绿茶汁在不同碱性溶液中的显色研究及其应用

丁小婷+龙琪+陈凯

绿茶汁在不同浓度的NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液中会有不同的显色现象。通过对NaOH、Na2CO3、NaHCO3碱性差异的理论计算，分别求出3种溶液的有效pH值范围，并以此为依据用绿茶汁区别浓度不同的碱性溶液。根据3种溶液稀释相同倍数后pH值变化的快慢曲线图，实验探究绿茶汁在不同浓度碱性溶液中的显色情况，并以此为依据区别不同的碱性溶液。

绿茶不仅是生活中的常见饮品，而且由于其中含有的独特成分，在化学上还可以当做指示剂使用。绿茶遇酸无变化，遇碱溶液变为棕色且显色明显，作酸碱指示剂用效果较好。本研究基于NaOH、Na2CO3、NaHCO3的碱性差异，探究绿茶汁在不同碱性溶液中的显色情况，本研究结果不仅可用于这3种碱性溶液的区别，而且还可对这3种溶液的浓度进行大致估算。

1 绿茶汁的显色原理及制取

绿茶的主要成分是茶多酚、氨基酸、咖啡碱等，其中茶多酚（teapolyphenols，简写为TP）又称茶单宁或茶鞣质，是茶叶中多种酚类化合物的复合体，其结构通式如图1所示。

由于茶多酚结构中R1、R2基的不同，茶多酚类物质可以分为6种，即黄烷醇类、4—羟基黄烷醇类、黄酮类、黄酮醇类、花青素类和酚酸类，其主要成分为黄烷醇类（俗称儿茶素），约占茶多酚总量的60%～80%，其结构式如图2所示。

儿茶素在不同pH值的溶液中发生氧化反应和聚合反应，pH值增大显著促进聚合反应而抑制氧化反应。在酸性条件下生成B型和A型的去氢儿茶素二聚体；在中性条件下儿茶素完全转化为一种仅有很弱的紫外吸收、可能是C-O桥联的B型二聚体；在碱性条件下聚合大大增强，产物使溶液变黄色，从而使绿茶汁颜色变深。且碱性越强，生成的聚合物越多，溶液的黄色越深。

绿茶汁中含有较多的儿茶素，当溶液的pH值改变时，儿茶素发生氧化反应和聚合反应生成聚合物而引起颜色改变，可以作为酸碱指示，效果与酚酞、甲基橙基本一致。据文献显示，绿茶汁变色的pH范围是8.1～8.2，溶液pH小于81时为浅黄色或无色，溶液pH大于8.1时为深黄色或黄褐色，不同品牌的绿茶汁变色范围略有差别。

与平时生活中的泡茶方法一样，在100 ml小烧杯中放入一袋50 g的“立顿”牌绿茶茶包，加入沸水50 ml，泡2～3 min即可。