中氟含量是一个迫切需要解决的问题。

以砖茶降氟为例，砖茶降氟策略主要从以下几个方面展开：(1)在种茶阶段降低茶鲜叶中的氟含量，如选择更为适宜的种植环境、改善土壤环境或筛选培育低氟茶树品种；(2)在茶叶加工阶段，降低茶产品中的氟含量；(3)在茶产品冲泡阶段，降低茶汤中的氟含量；策略(1)和(2)有望从源头降低茶叶中的氟含量，但投入的经济成本过高，周期长，实施难度大，且处理过程相对复杂；以策略(2)为例，在茶叶加工过程中降低氟含量，如通过往砖茶中添加氟含量更低的嫩茶，改变砖茶的拼配方案，增加了砖茶的成本；春晓亚等在茶叶加工过程中，对茶叶进行水洗，使茶叶中一部分氟被溶解在水中，造成了茶有效成分的损失；此外，在砖茶中添加吸附剂，林智等通过发现在砖茶中添加氯化铝、氯化钙和皂土等降氟效果较为显著，王连方等使用从白羊骨灰中提取的DTF乳剂涂布在茶叶中，其对氟的固定能力可以高达90％，能有效地控制因饮茶而摄入氟的量；张娜研究发现，在茶叶揉捻时加入奶粉，在渥堆阶段加入糖，氟的含量都可以在一定程度上降低；但上述方法都会对茶汤的汤色明亮度、口感和对茶汤中营养成分造成一定的影响，且面临着降氟剂难以与茶汤分离的问题。策略(3)往往是通过改变茶叶的冲泡方式或添加吸附剂来实现，选择氟的浸出率较低的冲泡条件，或者选择倒掉第一泡的茶来降低饮茶摄入的氟的量，仅可在一定程度上降低茶汤中的氟含量。通过在茶汤中添加吸附剂，是一种较为便捷、快速降低茶汤中氟含量的办法，但目前报道的吸附剂仍存在吸附剂难以与茶汤分离、在高温下降氟性能不佳等问题。