信陽毛尖主要生化成分及安全性分析

信陽師范學院生命科學學院 周潔 王彬 崔繼來

信陽師范學院茶葉檢測中心 李佳慧 鄭書慧 宋歡

信陽市地處東經113°45′～115°55′、北緯31°46′～31°52′，屬亞熱帶季風氣候。日照充足，降雨豐沛，年平均氣溫15.1～15.3℃。信陽市境內土壤多為黃棕砂壤土，pH 為4～6.5，腐殖質含量較多，肥力較高。優越的地理環境使得信陽市適宜種植茶樹，是毛尖茶葉的主產地。截至2022 年底，信陽市茶園種植面積14.4 萬hm2，茶葉產量8.2 萬t，總產值153 億元，茶葉從業人員達120 萬人。

信陽毛尖茶葉生產歷史悠久。1987 年考古工作者在信陽市固始縣城關鎮白寺地14 號古墓（屬戰國時期）中發現陪葬品中有茶葉，這證明固始縣早在2300 多年前已有茶葉生產。唐朝茶圣陸羽在《茶經》中記載：“淮南，以光州上”。光州就是現在潢川縣、光山縣、商城縣一帶。北宋大文學家蘇東坡也曾贊嘆道：“淮南茶，信陽第一。”信陽毛尖茶葉品質優異，以細、圓、緊、直、多白毫、香高、味濃、色綠著稱。早在1915 年首屆“巴拿馬萬國博覽會”上，信陽毛尖茶葉榮獲世界茶葉金質獎章。信陽毛尖也是“中國十大茶葉區域公用品牌”，并入選中國農業品牌目錄。

信陽毛尖的茶樹品種、加工方式、采摘時間、采摘級別、產茶區域等對信陽毛尖茶葉品質均有影響。茶葉中含有磷、鉀、鈣、鎂、錳、銅、鋅等20 多種元素，這些元素對人體代謝活動都具有十分重要的作用。茶葉中金屬離子含量與土壤、周圍環境有關，也與茶葉加工、儲藏等因素有關。此外，茶葉中的礦物質對信陽毛尖茶葉品質有影響。我國自2015 年正式實施《食品安全法》。2021 年的《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》（GB 2763—2021），把茶葉中農藥殘留檢測項由原來的65 項增加到106 項。

為了研究信陽毛尖茶葉的主要生化成分和安全性，本研究選取了信陽市20 個茶葉樣品作為研究對象，對信陽毛尖主要生化成分、4 種金屬離子及16 種農藥殘留量進行檢測分析，了解信陽毛尖茶葉的品質、衛生及質量安全情況，評價茶葉是否受到污染，是否符合國家標準。這對無公害茶園和有機茶生產的可持續發展具有重要意義，也為信陽毛尖茶葉的加工及茶園管理提供數據支撐。

一、材料與方法

（一）材料

選取的20 個信陽毛尖茶葉樣品購買于信陽市茶葉一條街、信陽國際茶城、信陽茶葉城等三個茶葉市場，均為2021 年茶葉。

（二）方法

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

根據國家標準及檢測實際情況，考慮檢測效果最優化和標準液濃度范圍覆蓋所有檢測液的濃度，通過大量試驗研究確定了儀器工作參數和標準溶液濃度系列，如表1 所示。

表1 火焰原子吸收光譜儀工作參數及標準溶液系列濃度

（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 均質提取1 min，4200 r·min-1離心5 min，取上清液。用15 mL 乙腈重復提取一次，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 正己烷進行溶劑交換，重復兩次，合并萃取液氮吹至1 mL，加入40μL 內標液，混勻待用。

2.氣-質條件。一是色譜柱。DB-1701 石英毛細管柱。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。進樣口溫度290℃，進樣量1μL。進樣方式：無分流進樣。15 min 后打開閥。電子轟擊源：70 eV。離子源溫度：230℃。GC-MS 接口溫度：280℃。

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

表2 茶葉中農藥殘留量限量值

（五）數據分析

數據整理和統計分析采用Excel 2016 和SPSS 26 軟件。

二、結果與分析

（一）主要成分結果與分析

信陽毛尖茶葉品質與茶葉中主要化學成分的含量及其比例密切相關。水浸出物、茶多酚、咖啡堿、游離氨基酸、茶氨酸等是茶葉品質的重要指標。茶葉中水浸出物含量在一定程度上反映茶湯的濃淡，與茶葉品質呈正相關。茶多酚是綠茶苦澀味形成的主要物質，咖啡堿是茶葉苦味的重要因子，均與茶湯滋味有關。氨基酸作為鮮味物質不僅與茶葉滋味有關，還參與茶葉香氣形成。茶氨酸是決定名優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 等研究信陽毛尖茶葉茶氨酸含量，發現早期茶氨酸含量占游離氨基酸總量的44%～61%。本研究對20 個信陽毛尖茶葉樣品進行內含物質成分測定，結果如表3。

表3 信陽毛尖茶主要化學成分含量

茶葉中水浸出物含量為43.46%～53.29%，平均值48.85%，遠高于名優綠茶水浸出物38%的標準。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)、表沒食子兒茶素(EGC)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)等組成。尤（YU）等采用改良版的半舌測試法作為感官測試的手段，發現EGCG 與茶葉的苦澀味相關。Narukawa 等研究發現，人體苦味受體細胞對ECG 的反應最強烈，其次是EGCG。

信陽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9.90 g·g-1（見表4）。

表4 信陽毛尖茶兒茶素類化合物含量

（二）金屬離子結果與分析

火焰原子吸收分光光度法測定茶葉中金屬離子具有操作簡便、干擾較少、靈敏度高等優點。通過火焰原子吸收光譜儀對標準溶液的測定，得到標準曲線回歸方程相關結果（見表5）。

表5 標準曲線回歸方程

4 種金屬元素的相關系數均在0.999 5 以上，檢出限值低，相對標準偏差小。從測量過程和測量結果來看，標準溶液系列測定結果較理想，濃度與吸光度的線性關系好。該方法測定茶葉中的銅、鉀、鎂、錳4 種金屬元素具有穩定性好、快速高效、節約試劑、減少污染等優點，檢測結果令人滿意。

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

測定結果中，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。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（見表6）。

表6 信陽毛尖茶金屬離子含量

表7 信陽毛尖茶各金屬離子間相關矩陣

馬嬙等研究全國各省幾類茶葉，發現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 等研究幾個國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 個信陽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。宋江良等研究信陽毛尖茶葉中銅離子含量平均值為18.13 mg·kg-1。王曉等根據信陽文新茶葉近六年茶葉銅離子含量平均值18.38 mg·kg-1，對浉河區核心產茶區域的石塊進行檢測，測得石塊中銅離子含量平均值為43.58 mg·kg-1，略低于國家標準GB 15 618-2018 中規定的最低限值50 mg·kg-1。研究表明，茶葉加工過程中使用銅質機械，茶葉中銅離子含量明顯增加。我國現行茶葉衛生標準已明確規定，無公害茶葉中銅離子含量小于等于60 mg·kg-1，有機茶葉中銅離子含量小于等于30 mg·kg-1。所檢測的20 個信陽毛尖茶葉樣品均符合無公害茶葉標準，18 個信陽毛尖茶葉樣品符合有機茶葉標準。

鉀離子在茶樹體內的含量僅次于氮離子，具有重要生理功能。鉀離子在茶樹體內含量以新梢中最高，隨著組織器官的老化而降低。劉嘉祺等檢測信陽毛尖中鉀離子含量為18 187 mg·kg-1，董喆等測得的結果為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。

信陽毛尖茶葉中鎂離子含量較高，宋江良等測得信陽毛尖中鎂離子含量為1 914.14 mg·kg-1，劉嘉祺等檢測信陽毛尖中鎂離子含量為713 mg·kg-1，董喆等檢測信陽毛尖中鎂離子含量為2 029.88 mg·kg-1。張巧萍等研究發現，信陽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信陽市浉河區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量、改善茶葉品質，還能提高氮的利用率。

茶樹是聚錳性植物，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，唐永等發現錳離子含量綠茶＜鐵觀音＜花茶。曹麗玲等研究發現，不同茶葉中錳離子含量差異較大，其中信陽毛尖茶葉中錳離子含量為813 mg·kg-1。宋江良等測得信陽毛尖茶葉中錳離子含量為734.29 mg·kg-1，劉嘉祺等測得信陽毛尖中錳離子含量為625 mg·kg-1，董喆等測得信陽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源。浉河區茶園土壤里有效態錳離子含量范圍為7.9～238.9 mg·kg-1，丘陵茶園高于山地茶園。信陽市浉河區茶園石塊中錳離子含量平均值為133.382 mg·kg-1。錳離子可以通過影響各種酶進而間接影響茶葉品質。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。

（三）農藥殘留量檢測結果與分析

本研究共檢測了16 種農藥殘留，分別是滅線磷、甲拌磷、氯唑磷、甲基對硫磷、水胺硫磷、啶氧菌酯、蟲螨腈、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 個茶葉樣品中，只有4 號茶樣和18號茶樣中檢測出蟲螨腈，含量分別是0.053 mg·kg-1和0.066 mg·kg-1，遠低于國家殘留限量值20 mg·kg-1。其余農藥殘留成分在20 個茶葉樣品中均未檢出。

信陽毛尖常見的病蟲害有茶尺蠖、芽葉病、小綠葉蟬、蚜蟲等，對病蟲害的防治要以預防為主，一旦發現病蟲害感染，可以適當用藥劑防治。茶葉中檢測出的蟲螨腈屬于低毒型的殺蟲劑，對茶葉中茶小綠葉蟬、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

信陽毛尖享譽中外。受季節、海拔、茶園管理等因素影響，20 個信陽毛尖茶葉茶多酚、兒茶素類化合物、咖啡堿、游離氨基酸、茶氨酸等含量較高，同時存在差異性。20 個信陽毛尖茶葉中銅離子含量均符合無公害茶葉標準，鉀離子、鎂離子、錳離子含量較高。20 個信陽毛尖茶葉中所檢測的16 項農藥殘留均符合國家標準，證明信陽毛尖茶葉品質較好，安全性高，可放心飲用。