單因素?zé)o機(jī)金屬離子對(duì)茶湯的影響研究

涂叢慧鄭斌寧紅梅郭潤(rùn)陽(yáng)陳國(guó)明陳志雄

（作者單位：1中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院2廈門(mén)茶葉進(jìn)出口有限公司）

茶葉的沖泡離不開(kāi)水，而水的品質(zhì)是影響茶湯好壞的重要因素之一。陸羽在《茶經(jīng)》中論煮茶方法時(shí)指出：“其水，用山水上，江水中，井水下?！睆默F(xiàn)代科學(xué)來(lái)說(shuō)，從山水到江水到井水，礦物質(zhì)含量逐漸升高，也就是古人早已發(fā)現(xiàn)低礦化度的水沖泡茶葉的效果最好，以沖泡龍井茶的最優(yōu)質(zhì)的水源虎跑泉為例，礦化度僅為26ppm[1]。然而也有研究表明如果水質(zhì)過(guò)于純凈有可能帶來(lái)香氣的平淡，認(rèn)為含一定量的重碳酸鈣水味美適口。

中國(guó)各地的生活飲用水差異化很大，特別在部分以地下水作為飲用水源的區(qū)域，往往硬度、鐵、錳很高甚至超標(biāo)[2]，在這部分區(qū)域使用生活飲用水沖泡茶葉往往發(fā)現(xiàn)茶湯發(fā)綠發(fā)黑，且香氣平淡，茶湯滋味平且欠鮮爽。為探究不同金屬元素對(duì)茶湯的影響，通過(guò)在去離子水中人為添加飲用水中常見(jiàn)的金屬離子，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察不同金屬離子對(duì)茶湯的影響，從而提供泡茶的用水建議。

材料與方法

1.材料

去離子水（通過(guò)反滲透+電去離子方法制備）、四水合氯化亞鐵、六水合氯化鐵、氯化銅、氯化鋅、氯化鋁、氯化鈣、氯化鈉（以上均為分析純，購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)），大紅袍、海堤紅、龍井、清香鐵觀音（以上均為廈門(mén)茶葉進(jìn)出口有限公司提供）。

2.實(shí)驗(yàn)方法

高濃度無(wú)機(jī)金屬離子對(duì)茶湯顏色及沉淀的影響研究：分別稱取氯化銅、氯化鋅、氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鋁，配置成1g/L（金屬離子濃度）的溶液待用。取3g紅茶、大紅袍、綠茶、清香鐵觀音分別加入各自杯中，加入100m L沸水（去離子水），浸泡2m in后，倒出茶湯，再?zèng)_入100m L沸水，浸泡2m in后，與第一泡茶湯混合后平均分配到茶碗中。分別吸取一管已配置的溶液，逐滴加入各種茶湯中，觀察茶湯變化。

不同濃度亞鐵離子對(duì)茶湯顏色的影響研究：分別配置1、10、100、1000ppm （二價(jià)鐵離子濃度）濃度的氯化亞鐵溶液，按上文的茶湯沖泡方式制備茶湯，分別吸取不同濃度的溶液，逐滴加入茶湯中，觀察茶湯變化。

飲用水標(biāo)準(zhǔn)限定下不同無(wú)機(jī)金屬離子對(duì)茶湯顏色、香氣、滋味的影響研究：按照國(guó)標(biāo)GB5749-2006生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)各種無(wú)機(jī)金屬離子的要求設(shè)定品評(píng)實(shí)驗(yàn)中使用沖泡水中離子的上限，其中， 銅離子 （0.1、0.5、1ppm）， 亞鐵離子（0.1、0.3、1ppm），鋅離子（0.1、0.5、1ppm），鋁離子（0.1、0.2、0.5ppm），鈣離子（25、50、200 折合硬度 CaCO3），鈉離子（10、80、150ppm，鈉離子以咸度可感知濃度作為上限）。分別使用去離子水配置按照上述濃度溶液，進(jìn)行單因素的品嘗實(shí)驗(yàn)，同時(shí)使用去離子水作為對(duì)照樣，評(píng)審時(shí)采用盲審方法，不同離子濃度的水進(jìn)行隨機(jī)打亂，從評(píng)茶盤(pán)中扦取充分混勻的具有代表性的海堤紅茶樣各3.0g共4份，置于相應(yīng)的評(píng)茶杯中，同時(shí)燒開(kāi)隨機(jī)打亂的4種水樣，同時(shí)注滿沸水，計(jì)時(shí)1m in30s同時(shí)將茶湯濾入評(píng)茶碗中，第二泡浸泡時(shí)間為2m in，第三泡浸泡時(shí)間為2min30s，留葉于杯中，由3～6位評(píng)茶師根據(jù)三泡的綜合香氣、湯色、滋味進(jìn)行逐項(xiàng)審評(píng)給出排序。

結(jié)果與討論

1.不同無(wú)機(jī)金屬元素與各類茶湯的作用影響

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，濃度達(dá)到1g/L的金屬溶液均能與茶湯發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生不同顏色的沉淀，其中以氯化鐵與氯化亞鐵所產(chǎn)生的沉淀顏色最重，呈現(xiàn)藍(lán)黑色，且這種藍(lán)黑色在四種茶湯中均非常明顯，尤其以紅茶的顏色變化最重，清香鐵觀音的顏色最淺。氯化銅的沉淀也較為明顯，但在紅茶與在大紅袍、綠茶、清香鐵觀音中的沉淀表現(xiàn)不一樣，在紅茶中出現(xiàn)褐色沉淀，而其他三種茶湯均表現(xiàn)為淺藍(lán)色沉淀。有研究表明茶黃素和二價(jià)鐵離子會(huì)形成紫羅蘭色絡(luò)合物，在550nm處有較強(qiáng)吸收峰，而和銅離子會(huì)形成橙/紫色絡(luò)合物，在538nm處有較強(qiáng)吸收峰[3]。從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，除了茶黃素外，茶湯中其他物質(zhì)也會(huì)和銅、鐵離子形成相同顏色的絡(luò)合物，但其顯色程度并沒(méi)有茶黃素高。

表1　1g/L金屬離子濃度的溶液與四類茶湯的反應(yīng)

2.不同濃度亞鐵離子對(duì)茶湯顏色的影響

由于鐵離子對(duì)茶湯的影響最大，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)不同濃度的溶液探究多高濃度的鐵離子會(huì)使茶湯發(fā)生肉眼可見(jiàn)的明顯變色。從表2可見(jiàn)10ppm的溶液是臨界點(diǎn)，但由于溶液與茶湯混合后才發(fā)生變色，在假設(shè)茶湯中不含鐵離子的條件下（使用去離子水沖泡茶湯），18滴氯化亞鐵溶液滴加在12.5m L的茶湯中，亞鐵離子的含量為0.72ppm，因此可以推測(cè)含0.7～1ppm的亞鐵離子溶液便可造成茶湯顏色發(fā)生明顯的變化。河南省、陜西省及山西省部分縣市的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)部分飲用水含鐵量可達(dá)到1ppm以上，也就是在這些區(qū)域使用飲用水泡茶必然會(huì)引起茶湯顏色變深發(fā)黑。然而正常條件下0.5ppm的含鐵離子即可使飲用水色度達(dá)到30度，因此在飲用水標(biāo)準(zhǔn)條件下的0.3ppm的鐵離子導(dǎo)致的茶湯發(fā)生的顏色變化有可能并非是單純含鐵深色絡(luò)合物的產(chǎn)生，往往含鐵離子以及其他金屬離子的水體會(huì)呈現(xiàn)堿性，而在堿性條件下，茶多酚更容易氧化導(dǎo)致茶湯顏色加深，此外亦有可能是鐵離子配合其他離子導(dǎo)致的絡(luò)合物的產(chǎn)生或是在金屬離子催化下導(dǎo)致的茶湯的氧化。

表2　不同濃度氯化亞鐵溶液與茶湯的反應(yīng)

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3.飲用水標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)不同濃度金屬離子對(duì)茶湯顏色的影響

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在考察的濃度范圍內(nèi)，相對(duì)于去離子水而言，不同濃度金屬離子對(duì)茶湯顏色基本可以分為三類，（1）顏色明顯變深；（2）顏色明顯變淺；（3）顏色變化肉眼無(wú)法辨識(shí)。如表3所示，所有能與茶湯反應(yīng)生成深色物質(zhì)的金屬離子均會(huì)使茶湯顏色發(fā)生明顯變化，其中以亞鐵離子變化最為明顯，而與茶湯反應(yīng)生成淺色物質(zhì)或沒(méi)有明顯反應(yīng)的金屬離子或使茶湯顏色變淺或無(wú)變化，可能是降低了有色物質(zhì)的浸出率導(dǎo)致的結(jié)果。

表3　飲用水標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)不同濃度金屬離子對(duì)茶湯顏色的影響

4.飲用水標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)不同濃度金屬離子對(duì)茶湯香氣滋味的影響

在所考察的金屬離子范圍內(nèi)，大多數(shù)離子的存在都會(huì)給茶湯的香氣帶來(lái)劣化的影響，即香氣鈍化、滋味平淡，如亞鐵離子在所考察的所有濃度范圍內(nèi)，即便低到0.1ppm，仍舊會(huì)使香氣產(chǎn)生鈍化，而鋅離子和銅離子在所考察的濃度范圍內(nèi)對(duì)香氣滋味的影響較小，但總體呈現(xiàn)劣化影響，特別在高濃度的情況。鈣離子和鋁離子在低濃度范圍內(nèi)（硬度50、0.1ppm），使茶湯鮮爽，且香氣變窄變高，但高于這個(gè)濃度則香氣變鈍。鈉離子對(duì)茶湯香氣沒(méi)有太大影響，但相對(duì)于同等濃度的水而言，在茶湯中，咸味感知度更高，10ppm的鈉離子即可明顯感受到咸味。

表4　飲用水標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)不同濃度金屬離子對(duì)茶湯香氣滋味的影響

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結(jié)論

鐵離子（二價(jià)或三價(jià)）是影響茶湯顏色、香氣及滋味最重要的劣化元素，建議沖泡茶葉使用水中鐵離子應(yīng)該盡可能去除，而硬度則需處于軟水的范圍內(nèi)（0～50ppm），否則茶湯顏色會(huì)出現(xiàn)較大變化，且香氣和滋味會(huì)鈍化，對(duì)茶葉本征特征的體現(xiàn)會(huì)有較大的影響。然而本文僅對(duì)單因素進(jìn)行了考察，并未對(duì)混合因素及茶湯pH值進(jìn)行考慮，在生活飲用水中，是否不同金屬離子配合在一起可能會(huì)造成滋味劣化的強(qiáng)化或削弱作用應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行研究。