信陽紅茶發(fā)酵過程中金屬元素的變化

摘 要：本文以信陽紅茶為原料，對發(fā)酵過程中金屬離子的遷移變化進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明：在整個發(fā)酵過程中，銅離子和鋅離子呈持續(xù)上升趨勢;鈣離子和錳離子呈先上升后下降的趨勢，在整個發(fā)酵過程中其含量均有所增加。鉀離子和鐵離子呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，其含量有所下降。在兩種重金屬離子鉛離子和鉻離子的變化研究中，發(fā)現(xiàn)其含量呈現(xiàn)上升的趨勢，但在整個發(fā)酵過程中，其含量均滿足相關(guān)的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：紅茶;金屬元素;發(fā)酵

茶葉是一種含有茶多酚、維生素、咖啡堿等多種有機(jī)元素的食品[1]。信陽毛尖產(chǎn)自河南信陽，其夏秋季的綠茶，因茶多酚類物質(zhì)含量較高，氨基酸、芳香物質(zhì)等含量低，導(dǎo)致口感苦澀，品質(zhì)遠(yuǎn)不及春茶品質(zhì)，大多棄之不采，從而造成大量茶葉資源的浪費(fèi)，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益差。而經(jīng)過發(fā)酵后的紅茶則越陳越醇，克服了綠茶在這方面的不足[2，3]。發(fā)酵茶一般呈酒紅色，湯色紅艷、香氣高爽，性溫，產(chǎn)品還具有清理腸胃、消除疲勞、增強(qiáng)食欲、防治高血壓和動脈硬化以及增強(qiáng)機(jī)體免疫力等保健功能[4]。

在發(fā)酵過程中茶葉的品質(zhì)會發(fā)生變化，同時伴隨著發(fā)生一系列的生物化學(xué)反應(yīng)[5]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)在普洱茶發(fā)酵過程中，茶葉中兒茶素、茶紅素、水溶性糖和水浸出物等化學(xué)成分發(fā)生變化[6]。其中金屬元素也會發(fā)生變化[7]。本研究分析了信陽毛尖在發(fā)酵過程中金屬元素和部分重金屬離子含量的變化情況，為探討茶葉發(fā)酵過程中金屬元素的變化差異，影響成品信陽紅茶的質(zhì)量安全性的因素提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

信陽毛尖，河南信陽。

濃硝酸（分析純），洛陽昊華化學(xué)試劑有限公司;過氧化氫，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司;Ca、Cu、Fe、Mn、Zn、Pb、Al和K標(biāo)準(zhǔn)儲備液，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.2 儀器與設(shè)備

分析天平，上海精密儀器儀表有限公司;高速離心機(jī)，上海安亭科技儀器有限公司;XT-9900型智能微波消解儀，上海新拓微波溶樣測試技術(shù)有限公司;Optima 2100DV電感耦合等離子發(fā)射光譜儀，美國PE公司。

1.3 試驗(yàn)與方法

1.3.1 樣品預(yù)處理（發(fā)酵）

取信陽毛尖茶葉500 g，接種黑曲霉（濃度為106 CFU/ml），調(diào)節(jié)水分含量至25%。置于40 ℃的恒溫箱中培養(yǎng)，于第0、3、6、12、18 d與30 d取樣，放入-20 ℃冰箱中待測。

1.3.2 金屬元素檢測方法

金屬元素的測定參考以下標(biāo)準(zhǔn)中的方法。鐵：GB 5009.90-2016 食品中鐵的測定;鈣：GB 5009.92-2016 食品中鈣的測定;鉀：GB 5009.91-2017 食品中鉀、鈉的測定;鋅：GB 5009.14-2017 食品中鋅的測定;銅：GB 5009.13-2017 食品中銅的測定;錳：GB 5009.242-2017 食品中錳的測定;鉛：GB 5009.12-2017 食品中鉛的測定;鉻：GB 5009.123-2014 食品中鉻的測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵過程中鐵含量的變化

鐵是茶樹必需的營養(yǎng)元素，茶葉中含量較為豐富，鐵離子參與了茶葉中RNA代謝和葉綠素合成，是很多酶的組成成分，其中過氧化物酶是一個含鐵的金屬酶，過氧化物酶在茶葉的發(fā)酵過程具有明顯變化，并參與相關(guān)反應(yīng)[8]。圖1顯示了鐵元素在信陽茶葉發(fā)酵過程中的變化情況，呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。其中在第6 d，鐵元素的含量達(dá)到了最高值（156.2 μg/g），隨后開始下降。造成這一變化的原因有可能是茶葉在發(fā)酵過程中，溫度和微生物造成了鐵離子的流失，這一結(jié)果與吳云影等人的研究相似[8]。

2.2 發(fā)酵過程中鈣含量的變化

茶葉中含有較豐富的鈣，同時鈣也是人體生理活動所必需的金屬離子之一。圖1顯示了信陽茶葉在發(fā)酵過程中鈣離子的變化情況，結(jié)果顯示，信陽茶葉在發(fā)酵過程中，鈣離子的含量呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢。鈣離子的初始值為1 543.5 μg/g，隨著發(fā)酵時間的延長，在第6 d時達(dá)到最大值（1 932.76 μg/g），隨后開始下降，但整個發(fā)酵過程中鈣離子含量有所增加。

2.3 發(fā)酵過程中鉀含量的變化

鉀是茶樹生長的重要營養(yǎng)元素之一，其含量僅次于氮素[9]。圖2顯示了信陽茶葉在發(fā)酵過程中鉀離子的變化情況，結(jié)果顯示，信陽茶葉在發(fā)酵過程中，鉀離子的含量呈現(xiàn)先上升后持續(xù)下降的趨勢。鉀離子的初始值為15.04 mg/g，第3 d時出現(xiàn)輕微的上升趨勢，在隨后的發(fā)酵過程中，茶葉中鉀離子的含量持續(xù)下降。

2.4 發(fā)酵過程中鋅含量的變化

茶葉鋅的含量與茶葉的等級呈正相關(guān)，茶葉中鋅的含量越高說明茶葉越細(xì)嫩，同時茶葉中鋅的含量對茶樹的生長具有非常重要的作用[10]。圖2結(jié)果表明隨著發(fā)酵時間的延長，茶葉中鋅的含量呈現(xiàn)上升的趨勢。茶葉中的鋅含量初始值為31.08 μg/g，第30 d時含量最高為36.23 μg/g，增加了16.57%。這說明信陽茶葉的發(fā)酵有利于鋅元素的積累。

2.5 發(fā)酵過程中銅含量的變化

銅是多酚氧化酶和抗壞血酸氧化酶的輔基，在茶葉的發(fā)酵過程中，多酚氧化酶能促使兒茶素類物質(zhì)氧化成茶紅素、茶黃素、茶褐素等有色物質(zhì)，使多酚類物質(zhì)減少，兒茶素降低，從而使得茶湯的苦澀味和收斂性降低[9]。圖3說明茶葉發(fā)酵過程中銅離子呈持續(xù)上升的趨勢。

2.6 發(fā)酵過程中錳離子的變化

圖3是茶葉發(fā)酵過程中錳含量的變化情況，錳的含量初始值為461.61 μg/g，第6 d時含量達(dá)到最高值為637.81 μg/g，隨后開始降低，到第30 d時為578.51 μg/g。該結(jié)果表明：隨著發(fā)酵時間的推移，錳含量呈先上升后下降的趨勢。

2.7 發(fā)酵過程中鉛離子的變化

鉛離子在人體內(nèi)聚集后將會影響人體的血液循環(huán)、心血管、消化、泌尿等系統(tǒng)，造成嚴(yán)重的后果甚至是死亡。我國國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定食品中鉛離子含量低于5 μg/g。由圖4顯示，在整個茶葉發(fā)酵過程中，鉛離子的含量有增加的趨勢，其中初始值為0.45 μg/g，第12 d時達(dá)到最高值0.53 μg/g，增加了17.23%。但鉛離子的含量在整個發(fā)酵過程中均遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。2.8 發(fā)酵過程中鉻離子的變化鉻雖然是人體必需微量元素之一，但其過量吸收會損傷人體DNA和肝臟，積累到一定程度后還會引起基因突變。圖4顯示了發(fā)酵過程中鉻離子的變化，從圖中可以看出鉻離子在發(fā)酵過程中有上升趨勢，由最初的1.39 μg/g，增加到1.58 μg/g（第18 d），增加了12.95%。在整個發(fā)酵過程中茶葉中，鉻離子的含量均低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（≤5 μg/g）。

3 結(jié)論

本文研究了信陽毛尖在發(fā)酵過程中金屬離子的變化情況，其中鈣離子和錳離子在整個發(fā)酵過程中含量有所增加，呈先上升后下降的趨勢。銅離子和鋅離子隨著茶葉發(fā)酵時間的延長，呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢。鉀離子和鐵離子呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，其含量有所下降。另外在鉛離子和鉻離子兩種有毒重金屬的變化研究中，發(fā)現(xiàn)其含量呈現(xiàn)上升的趨勢，但其含量均滿足相關(guān)的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張勃.中國茶經(jīng)[M].長春：吉林出版集團(tuán)有限責(zé)任公司，2010.

[2]王榮榮，王家東.不同茶汁濃度對紅茶菌發(fā)酵夏秋茶過程中菌膜和茶多酚的影響研究[J].信陽農(nóng)林學(xué)院學(xué)報，2015，25（2）：104-106.

[3]尹鵬，王子浩，劉盼盼，等.信陽紅茶香氣成分分析[J].食品工業(yè)，2019，40（3）：293-297.

[4]韓艷霞，張鐳，師兆忠，等.信陽紅茶發(fā)酵工藝研究[J].中國釀造，2013（7）：141-143.

[5]梁冬松，王芳，韋炎冶，等.高效液相色譜法同時測定發(fā)酵前后白參菌茶中六種活性成分[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2020，46（8）：234-238.

[6]梁名志，夏麗飛，陳林波，等.普洱茶渥堆發(fā)酵過程中理化指標(biāo)的變化研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2006，22（10）：321.

[7]陳保，蒲泓君，刀仕強(qiáng)，等.普洱茶渥堆發(fā)酵過程中金屬元素的變化研究[J].食品工業(yè)科技，2016，37（4）：246-249.

[8]鄧波，王莎，吳漢奇.正交試驗(yàn)設(shè)計在茶葉鐵、鋅、銅含量測定中的應(yīng)用[J].食品研究與開發(fā)，2020.

[9]吳云影，莊東紅，李張偉.新鮮鳳凰單樅茶葉與成品鳳凰單樅茶葉微量元素含量比較[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（11）：359-361.

[10]呂連梅，董尚勝.茶樹的鉀素營養(yǎng)[J].茶葉，2003，29（4）：195-197.

作者簡介：石文貞（1983-），女，漢族，天津人，碩士，中級工程師。研究方向：飲料加工。