砖茶中氟及水溶性成分浸出规律的研究

杨培迪 何春雷 刘振 赵洋 成杨 杨阳*

（1湖南省农业科学院茶叶研究所·长沙·410125；2四川农业大学林学园艺学院·雅安·625014）

自1984年首次报道砖茶型氟中毒以来，如何降低砖茶中氟的溶出和减少少数民族同胞对氟的摄取量就开始受到众多学者的关注，并进行了大量的研究[1～5]。由于茶树是一种聚氟作物，且氟主要集中在茶树的叶片尤其是成熟叶片[6,7]，因此不科学地饮茶就会摄取过量的氟并危害身体健康，导致氟骨症、氟斑牙等疾病的产生[8～11]。砖茶是一类特殊的发酵型茶，目前主要用成熟度较高的叶片和部分茎梗加工而成，砖茶氟含量较高。研究砖茶中的氟溶出动态，对科学饮用砖茶具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试材料为四川省雅安某砖茶厂的康砖，粉碎混匀后备用。

1.2 实验主要仪器与药品

主要仪器∶万分之一电子天平；PHSJ-5酸度计；PF-1型氟离子选择电极及甘汞电极；可调温电炉；电热恒温鼓风干燥箱；恒温水浴锅，植物多功能粉碎机。主要试剂为柠檬酸三钠、HCL等均为国产分析纯。

1.3 试验方法

1.3.1 测定方法

茶叶中水溶性氟含量的测定：按照马立锋[12]的测定方法进行。

水溶性成分含量的测定：按照茶叶中水浸出物含量的测定方法进行[13]。

1.3.2 不同温度的茶叶氟及水溶性成分测定

称取4.0000g砖茶于500ml三角瓶中，加入200ml 25℃、40℃、60℃、80℃、100℃的蒸馏水，浸泡10min后抽滤，滤液冷却后定容至250ml容量瓶，测定氟含量和水溶性成分含量。试验重复三次。

1.3.3 不同茶水比的茶叶氟及水溶性成分测定

称取5.0000g砖茶于500 ml三角瓶中，加入不同体积沸腾蒸馏水，使茶水比（W∶V）分别为 1∶20、1∶30、1∶40、1∶50；称取 2.0000g 砖茶于 500 ml三角瓶中，加入200ml沸腾蒸馏水，使茶水比为1∶100。浸泡10min后抽滤，滤液冷却后定容至250ml容量瓶，测定氟含量和水溶性成分含量。试验重复三次。

1.3.4 不同冲泡时间的茶叶氟及水溶性成分测定

称取4.0000g砖茶于500 ml三角瓶中，加入200ml沸腾蒸馏水，分别浸泡 1min、3min、5min、10min、15min、25min和40min后抽滤，滤液冷却后定容至250ml容量瓶，测定氟含量和水溶性成分含量。试验重复三次。

1.3.5 不同冲泡次数的茶叶氟及水溶性成分测定

称取4.0000g砖茶于500ml三角瓶中，加入200ml沸腾蒸馏水，浸泡5min后抽滤，滤液冷却后定容至250ml容量瓶；之后对茶渣用200ml沸腾蒸馏水浸泡4次，每次5min，滤液冷却后定容至250ml容量瓶，测定氟含量和水溶性成分含量。试验重复三次。

1.3.6 不同熬煮时间的茶叶氟及水溶性成分测定

称取4.0000g砖茶于500ml具塞三角瓶中，加入200ml冷蒸馏水，在电炉上分别熬煮5min、10min、15min、25min、45min、60min 后趁热抽滤，滤液冷却后定容至250ml容量瓶。测定氟含量和水溶性成分含量。试验重复三次。

1.4 统计方法

试验数据在Excel2003中整理，并在DPSv7.05软件中进行方差分析和参数拟合。

2 结果与分析

2.1 水溶性氟含量及水溶性成分含量

测得样品中水溶性氟含量为808.00mg/kg，水溶性成分含量为24.59%。

2.2 温度对浸出率的影响

温度对浸出率的影响见表1。可以看出，氟浸出率和水溶性成分浸出率随温度升高逐渐增加，25℃和40℃之间，氟浸出率和水溶性成分浸出率差异不明显，在80℃时氟浸出率达到最高，明显高于100℃。

表1 温度对浸出率的影响

2.3 茶水比对浸出率的影响

从表2可以看出，随着茶水比的减小，氟与水溶性成分的浸出率也逐渐增加。当茶水比为1∶100时，氟与水溶性成分的浸出率均达到最高。随着茶水比的减小，茶汤中的氟浓度呈现出下降的趋势，但氟浸出量增加，浸出率升高。这是由于用水量增加，茶汤氟浓度低，茶叶组织内外浓度压差大，氟浸出量高、浸出率也就高。

表2 茶水比对浸出率的影响

2.4 冲泡时间对浸出率的影响

从表3可以看出，氟和水溶性成分的浸出率都随时间的增加而明显增加，冲泡10min后浸出率增加缓慢。

表3 时间对浸出率的影响

图1 冲泡时间对浸出率的影响的回归分析

测定不同冲泡时间所得的第一泡茶汤中的氟浓度及水溶性成分浓度，进行回归分析，分别得到回归方程 y＝11.129lnx+22.948，r＝0.9808** （图1，A），y=8.1395lnx+23.694，r＝0.9461**（图1，B）。由图1的A、B两图可以看出氟的浸出率与水溶性成分的浸出率都随浸泡时间的增加而增加较快，具有相同的变化趋势。在冲泡的最初阶段浸出率增加，随后浸出率增加较慢，由于茶叶组织内外氟及水溶性成分浓度压差较大。随着压差的逐渐减小，浸出速率增加也趋于缓慢。

2.5 冲泡次数对浸出率的影响

从表4可以看出，前3次冲泡氟浸出率差异都显著。水溶性成分第1泡与第2泡差异显著。第3泡与之后，水溶性氟及水溶性成分的两次冲泡之间差异都不显著，这是由于茶叶中水溶性的氟及水溶性成分大部分在前3次冲泡中均已浸出所致。

表4 冲泡次数对浸出率的影响

从图2中可以看出，水溶性成分的浸出率随冲泡次数的增加而上升，其浸出率与冲泡次数的回归曲线为 y=213.312lnx+37.763，r＝0.9904**（图2，A）。氟的浸出率随冲泡次数的增加而不断上升（图2，B），与水溶性成分的浸出率有类似的变化趋势，其浸出率与冲泡次数的关系为y=25.29lnx+40.08，r＝0.9994**。由图2的A、B两图可以看出，氟的浸出与水溶性成分的浸出都是随冲泡次数的增加而增加，具有相近的变化趋势。

图2 冲泡次数对浸出率的影响的回归分析

2.6 熬煮时间对浸出率的影响

从表5可以看出，5～15min之间的氟浸出率与水溶性成分浸出率随熬煮时间的增加而较快增加，25min之后氟及水溶性成分浸出率差异不明显。

表5 不同敖煮时间对浸出率的影响

图3 熬煮时间对浸出率的影响的回归分析

从图3-A可以看出，氟的浸出率随熬煮时间的增加而呈上升的趋势，熬煮在10min之后氟的浸出率趋于平衡。氟和水溶性成分的浸出率随时间的增加而增加，有类似的变化趋势。测定熬煮不同时间所得的第一泡茶汤中的氟浓度及水溶性成分浓度，并将数据进行回归分析，分别得到回归方程

3 结论与讨论

3.1 不同温度氟的溶出总量不同

表6 温度对氟的溶出总量影响

本实验80℃测得的氟浸出率比100℃高（当茶水比为1∶100时），与冯婧[16]测得相反。从表6可以看出，冲泡的温度较低，氟的浸出量也较低，然而茶叶的冲泡需要一定的高温才能使茶汤的香味更多地发挥出来，水溶性成分特别是主要呈味物质也溶出得较多，因此在冲泡茶叶时最好使用温度较高的水，即80℃～100℃的水。并且第1泡只洗不饮，能有效减少氟的摄入量。

3.2 不同冲泡时间和冲泡方法氟的溶出总量不同

经专家们计算，藏胞砖茶人均年饮用量10.77千克，平均每天饮用29.3克[14]。如按本次实验的砖茶氟含量(808.00mg/kg)计算，当茶水比为1∶50时，熬煮5min、10min、15min的砖茶氟的浸出总量 (表7)，分别比25min时减少氟的摄入量42.97%、11.11%和1.90%。藏胞采用熬煮法，一般熬煮时间在30min左右，以熬煮25min计，每天从砖茶中的摄入氟量就达到20.91mg，是安全剂量的5倍多（WHO规定成人安全摄氟上限为4mg/天[15]）。而采用冲泡法，25min氟的浸出量为13.31mg，比熬煮法少浸出氟7.60mg，因此采用冲泡法能减少砖茶中氟的摄入。

表7 时间对冲泡法和敖煮法氟溶出总量的影响

3.3 不同冲泡次数氟的溶出总量不同

表8 冲泡次数对氟溶出总量的影响

在1∶50茶水比开水冲泡5 min的条件下，第1、2、3泡茶汤中的氟浸出率分别为39.91%、17.51%、11.19%，因此，若第1泡茶汤只用来冲洗茶而不饮，摄入的氟减少约4成。理论上，饮用29.3g氟含量为808.00mg/kg砖茶，第1、2、3泡茶汤的氟的摄入量16.27mg（表8），若只饮2、3泡茶汤则仅摄入氟6.79mg，但会损失37.48%的水溶性成分，增加了滋味成分(如茶多酚、氨基酸等)的损失。与冲泡法相比，在茶水比均为 1∶50，时间为 5min、10min、15min、25min的条件下，熬煮法的氟浸出率分别高出冲泡法8.51%、28.19%、30.59%、32.07%，第1泡若洗茶，会减少更多氟的摄入，但同时损失较多的滋味成分。

1 施嘉璠,何春雷,杜 晓.降低黑茶含氟量的研究II:降氟的方法及效果[J].四川农业大学学报,1991,9(3):411～416.

2 高夫军,陆建良,梁月荣,等.茶叶降氟措施研究[J].信阳农业高等专科学校学报,2002,12(3):36～38.

3 熊培生,黄文耀,李 阳,等.除氟剂筛选及其与茶汤相互影响的研究[J].中国地方病学杂志,2005,24(2):152～154.

4 王连方.DTF降茶氟剂降茶氟初步研究[J].中国地方病防治杂志,2003,18(1):17～19.

5 万桂敏,孙殿军,高 丽,等.活化蛇纹石降砖茶水氟含量可行性研究[J].中国地方病学志,2003,22(1):16～18.

6 马立锋,石元值,韩文炎,等.湘浙部分茶园氟质量分数的分析[J].浙江林学院学报,2005,22(1):28～32.

7 沙济琴,郑达贤.福建茶树鲜叶含量氟的研究[J].茶叶科学,1994,14(1):37～42.

8 J.Cao,Y.Zhao,J.W.Liu.Safety Evaluation and Fluorine Concentration of Pu'er Brick Tea and Bianxiao Brick Tea[J].Food and Chemical Toxicology,36(1998):1061～1063.

9 J.Cao,X..X..Bai,Y.Zhao,et al.The relationship of fluorosis and brick tea drinking in Chinese Tibetens[J].Environment Heaith Perspectives,1996,104(12):1340～1343.

10 朱永兴,H.Huang,杨昌云.饮茶不当对健康的危害、现象、机理及对策[J].科技通报,2001,21(5):571～576.

11 刘学慧,李树海,霍莉霞,等.内蒙古呼伦贝尔市饮茶型氟中毒调查与分析[J].中国地方病学杂志,2005,24(1):47～49.

12 马立锋,阮建云,石元值,等.茶叶中氟的测定方法研究[J].茶业通报,2003,25(3):103～104.

13 黄意欢主编.茶学实验技术[M].北京:中国农业出版社,1997.

14 卫生部饮砖茶型氟中毒专家调查组.四川阿坝与内蒙古陈旗砖茶中氟含量的调查[J].中国地方病学杂志,2000,19(2):107～109.

15 M.H.Wong,K.F.Fung,H.P.Carr.Aluminium and fluoride contents of tea,with emphasis on brick tea and their health implications[J].Toxicology Letters,2003,137:111～120.

16 冯 婧,侯彩云.茶氟浸出规律的试验研究[J].食品科技,2006,9:93～95.