磚茶中氟及水溶性成分浸出規律的研究

楊培迪 何春雷 劉振 趙洋 成楊 楊陽*

（1湖南省農業科學院茶葉研究所·長沙·410125；2四川農業大學林學園藝學院·雅安·625014）

自1984年首次報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民族同胞對氟的攝取量就開始受到眾多學者的關注，并進行了大量的研究[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]，因此不科學地飲茶就會攝取過量的氟并危害身體健康，導致氟骨癥、氟斑牙等疾病的產生[8～11]。磚茶是一類特殊的發酵型茶，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態，對科學飲用磚茶具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

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 實驗主要儀器與藥品

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

1.3 試驗方法

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。試驗重復三次。

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。試驗重復三次。

1.3.4 不同沖泡時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。試驗重復三次。

1.3.5 不同沖泡次數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。試驗重復三次。

1.3.6 不同熬煮時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。試驗重復三次。

1.4 統計方法

試驗數據在Excel2003中整理，并在DPSv7.05軟件中進行方差分析和參數擬合。

2 結果與分析

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。可以看出，氟浸出率和水溶性成分浸出率隨溫度升高逐漸增加，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℃時氟浸出率達到最高，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。當茶水比為1∶100時，氟與水溶性成分的浸出率均達到最高。隨著茶水比的減小，茶湯中的氟濃度呈現出下降的趨勢，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間的增加而明顯增加，沖泡10min后浸出率增加緩慢。

表3 時間對浸出率的影響

圖1 沖泡時間對浸出率的影響的回歸分析

測定不同沖泡時間所得的第一泡茶湯中的氟濃度及水溶性成分濃度，進行回歸分析，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的增加而上升，其浸出率與沖泡次數的回歸曲線為 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的關系為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的增加而增加，具有相近的變化趨勢。

圖2 沖泡次數對浸出率的影響的回歸分析

2.6 熬煮時間對浸出率的影響

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 不同敖煮時間對浸出率的影響

圖3 熬煮時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間的增加而增加，有類似的變化趨勢。測定熬煮不同時間所得的第一泡茶湯中的氟濃度及水溶性成分濃度，并將數據進行回歸分析，分別得到回歸方程

3 結論與討論

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

本實驗80℃測得的氟浸出率比100℃高（當茶水比為1∶100時），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揮出來，水溶性成分特別是主要呈味物質也溶出得較多，因此在沖泡茶葉時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 不同沖泡時間和沖泡方法氟的溶出總量不同

經專家們計算，藏胞磚茶人均年飲用量10.77千克，平均每天飲用29.3克[14]。如按本次實驗的磚茶氟含量(808.00mg/kg)計算，當茶水比為1∶50時，熬煮5min、10min、15min的磚茶氟的浸出總量 (表7)，分別比25min時減少氟的攝入量42.97%、11.11%和1.90%。藏胞采用熬煮法，一般熬煮時間在30min左右，以熬煮25min計，每天從磚茶中的攝入氟量就達到20.91mg，是安全劑量的5倍多（WHO規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 不同沖泡次數氟的溶出總量不同

表8 沖泡次數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，會減少更多氟的攝入，但同時損失較多的滋味成分。

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