信陽紅茶發酵過程中金屬元素的變化

摘 要：本文以信陽紅茶為原料，對發酵過程中金屬離子的遷移變化進行了研究，研究結果表明：在整個發酵過程中，銅離子和鋅離子呈持續上升趨勢;鈣離子和錳離子呈先上升后下降的趨勢，在整個發酵過程中其含量均有所增加。鉀離子和鐵離子呈現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，發現其含量呈現上升的趨勢，但在整個發酵過程中，其含量均滿足相關的國家和行業標準。

關鍵詞：紅茶;金屬元素;發酵

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

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

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），洛陽昊華化學試劑有限公司;過氧化氫，天津市風船化學試劑科技有限公司;Ca、Cu、Fe、Mn、Zn、Pb、Al和K標準儲備液，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.2 儀器與設備

分析天平，上海精密儀器儀表有限公司;高速離心機，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有限公司;Optima 2100DV電感耦合等離子發射光譜儀，美國PE公司。

1.3 試驗與方法

1.3.1 樣品預處理（發酵）

取信陽毛尖茶葉500 g，接種黑曲霉（濃度為106 CFU/ml），調節水分含量至25%。置于40 ℃的恒溫箱中培養，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準中的方法。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 結果與分析

2.1 發酵過程中鐵含量的變化

鐵是茶樹必需的營養元素，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酵過程具有明顯變化，并參與相關反應[8]。圖1顯示了鐵元素在信陽茶葉發酵過程中的變化情況，呈現出先上升后下降的趨勢。其中在第6 d，鐵元素的含量達到了最高值（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酵過程中，溫度和微生物造成了鐵離子的流失，這一結果與吳云影等人的研究相似[8]。

2.2 發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酵過程中鈣離子的變化情況，結果顯示，信陽茶葉在發酵過程中，鈣離子的含量呈現先增加后下降的趨勢。鈣離子的初始值為1 543.5 μg/g，隨著發酵時間的延長，在第6 d時達到最大值（1 932.76 μg/g），隨后開始下降，但整個發酵過程中鈣離子含量有所增加。

2.3 發酵過程中鉀含量的變化

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

2.4 發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，茶葉中鋅的含量越高說明茶葉越細嫩，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結果表明隨著發酵時間的延長，茶葉中鋅的含量呈現上升的趨勢。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酵有利于鋅元素的積累。

2.5 發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，在茶葉的發酵過程中，多酚氧化酶能促使兒茶素類物質氧化成茶紅素、茶黃素、茶褐素等有色物質，使多酚類物質減少，兒茶素降低，從而使得茶湯的苦澀味和收斂性降低[9]。圖3說明茶葉發酵過程中銅離子呈持續上升的趨勢。

2.6 發酵過程中錳離子的變化

圖3是茶葉發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。該結果表明：隨著發酵時間的推移，錳含量呈先上升后下降的趨勢。

2.7 發酵過程中鉛離子的變化

鉛離子在人體內聚集后將會影響人體的血液循環、心血管、消化、泌尿等系統，造成嚴重的后果甚至是死亡。我國國家食品安全標準規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時達到最高值0.53 μg/g，增加了17.23%。但鉛離子的含量在整個發酵過程中均遠低于國家標準。2.8 發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顯示了發酵過程中鉻離子的變化，從圖中可以看出鉻離子在發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%。在整個發酵過程中茶葉中，鉻離子的含量均低于行業標準（≤5 μg/g）。

3 結論

本文研究了信陽毛尖在發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酵時間的延長，呈現持續上升的趨勢。鉀離子和鐵離子呈現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，發現其含量呈現上升的趨勢，但其含量均滿足相關的國家和行業標準。

參考文獻

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[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].江蘇農業科學，2014，42（11）：359-361.

[10]呂連梅，董尚勝.茶樹的鉀素營養[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。