磚茶中氟及水溶性成分浸出規(guī)律的研究

楊培迪 何春雷 劉振 趙洋 成楊 楊陽*

（1湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所·長沙·410125；2四川農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)園藝學(xué)院·雅安·625014）

自1984年首次報(bào)道磚茶型氟中毒以來，如何降低磚茶中氟的溶出和減少少數(shù)民族同胞對氟的攝取量就開始受到眾多學(xué)者的關(guān)注，并進(jìn)行了大量的研究[1～5]。由于茶樹是一種聚氟作物，且氟主要集中在茶樹的葉片尤其是成熟葉片[6,7]，因此不科學(xué)地飲茶就會(huì)攝取過量的氟并危害身體健康，導(dǎo)致氟骨癥、氟斑牙等疾病的產(chǎn)生[8～11]。磚茶是一類特殊的發(fā)酵型茶，目前主要用成熟度較高的葉片和部分莖梗加工而成，磚茶氟含量較高。研究磚茶中的氟溶出動(dòng)態(tài)，對科學(xué)飲用磚茶具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

供試材料為四川省雅安某磚茶廠的康磚，粉碎混勻后備用。

1.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器與藥品

主要儀器∶萬分之一電子天平；PHSJ-5酸度計(jì)；PF-1型氟離子選擇電極及甘汞電極；可調(diào)溫電爐；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；恒溫水浴鍋，植物多功能粉碎機(jī)。主要試劑為檸檬酸三鈉、HCL等均為國產(chǎn)分析純。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 測定方法

茶葉中水溶性氟含量的測定：按照馬立鋒[12]的測定方法進(jìn)行。

水溶性成分含量的測定：按照茶葉中水浸出物含量的測定方法進(jìn)行[13]。

1.3.2 不同溫度的茶葉氟及水溶性成分測定

稱取4.0000g磚茶于500ml三角瓶中，加入200ml 25℃、40℃、60℃、80℃、100℃的蒸餾水，浸泡10min后抽濾，濾液冷卻后定容至250ml容量瓶，測定氟含量和水溶性成分含量。試驗(yàn)重復(fù)三次。

1.3.3 不同茶水比的茶葉氟及水溶性成分測定

稱取5.0000g磚茶于500 ml三角瓶中，加入不同體積沸騰蒸餾水，使茶水比（W∶V）分別為 1∶20、1∶30、1∶40、1∶50；稱取 2.0000g 磚茶于 500 ml三角瓶中，加入200ml沸騰蒸餾水，使茶水比為1∶100。浸泡10min后抽濾，濾液冷卻后定容至250ml容量瓶，測定氟含量和水溶性成分含量。試驗(yàn)重復(fù)三次。

1.3.4 不同沖泡時(shí)間的茶葉氟及水溶性成分測定

稱取4.0000g磚茶于500 ml三角瓶中，加入200ml沸騰蒸餾水，分別浸泡 1min、3min、5min、10min、15min、25min和40min后抽濾，濾液冷卻后定容至250ml容量瓶，測定氟含量和水溶性成分含量。試驗(yàn)重復(fù)三次。

1.3.5 不同沖泡次數(shù)的茶葉氟及水溶性成分測定

稱取4.0000g磚茶于500ml三角瓶中，加入200ml沸騰蒸餾水，浸泡5min后抽濾，濾液冷卻后定容至250ml容量瓶；之后對茶渣用200ml沸騰蒸餾水浸泡4次，每次5min，濾液冷卻后定容至250ml容量瓶，測定氟含量和水溶性成分含量。試驗(yàn)重復(fù)三次。

1.3.6 不同熬煮時(shí)間的茶葉氟及水溶性成分測定

稱取4.0000g磚茶于500ml具塞三角瓶中，加入200ml冷蒸餾水，在電爐上分別熬煮5min、10min、15min、25min、45min、60min 后趁熱抽濾，濾液冷卻后定容至250ml容量瓶。測定氟含量和水溶性成分含量。試驗(yàn)重復(fù)三次。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)在Excel2003中整理，并在DPSv7.05軟件中進(jìn)行方差分析和參數(shù)擬合。

2 結(jié)果與分析

2.1 水溶性氟含量及水溶性成分含量

測得樣品中水溶性氟含量為808.00mg/kg，水溶性成分含量為24.59%。

2.2 溫度對浸出率的影響

溫度對浸出率的影響見表1?？梢钥闯觯雎屎退苄猿煞纸雎孰S溫度升高逐漸增加，25℃和40℃之間，氟浸出率和水溶性成分浸出率差異不明顯，在80℃時(shí)氟浸出率達(dá)到最高，明顯高于100℃。

表1 溫度對浸出率的影響

2.3 茶水比對浸出率的影響

從表2可以看出，隨著茶水比的減小，氟與水溶性成分的浸出率也逐漸增加。當(dāng)茶水比為1∶100時(shí)，氟與水溶性成分的浸出率均達(dá)到最高。隨著茶水比的減小，茶湯中的氟濃度呈現(xiàn)出下降的趨勢，但氟浸出量增加，浸出率升高。這是由于用水量增加，茶湯氟濃度低，茶葉組織內(nèi)外濃度壓差大，氟浸出量高、浸出率也就高。

表2 茶水比對浸出率的影響

2.4 沖泡時(shí)間對浸出率的影響

從表3可以看出，氟和水溶性成分的浸出率都隨時(shí)間的增加而明顯增加，沖泡10min后浸出率增加緩慢。

表3 時(shí)間對浸出率的影響

圖1 沖泡時(shí)間對浸出率的影響的回歸分析

測定不同沖泡時(shí)間所得的第一泡茶湯中的氟濃度及水溶性成分濃度，進(jìn)行回歸分析，分別得到回歸方程 y＝11.129lnx+22.948，r＝0.9808** （圖1，A），y=8.1395lnx+23.694，r＝0.9461**（圖1，B）。由圖1的A、B兩圖可以看出氟的浸出率與水溶性成分的浸出率都隨浸泡時(shí)間的增加而增加較快，具有相同的變化趨勢。在沖泡的最初階段浸出率增加，隨后浸出率增加較慢，由于茶葉組織內(nèi)外氟及水溶性成分濃度壓差較大。隨著壓差的逐漸減小，浸出速率增加也趨于緩慢。

2.5 沖泡次數(shù)對浸出率的影響

從表4可以看出，前3次沖泡氟浸出率差異都顯著。水溶性成分第1泡與第2泡差異顯著。第3泡與之后，水溶性氟及水溶性成分的兩次沖泡之間差異都不顯著，這是由于茶葉中水溶性的氟及水溶性成分大部分在前3次沖泡中均已浸出所致。

表4 沖泡次數(shù)對浸出率的影響

從圖2中可以看出，水溶性成分的浸出率隨沖泡次數(shù)的增加而上升，其浸出率與沖泡次數(shù)的回歸曲線為 y=213.312lnx+37.763，r＝0.9904**（圖2，A）。氟的浸出率隨沖泡次數(shù)的增加而不斷上升（圖2，B），與水溶性成分的浸出率有類似的變化趨勢，其浸出率與沖泡次數(shù)的關(guān)系為y=25.29lnx+40.08，r＝0.9994**。由圖2的A、B兩圖可以看出，氟的浸出與水溶性成分的浸出都是隨沖泡次數(shù)的增加而增加，具有相近的變化趨勢。

圖2 沖泡次數(shù)對浸出率的影響的回歸分析

2.6 熬煮時(shí)間對浸出率的影響

從表5可以看出，5～15min之間的氟浸出率與水溶性成分浸出率隨熬煮時(shí)間的增加而較快增加，25min之后氟及水溶性成分浸出率差異不明顯。

表5 不同敖煮時(shí)間對浸出率的影響

圖3 熬煮時(shí)間對浸出率的影響的回歸分析

從圖3-A可以看出，氟的浸出率隨熬煮時(shí)間的增加而呈上升的趨勢，熬煮在10min之后氟的浸出率趨于平衡。氟和水溶性成分的浸出率隨時(shí)間的增加而增加，有類似的變化趨勢。測定熬煮不同時(shí)間所得的第一泡茶湯中的氟濃度及水溶性成分濃度，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，分別得到回歸方程

3 結(jié)論與討論

3.1 不同溫度氟的溶出總量不同

表6 溫度對氟的溶出總量影響

本實(shí)驗(yàn)80℃測得的氟浸出率比100℃高（當(dāng)茶水比為1∶100時(shí)），與馮婧[16]測得相反。從表6可以看出，沖泡的溫度較低，氟的浸出量也較低，然而茶葉的沖泡需要一定的高溫才能使茶湯的香味更多地發(fā)揮出來，水溶性成分特別是主要呈味物質(zhì)也溶出得較多，因此在沖泡茶葉時(shí)最好使用溫度較高的水，即80℃～100℃的水。并且第1泡只洗不飲，能有效減少氟的攝入量。

3.2 不同沖泡時(shí)間和沖泡方法氟的溶出總量不同

經(jīng)專家們計(jì)算，藏胞磚茶人均年飲用量10.77千克，平均每天飲用29.3克[14]。如按本次實(shí)驗(yàn)的磚茶氟含量(808.00mg/kg)計(jì)算，當(dāng)茶水比為1∶50時(shí)，熬煮5min、10min、15min的磚茶氟的浸出總量 (表7)，分別比25min時(shí)減少氟的攝入量42.97%、11.11%和1.90%。藏胞采用熬煮法，一般熬煮時(shí)間在30min左右，以熬煮25min計(jì)，每天從磚茶中的攝入氟量就達(dá)到20.91mg，是安全劑量的5倍多（WHO規(guī)定成人安全攝氟上限為4mg/天[15]）。而采用沖泡法，25min氟的浸出量為13.31mg，比熬煮法少浸出氟7.60mg，因此采用沖泡法能減少磚茶中氟的攝入。

表7 時(shí)間對沖泡法和敖煮法氟溶出總量的影響

3.3 不同沖泡次數(shù)氟的溶出總量不同

表8 沖泡次數(shù)對氟溶出總量的影響

在1∶50茶水比開水沖泡5 min的條件下，第1、2、3泡茶湯中的氟浸出率分別為39.91%、17.51%、11.19%，因此，若第1泡茶湯只用來沖洗茶而不飲，攝入的氟減少約4成。理論上，飲用29.3g氟含量為808.00mg/kg磚茶，第1、2、3泡茶湯的氟的攝入量16.27mg（表8），若只飲2、3泡茶湯則僅攝入氟6.79mg，但會(huì)損失37.48%的水溶性成分，增加了滋味成分(如茶多酚、氨基酸等)的損失。與沖泡法相比，在茶水比均為 1∶50，時(shí)間為 5min、10min、15min、25min的條件下，熬煮法的氟浸出率分別高出沖泡法8.51%、28.19%、30.59%、32.07%，第1泡若洗茶，會(huì)減少更多氟的攝入，但同時(shí)損失較多的滋味成分。

1 施嘉璠,何春雷,杜 曉.降低黑茶含氟量的研究II:降氟的方法及效果[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1991,9(3):411～416.

2 高夫軍,陸建良,梁月榮,等.茶葉降氟措施研究[J].信陽農(nóng)業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2002,12(3):36～38.

3 熊培生,黃文耀,李 陽,等.除氟劑篩選及其與茶湯相互影響的研究[J].中國地方病學(xué)雜志,2005,24(2):152～154.

4 王連方.DTF降茶氟劑降茶氟初步研究[J].中國地方病防治雜志,2003,18(1):17～19.

5 萬桂敏,孫殿軍,高 麗,等.活化蛇紋石降磚茶水氟含量可行性研究[J].中國地方病學(xué)志,2003,22(1):16～18.

6 馬立鋒,石元值,韓文炎,等.湘浙部分茶園氟質(zhì)量分?jǐn)?shù)的分析[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào),2005,22(1):28～32.

7 沙濟(jì)琴,鄭達(dá)賢.福建茶樹鮮葉含量氟的研究[J].茶葉科學(xué),1994,14(1):37～42.

8 J.Cao,Y.Zhao,J.W.Liu.Safety Evaluation and Fluorine Concentration of Pu'er Brick Tea and Bianxiao Brick Tea[J].Food and Chemical Toxicology,36(1998):1061～1063.

9 J.Cao,X..X..Bai,Y.Zhao,et al.The relationship of fluorosis and brick tea drinking in Chinese Tibetens[J].Environment Heaith Perspectives,1996,104(12):1340～1343.

10 朱永興,H.Huang,楊昌云.飲茶不當(dāng)對健康的危害、現(xiàn)象、機(jī)理及對策[J].科技通報(bào),2001,21(5):571～576.

11 劉學(xué)慧,李樹海,霍莉霞,等.內(nèi)蒙古呼倫貝爾市飲茶型氟中毒調(diào)查與分析[J].中國地方病學(xué)雜志,2005,24(1):47～49.

12 馬立鋒,阮建云,石元值,等.茶葉中氟的測定方法研究[J].茶業(yè)通報(bào),2003,25(3):103～104.

13 黃意歡主編.茶學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1997.

14 衛(wèi)生部飲磚茶型氟中毒專家調(diào)查組.四川阿壩與內(nèi)蒙古陳旗磚茶中氟含量的調(diào)查[J].中國地方病學(xué)雜志,2000,19(2):107～109.

15 M.H.Wong,K.F.Fung,H.P.Carr.Aluminium and fluoride contents of tea,with emphasis on brick tea and their health implications[J].Toxicology Letters,2003,137:111～120.

16 馮 婧,侯彩云.茶氟浸出規(guī)律的試驗(yàn)研究[J].食品科技,2006,9:93～95.