信陽(yáng)毛尖主要生化成分及安全性分析

周潔 王彬 崔繼來(lái) 李佳慧 鄭書(shū)慧 宋歡

信陽(yáng)市地處東經(jīng)113°45＇～115°55＇、北緯31°46＇～31°52＇，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。日照充足，降雨豐沛，年平均氣溫15.1～15.3℃。信陽(yáng)市境內(nèi)土壤多為黃棕砂壤土，pH為4～6.5，腐殖質(zhì)含量較多，肥力較高。優(yōu)越的地理環(huán)境使得信陽(yáng)市適宜種植茶樹(shù)，是毛尖茶葉的主產(chǎn)地。截至2022年底，信陽(yáng)市茶園種植面積14.4萬(wàn)hm2，茶葉產(chǎn)量8.2萬(wàn)t，總產(chǎn)值153億元，茶葉從業(yè)人員達(dá)120萬(wàn)人。

信陽(yáng)毛尖茶葉生產(chǎn)歷史悠久。1987年考古工作者在信陽(yáng)市固始縣城關(guān)鎮(zhèn)白寺地14號(hào)古墓（屬戰(zhàn)國(guó)時(shí)期）中發(fā)現(xiàn)陪葬品中有茶葉，這證明固始縣早在2300多年前已有茶葉生產(chǎn)。唐朝茶圣陸羽在《茶經(jīng)》中記載：“淮南，以光州上”。光州就是現(xiàn)在潢川縣、光山縣、商城縣一帶。北宋大文學(xué)家蘇東坡也曾贊嘆道：“淮南茶，信陽(yáng)第一。”信陽(yáng)毛尖茶葉品質(zhì)優(yōu)異，以細(xì)、圓、緊、直、多白毫、香高、味濃、色綠著稱。早在1915年首屆“巴拿馬萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)”上，信陽(yáng)毛尖茶葉榮獲世界茶葉金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆Ｐ抨?yáng)毛尖也是“中國(guó)十大茶葉區(qū)域公用品牌”，并入選中國(guó)農(nóng)業(yè)品牌目錄。

信陽(yáng)毛尖的茶樹(shù)品種、加工方式、采摘時(shí)間、采摘級(jí)別、產(chǎn)茶區(qū)域等對(duì)信陽(yáng)毛尖茶葉品質(zhì)均有影響。茶葉中含有磷、鉀、鈣、鎂、錳、銅、鋅等20多種元素，這些元素對(duì)人體代謝活動(dòng)都具有十分重要的作用。茶葉中金屬離子含量與土壤、周圍環(huán)境有關(guān)，也與茶葉加工、儲(chǔ)藏等因素有關(guān)。此外，茶葉中的礦物質(zhì)對(duì)信陽(yáng)毛尖茶葉品質(zhì)有影響。我國(guó)自2015年正式實(shí)施《食品安全法》。2021年的《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB 2763—2021），把茶葉中農(nóng)藥殘留檢測(cè)項(xiàng)由原來(lái)的65項(xiàng)增加到106項(xiàng)。

為了研究信陽(yáng)毛尖茶葉的主要生化成分和安全性，本研究選取了信陽(yáng)市20個(gè)茶葉樣品作為研究對(duì)象，對(duì)信陽(yáng)毛尖主要生化成分、4種金屬離子及16種農(nóng)藥殘留量進(jìn)行檢測(cè)分析，了解信陽(yáng)毛尖茶葉的品質(zhì)、衛(wèi)生及質(zhì)量安全情況，評(píng)價(jià)茶葉是否受到污染，是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。這對(duì)無(wú)公害茶園和有機(jī)茶生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，也為信陽(yáng)毛尖茶葉的加工及茶園管理提供數(shù)據(jù)支撐。

一、材料與方法

（一）材料

選取的20個(gè)信陽(yáng)毛尖茶葉樣品購(gòu)買于信陽(yáng)市茶葉一條街、信陽(yáng)國(guó)際茶城、信陽(yáng)茶葉城等三個(gè)茶葉市場(chǎng)，均為2021年茶葉。

（二）方法

水分的測(cè)定采用《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》（GB 5009.3—2016）的直接干燥法，灰分的測(cè)定采用《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定》（GB 5009.4—2016）的高溫灼燒法，水浸出物含量的測(cè)定采用GB/T 8305—2013的全量法，咖啡堿含量的測(cè)定采用GB/T 8312—2013 的高效液相色譜（HPLC）法，茶多酚含量的測(cè)定采用GB/T 8313—2018的福林酚法，兒茶素含量的測(cè)定采用GB/T 8313—2018的HPLC法，游離氨基酸總量的測(cè)定采用GB/T 8314—2013的茚三酮比色法，茶氨酸含量的測(cè)定采用GB/T 23193—2017的HPLC法，銅離子的測(cè)定采用GB 5009.13—2017的火焰原子吸收光譜法，鉀離子的測(cè)定采用GB 5009.91—2017的火焰原子吸收光譜法，鎂離子的測(cè)定采用GB 5009.241—2017的火焰原子吸收光譜法，錳離子的測(cè)定采用GB 5009.242—2017的火焰原子吸收光譜法，農(nóng)藥殘留的測(cè)定采用GB/T 23204—2008的氣相色譜（GC-MS）法。

（三）火焰原子吸收光譜儀工作條件

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)實(shí)際情況，考慮檢測(cè)效果最優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)液濃度范圍覆蓋所有檢測(cè)液的濃度，通過(guò)大量試驗(yàn)研究確定了儀器工作參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度系列，如表1所示。

（四） GC-MS工作條件

1.前處理。一是提取。稱取5 g試樣于80 mL離心管中，加入15 mL乙腈，以15 000 r·min-1的速度 均質(zhì)提取1 min，4200 r·min-1離心5 min，取上清液。用15 mL乙腈重復(fù)提取一次，合并兩次提取液，40℃旋蒸至1 mL。二是凈化。在Cleanert TPT（茶葉萃取柱）中加入2 cm高無(wú)水硫酸鈉，移入提取濃縮液，用25 mL甲苯、乙腈（1：3）洗脫液洗滌，40℃旋蒸至0.5 mL。加入5 mL正己烷進(jìn)行溶劑交換，重復(fù)兩次，合并萃取液氮吹至1 mL，加入40μL內(nèi)標(biāo)液，混勻待用。

2.氣-質(zhì)條件。一是色譜柱。DB-1701石英毛細(xì)管柱。色譜柱溫度：40℃保持1 min，然后以30℃·min-1的速度升溫至130℃，再以5℃·min-1的速度升溫至250℃，以10℃·min-1的速度升溫至300℃，保持5 min。二是載氣。氦氣，純度≥99.999 %，流速1.2 mL·min-1。進(jìn)樣口溫度290℃，進(jìn)樣量1μL。進(jìn)樣方式：無(wú)分流進(jìn)樣。15 min后打開(kāi)閥。電子轟擊源：70 eV。離子源溫度：230℃。GC-MS接口溫度：280℃。

根據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB 2763-2021），茶葉中滅線磷、甲拌磷、氯唑磷等16種農(nóng)藥最大殘留限量如表2所示。

（五）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析采用Excel 2016和SPSS 26軟件。

二、結(jié)果與分析

（一）主要成分結(jié)果與分析

信陽(yáng)毛尖茶葉品質(zhì)與茶葉中主要化學(xué)成分的含量及其比例密切相關(guān)。水浸出物、茶多酚、咖啡堿、游離氨基酸、茶氨酸等是茶葉品質(zhì)的重要指標(biāo)。茶葉中水浸出物含量在一定程度上反映茶湯的濃淡，與茶葉品質(zhì)呈正相關(guān)。茶多酚是綠茶苦澀味形成的主要物質(zhì)，咖啡堿是茶葉苦味的重要因子，均與茶湯滋味有關(guān)。氨基酸作為鮮味物質(zhì)不僅與茶葉滋味有關(guān)，還參與茶葉香氣形成。茶氨酸是決定名優(yōu)綠茶鮮爽度的主要成分，能抑制咖啡堿和兒茶素的苦澀味。Sun等研究信陽(yáng)毛尖茶葉茶氨酸含量，發(fā)現(xiàn)早期茶氨酸含量占游離氨基酸總量的 44%～61%。本研究對(duì)20個(gè)信陽(yáng)毛尖茶葉樣品進(jìn)行內(nèi)含物質(zhì)成分測(cè)定，結(jié)果如表3。

茶葉中水浸出物含量為43.46%～53.29%，平均值48.85%，遠(yuǎn)高于名優(yōu)綠茶水浸出物38%的標(biāo)準(zhǔn)。茶多酚含量存在顯著差異，含量為158.93～244.43 mg·g-1，平均值209.29 mg·g-1。咖啡堿含量為32.49～59.24 mg·g-1，平均值48.45 mg·g-1。游離氨基酸總量為36.04～50.99 mg·g-1，平均值40.78 mg·g-1。茶氨酸含量為7.48～15.85 mg·g-1，平均值11.01 mg·g-1。信陽(yáng)市年平均氣溫較低，有利于氨基酸、咖啡堿等含氮化合物的合成與積累，因此20個(gè)茶葉中咖啡堿、游離氨基酸總量、茶氨酸含量均較高，但是不同茶葉之間各種成分的含量有顯著差異。

兒茶素類化合物在茶葉中含量豐富，是茶多酚的主要成分，包括酯型兒茶素和非酯型兒茶素，主要由兒茶素（C）、表兒茶素（EC）、表沒(méi)食子兒茶素（EGC）、表兒茶素沒(méi)食子酸酯（ECG）、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（EGCG）等組成。尤（YU）等采用改良版的半舌測(cè)試法作為感官測(cè)試的手段，發(fā)現(xiàn)EGCG與茶葉的苦澀味相關(guān)。Narukawa等研究發(fā)現(xiàn)，人體苦味受體細(xì)胞對(duì)ECG的反應(yīng)最強(qiáng)烈，其次是EGCG。

信陽(yáng)毛尖茶葉中兒茶素類化合物含量較高。兒茶素類化合物含量由高到低依次是EGCG、ECG、EGC、EC、C。兒茶素類化合物含量為121.89～188.02 mg·g-1，平均值162.24 mg·g-1；EGCG含量為65.19～116.63 mg·g-1，平均值100.76 mg·g-1；ECG含量為16.94～39.38 mg·g-1，平均值28.11 mg·g-1；EGC含量為12.04～31.68 mg·g-1，平均值22.30 mg·g-1；EC含量為5.20～13.69 mg·g-1，平均值9.90g·g-1（見(jiàn)表4）。

（二）金屬離子結(jié)果與分析

火焰原子吸收分光光度法測(cè)定茶葉中金屬離子具有操作簡(jiǎn)便、干擾較少、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)火焰原子吸收光譜儀對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程相關(guān)結(jié)果（見(jiàn)表5）。

4種金屬元素的相關(guān)系數(shù)均在0.999 5以上，檢出限值低，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小。從測(cè)量過(guò)程和測(cè)量結(jié)果來(lái)看，標(biāo)準(zhǔn)溶液系列測(cè)定結(jié)果較理想，濃度與吸光度的線性關(guān)系好。該方法測(cè)定茶葉中的銅、鉀、鎂、錳4種金屬元素具有穩(wěn)定性好、快速高效、節(jié)約試劑、減少污染等優(yōu)點(diǎn)，檢測(cè)結(jié)果令人滿意。

茶葉富含鉀、鎂、錳，不同品種茶葉含量有差異。董喆等研究發(fā)現(xiàn)，信陽(yáng)毛尖是一種高鉀茶葉，錳含量極為豐富， 鎂的含量也較高。

測(cè)定結(jié)果中，銅離子含量為5.33～41.04 mg·kg-1，平均值17.37 mg·kg-1，高于30 mg·kg-1的茶葉樣品有2個(gè)。鉀離子含量為14 630.76～21 140.43 mg·kg-1，平均值18 192.47 mg·kg-1；鎂離子含量為1 386.82～2 846.53 mg·kg-1，平均值為2 024.50 mg·kg-1；錳離子含量為207.27～903.61 mg·kg-1，平均值為559.78 mg·kg-1（見(jiàn)表6）。

馬嬙等研究全國(guó)各省幾類茶葉，發(fā)現(xiàn)銅元素普遍存在于各類茶葉中，變化范圍為5～25 mg·kg-1，平均值13.90 mg·kg-1。Podwika等研究幾個(gè)國(guó)家綠茶中銅離子含量平均值為17.5 mg·kg-1。尚玉婷等利用熒光分析法測(cè)定的茶葉中銅離子含量為10.94～11.94 mg·kg-1。尹鵬等研究46個(gè)信陽(yáng)毛尖茶葉銅離子含量平均值為18.855 6 mg·kg-1。董喆等研究信陽(yáng)毛尖茶葉中銅離子含量平均值為15.35 mg·kg-1。宋江良等研究信陽(yáng)毛尖茶葉中銅離子含量平均值為18.13 mg·kg-1。王曉等根據(jù)信陽(yáng)文新茶葉近六年茶葉銅離子含量平均值18.38 mg·kg-1，對(duì)浉河區(qū)核心產(chǎn)茶區(qū)域的石塊進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得石塊中銅離子含量平均值為43.58 mg·kg-1，略低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15 618-2018中規(guī)定的最低限值50 mg·kg-1。研究表明，茶葉加工過(guò)程中使用銅質(zhì)機(jī)械，茶葉中銅離子含量明顯增加。我國(guó)現(xiàn)行茶葉衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)已明確規(guī)定，無(wú)公害茶葉中銅離子含量小于等于60 mg·kg-1，有機(jī)茶葉中銅離子含量小于等于30 mg·kg-1。所檢測(cè)的20個(gè)信陽(yáng)毛尖茶葉樣品均符合無(wú)公害茶葉標(biāo)準(zhǔn)，18個(gè)信陽(yáng)毛尖茶葉樣品符合有機(jī)茶葉標(biāo)準(zhǔn)。

鉀離子在茶樹(shù)體內(nèi)的含量?jī)H次于氮離子，具有重要生理功能。鉀離子在茶樹(shù)體內(nèi)含量以新梢中最高，隨著組織器官的老化而降低。劉嘉祺等檢測(cè)信陽(yáng)毛尖中鉀離子含量為18 187 mg·kg-1，董喆等測(cè)得的結(jié)果為20 807.99 mg·kg-1。土壤中鉀離子能提高茶葉中游離氨基酸、茶多酚及咖啡堿的含量。

信陽(yáng)毛尖茶葉中鎂離子含量較高，宋江良等測(cè)得信陽(yáng)毛尖中鎂離子含量為1 914.14 mg·kg-1，劉嘉祺等檢測(cè)信陽(yáng)毛尖中鎂離子含量為713 mg·kg-1，董喆等檢測(cè)信陽(yáng)毛尖中鎂離子含量為2 029.88 mg·kg-1。張巧萍等研究發(fā)現(xiàn)，信陽(yáng)茶園土壤中鎂含量較高，有效鎂含量為48.70～2 408.00 mg·kg-1。趙豐華等研究也證實(shí)信陽(yáng)市浉河區(qū)茶園土壤中有效鎂充足，含量范圍為58.2～2 409.1 mg·kg-1，丘陵茶園含量高于山地茶園。鎂不僅能夠提高茶葉的產(chǎn)量、改善茶葉品質(zhì)，還能提高氮的利用率。

茶樹(shù)是聚錳性植物，錳離子含量高于其他植物，且成熟葉中含量更高。陳森漳等研究綠茶中錳含量為650.22 mg·kg-1，唐永等發(fā)現(xiàn)錳離子含量綠茶＜鐵觀音＜花茶。曹麗玲等研究發(fā)現(xiàn)，不同茶葉中錳離子含量差異較大，其中信陽(yáng)毛尖茶葉中錳離子含量為813 mg·kg-1。宋江良等測(cè)得信陽(yáng)毛尖茶葉中錳離子含量為734.29 mg·kg-1，劉嘉祺等測(cè)得信陽(yáng)毛尖中錳離子含量為625 mg·kg-1，董喆等測(cè)得信陽(yáng)毛尖茶葉中錳離子含量為617.75 mg·kg-1。土壤是植物錳離子的主要來(lái)源。浉河區(qū)茶園土壤里有效態(tài)錳離子含量范圍為7.9～238.9 mg·kg-1，丘陵茶園高于山地茶園。信陽(yáng)市浉河區(qū)茶園石塊中錳離子含量平均值為133.382 mg·kg-1。錳離子可以通過(guò)影響各種酶進(jìn)而間接影響茶葉品質(zhì)。適量的錳離子可提高茶葉中的氨基酸、組氨酸、精氨酸等含量，但錳離子對(duì)茶葉中的多酚含量有一定的抑制作用。

4種金屬離子在信陽(yáng)毛尖茶葉中含量均有差異。鉀離子與鎂離子含量呈顯著正相關(guān)。

（三）農(nóng)藥殘留量檢測(cè)結(jié)果與分析

本研究共檢測(cè)了16種農(nóng)藥殘留，分別是滅線磷、甲拌磷、氯唑磷、甲基對(duì)硫磷、水胺硫磷、啶氧菌酯、蟲(chóng)螨腈、喹螨醚、氯菊酯、噠螨靈、氟氯氰菊酯、高效氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氰戊菊酯、S-氰戊菊酯。在20個(gè)茶葉樣品中，只有4號(hào)茶樣和18號(hào)茶樣中檢測(cè)出蟲(chóng)螨腈，含量分別是0.053 mg·kg-1 和0.066 mg·kg-1，遠(yuǎn)低于國(guó)家殘留限量值20 mg·kg-1。其余農(nóng)藥殘留成分在20個(gè)茶葉樣品中均未檢出。

信陽(yáng)毛尖常見(jiàn)的病蟲(chóng)害有茶尺蠖、芽葉病、小綠葉蟬、蚜蟲(chóng)等，對(duì)病蟲(chóng)害的防治要以預(yù)防為主，一旦發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害感染，可以適當(dāng)用藥劑防治。茶葉中檢測(cè)出的蟲(chóng)螨腈屬于低毒型的殺蟲(chóng)劑，對(duì)茶葉中茶小綠葉蟬、茶假眼小綠葉蟬、茶棍薊馬、茶跗線螨、茶谷蛾等有較好的除殺效果。

三、討論

信陽(yáng)毛尖享譽(yù)中外。受季節(jié)、海拔、茶園管理等因素影響，20個(gè)信陽(yáng)毛尖茶葉茶多酚、兒茶素類化合物、咖啡堿、游離氨基酸、茶氨酸等含量較高，同時(shí)存在差異性。20個(gè)信陽(yáng)毛尖茶葉中銅離子含量均符合無(wú)公害茶葉標(biāo)準(zhǔn)，鉀離子、鎂離子、錳離子含量較高。20個(gè)信陽(yáng)毛尖茶葉中所檢測(cè)的16項(xiàng)農(nóng)藥殘留均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，證明信陽(yáng)毛尖茶葉品質(zhì)較好，安全性高，可放心飲用。

基金項(xiàng)目：信陽(yáng)師范學(xué)院青年科研基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)為904/2204502）。

（責(zé)任編輯? ?劉沛儒）