茶树品种及采摘时期对茶叶铝含量的影响

吴志丹，江福英，张 磊（.福建省农业科学院茶叶研究所，福建　福安　35505；2.福建省红壤山地农业生态过程重点实验室，福建 福州 35003）



茶树品种及采摘时期对茶叶铝含量的影响

吴志丹1，2，江福英1，2，张 磊1
（1.福建省农业科学院茶叶研究所，福建福安355015；2.福建省红壤山地农业生态过程重点实验室，福建 福州 350013）

摘 要：测试分析不同适制乌龙茶品种（系）小至中开面的对夹二、三叶嫩梢茶叶铝含量，分析采摘时期对茶树新梢及茶汤铝含量的影响，阐明不同茶树品种及采摘时期对茶叶铝累积的影响并评价茶叶饮用安全。结果表明，福建省主栽适制乌龙茶品种（系）小至中开面的对夹二、三叶嫩梢茶叶铝含量在445.17～814.51 m g·kg- 1之间，肉桂、黄玫瑰和紫玫瑰茶树品种茶叶铝含量较高，梅占、金牡丹和佛手茶叶铝含量较低。茶树新梢茶叶铝含量随着生长时间的延长迅速提高，采用指数方程可以很好模拟茶树新梢铝累积与生长时间的关系，控制茶叶采摘时期是控制茶叶铝含量的有效措施；随着新梢生长时间的延长，茶汤铝含量、茶叶铝溶出量及茶叶铝溶出率迅速升高，但日常饮用乌龙茶铝摄入量在安全限量范围内，不会对人体造成伤害。

关键词：铝含量；茶树品种；采摘时期；茶树新梢；茶汤

茶树是典型的嗜铝作物，只能在酸性土壤中生长良好，并在叶片中累积大量的铝［1 - 2］。用来制作茶产品的茶树芽叶铝含量变化范围约为224～2633 m g·kg- 1［3］。铝为人体非必要元素，是一种对人体健康有害的元素，一些文献［4 - 5］在对铝的生物作用及流行病学研究中指出，茶叶所含高浓度铝是人群环境铝暴露的来源途径之一。田淑彩等［4］的调查表明，饮用砖茶奶茶铝摄入量及排泄途径血、发、尿中铝水平都明显高于对照组，饮茶型氟中毒表现为氟铝联合中毒。鉴于铝对人体健康产生负面影响，茶树是铝超积累植物，茶叶铝含量对茶叶质量安全的影响日益受到关注。

茶叶铝含量因茶树的生长环境及采摘标准存在差异，Ruan等［6］研究了相同茶树品种在不同地区生长，茶树体内铝累积的效应，结果发现一般土体酸化越严重，茶树体内累积的铝就越高；一般茶树老叶铝的累积量远高于茶树新叶［7］。然而从当前报道的文献来看，茶树铝累积的研究主要集中在不同茶类茶叶铝含量的调查及采用培养试验研究茶树幼苗对铝的吸收累积特性等［8 - 10］，而针对同一种植条件下，茶树品种及生长时间茶叶铝的累积动态研究还少见报道。乌龙茶悦人的色、香、味配合精致的茶艺文化，越来越受广大消费者的喜爱。一般情况下，由于乌龙茶采摘小至中开面的对夹二、三叶和一芽三、四叶嫩梢，茶叶新梢生长时间长于红、绿茶（一芽二叶）［11］，乌龙茶铝含量对茶叶质量安全的影响更受关注。据此，测定分析同一地块种植的不同乌龙茶品种（系）茶叶铝含量差异，探讨茶树新梢生长时间对茶叶及茶汤铝含量的影响，以期为乌龙茶铝含量的调控和茶叶的饮用安全性评估提供参考。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试材料均采自福建省农业科学院茶叶研究所2号山试验茶园（东经119°34′25″、北纬27°13′04″，海拔59 m），年均降雨量1646 m m，年无霜期285 d，年平均温度19.3℃，属中亚热带秋季风气候。供试茶园土壤p H值为4.01，有机碳含量13.42 g·kg- 1，全氮1.18 g·kg- 1，碱解氮152.48 m g·kg- 1，有效磷30.75 m g·kg- 1，速效钾115.42 mg·kg- 1，交换性铝204.12 m g·kg- 1；不同茶树品种统一种植于2009年12月。

于2015年4月12日～4月31日，根据不同茶树品种开采期按照乌龙茶采摘标准（小至中开面的对夹二、三叶嫩梢）采摘肉桂、金凤凰、金锁匙、佛手、铁观音、黄棪、梅占、茗科1号（金观音）、金牡丹、黄观音、紫牡丹、黄玫瑰和紫玫瑰等13个茶树品种（系）茶叶样品，分别为3人采摘，每人采摘样品为1次重复。选择福建省主栽品种之一金观音作为新梢生长时间对茶叶铝含量影响的研究对象，分别于4月1日（一芽三叶期）、4 月7日、4月13日、4月19日、4月25日（驻芽小到中开面）采摘金观音茶树当季生长新梢，分别为5人采摘，每人采摘样品为1次重复。

1.2样品处理与测定方法

茶叶样品的消煮：采摘鲜叶于80℃下一次性烘干粉碎；准确称取0.500 g茶叶粉碎样品于聚四氟乙烯熔样杯中，加去离子水3 m L，浓H N O33 m L，在电子控温板上120℃预处理5～10 min，加H2O22 m L然后置微波消解仪中消解，选择熔样压力2.0～2.5 M pa，时间5～8 min内消解完全。冷却后用去离子水定容至50 m L备用，同时做消化空白［12］。

茶汤的提取：茶汤提取参照茶叶生化成分含量测定茶汤提取方法［11］，称取3.000 g磨碎茶样于500 m L锥形瓶中，加沸蒸馏水450 m L，立即移入沸水浴中，浸提45 min（每隔10 min摇动1次）。浸提完毕后立即趁热减压过滤。滤液移入500 m L容量瓶中，残渣用少量热蒸馏水洗涤2～3次，并将滤液移入上述容量瓶中，冷却后用蒸馏水定容至刻度。

铝含量的测定：茶叶消煮液、茶汤样品过0.45μm滤膜，采用IC P - O ES测定铝含量。

1.3数据处理

采用Excel 2010和D PS 6.85数据处理软件进行数据统计与分析，茶叶铝的溶出量（m g·kg- 1）=茶汤体积（L）×茶汤铝含量（m g·L- 1）/茶叶质量（kg），茶叶铝的溶出率（%）=茶叶铝的溶出量（m g·kg- 1）/茶叶铝含量（m g·kg- 1）×100，平均数的比较采用最小显著差数法（LSD），显著水平为P＜0.05。

2　结果与讨论

2.1不同茶树品种新梢茶叶铝含量

不同品种的茶树铝含量有较明显差异，茶树对铝的吸收积累可能存在一定的遗传差异性［13］。从图1可以看出，在相同种植条件下，同一树龄同一采摘标准福建省主要适制乌龙茶茶树品种（系）小到中开面的对夹二、三叶嫩梢茶叶铝含量具有显著差异，不同茶树品种（系）茶叶铝含量范围445.17～814.51 m g·kg- 1，大小顺序为肉桂＞黄玫瑰＞紫玫瑰＞黄棪＞黄观音＞紫牡丹＞金凤凰＞金锁匙＞铁观音＞金观音＞佛手＞金牡丹＞梅占。已有研究结果显示，茶树体内铝的累积能力由基因型决定，如茶种比普洱变种具有较高的铝含量［14］，茶叶中的铝含量小叶种＞大叶种＞阿萨姆种［3］；孙云等［15］分析了不同产地乌龙茶茶叶铝含量的差异指出，闽南乌龙茶茶叶铝含量显著小于闽北乌龙茶茶叶铝含量。在本研究中，肉桂等适制闽北乌龙茶主栽品种及黄玫瑰、紫玫瑰等新品种茶叶铝含量较高，而铁观音、佛手、梅占等适制闽南乌龙茶主栽品种及金观音等新品种茶叶铝含量较低；从系统聚类分析方法也可以看出（图2），梅占、金牡丹和佛手为一类，茶叶铝含量范围为445.17～479.63m g·kg- 1；金观音、铁观音、金锁匙和金凤凰为一类，铝含量范围为506.89～565.64 m g·kg- 1；紫牡丹、黄观音和黄棪为一类，铝含量范围为602.63～627.43 m g·kg- 1；紫玫瑰、黄玫瑰和肉桂为一类，铝含量范围为720.41～814.51 m g·kg- 1。说明茶叶铝含量与茶树品种茶类适制性具有一定的相关性，适制闽北乌龙茶的茶树品种茶叶铝含量较高，适制闽南乌龙茶的茶树品种茶叶铝含量相对较低。

图1　不同茶树品种茶叶铝含量Fig.1 Al content in leaves of various tea cultivars

图2　聚类分析图Fig.2 Diagram of cluster analysis

2.2采摘时期对茶叶及茶汤铝含量的影响

在茶树生长过程中，铝在根部被吸收后主要运往叶部，最后积聚于叶表皮、栅栏组织的细胞壁中；越是成熟叶片，栅栏组织厚度越大，所以在茶树生长季节，芽叶越嫩，含铝量越低［16］。从图3可以看出，金观音茶树新梢随着生长时间的延长，茶叶成熟度提高，铝含量迅速升高，从4月1日的201.24 m g·kg- 1提高到4月25日665.21 m g·kg- 1，提高2.31倍；采用指数方程y = 196.53e0. 0483x（其中y为茶树新梢铝含量/ m g·kg- 1；x为茶树新梢生长天数/d，一芽三叶期为第1 d，x范围为一芽三叶期至驻芽小到中开面）可以很好模拟茶树新梢铝累积与生长时间的关系（R2= 0.9955，P＜0.01）。众多研究表明［17 - 18］，茶叶铝的含量在不同叶龄中具有显著的差异，老叶铝含量显著高于新叶含量。在本研究中，采用指数方程模拟茶树新梢铝累积与生长时间的关系，可以较好预测茶叶铝含量，采用控制采摘时间来降低茶叶铝含量具有一定的指导意义。

茶是一种重要的饮品，而由于铝的生物毒性和茶叶中较高的铝含量使得茶汤中铝的研究更受关注。茶叶水浸出物中总铝受多种因素影响，如树龄、茶叶的品种、茶园土壤的理化性质及浸提条件（如茶叶量与水的体积比、浸泡时间、浸泡次数、温度）等［19］。在本研究中，参照茶叶生化成分含量测定中茶汤提取方法［11］，采用同一茶园研究采摘时期对茶叶铝溶出的影响（表1），不同采摘时期金观音新梢茶汤铝的含量的范围0.19～2.24 m g·L- 1，随着新梢生长时间的延长，茶汤铝含量迅速增加，4月25日采摘新梢茶汤铝含量是4月1日的11.79倍；茶树新梢茶叶铝溶出量随新梢生长时间的延长迅速增加，从4月1日的31.57 m g·kg- 1提高到4月25日372.97 m g·kg- 1，提高10.81倍；茶树新梢生长时间对茶叶铝的溶出率叶具有显著的影响，茶树新梢铝的溶出率随着新梢生长时间的延长迅速增加，从4月1日的15.08%提高到4月25日的55.77%，提高2.70倍。高舸等［19］研究结果表明市售不同茶类茶叶铝的溶出率约为20%～40%，其中绿茶约为20%，花茶约为30%，而乌龙茶、铁观音茶等约为40%；由于不同茶类茶叶采摘标准不同，乌龙茶茶叶成熟度高于绿茶、花茶，在本研究中茶叶铝的溶出率随着茶叶生长时间的延长而增加。以上结果说明茶树新梢采摘时期对茶叶铝的溶出具有显著的影响，茶叶生长时间越长，茶叶铝含量越高，茶叶铝的溶出量及溶出率越高。

2.3基于茶叶铝溶出率乌龙茶饮用安全评价

饮茶是人体膳食摄入铝的主要来源之一［20］，联合国农粮组织及世界卫生组织食品添加剂专家委员会制定的铝暂定每周耐受摄入量（P T W I）为2 m g·kg- 1体重［21］。采用本研究中测定茶叶铝含量最高的茶树品种水仙，及最高的茶叶铝溶出量（55.77%）来估算乌龙茶的饮用安全，结果表明一个成年人日消费茶叶安全限量为37.74 g（表2）。结合饮茶习惯，参照高舸等［19］研究方法每5 g茶叶泡制600 ml茶汤，1个成年人日消费茶叶安全限量37.74 g可泡制4.53 L茶汤，高于人体每日需要摄入水量（2.5 L，含饮食摄入）［22］。铝在茶汤中的形态不同，对人体的毒害效果不同；总结对茶叶水浸出物铝的研究，可以说明茶汤中铝的含量很高，一般为1～6 m g·L- 1［23］，但茶汤中大部分铝以有机络合物［20］或AlF2 +络合物［19］形态存在，这些形态的铝被认为生物毒性小，所以每日正常饮用乌龙茶不会造成铝摄入量超标，不会对人体健康产生威胁。

图3　采摘时期对茶叶新梢铝含量的影响Fig.3 Al content in young shoots affected by plunking time

表1　采摘时期对茶叶铝溶出的影响Table 1 Dissolved Alin young tea leaves picked at different time periods

表2　基于茶叶铝溶出率的茶叶安全消费限量估算Table 2 Estimated safe consu mption of brewed tea based on its Al content

3　结论

（1）福建省主要适制乌龙茶的茶树品种（系）茶叶铝含量具有显著差异，不同茶树品种（系）小至中开面的对夹二、三叶嫩梢茶叶铝含量范围445.17～814.51 m g·kg- 1，肉桂、黄玫瑰和紫玫瑰茶树品种茶叶铝含量较高，梅占、金牡丹和佛手茶叶铝含量较低。

（2）茶树新梢随着生长时间的延长，茶叶铝含量迅速增加，采用指数方程可以很好模拟茶树新梢铝累积与生长时间的关系，控制茶叶采摘时间是控制茶叶铝含量的有效措施。

（3）茶汤中铝含量、茶叶中铝溶出量及溶出率随着新梢中铝含量的增加而升高，但在本研究条件下，日常饮用乌龙茶铝摄入量在安全限量范围内，不会对人体造成伤害。

致谢：福建省农业科学院茶叶研究所陈林博士对实验材料的采集提供了帮助，在此表示感谢。

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Alu minu m Content in Camelliasinensis（L.）O. Kuntze Cultivars with Delayed Leaf-plucking

W U Zhi-dan1，2，JIA N G Fu-ying1，2，Z H A N G Lei1
（1. Tea Research Institute，Fujian Academy of Agricultural Sciences，Fu’an，Fujian 355015，China；2. Fujian Province Key Laboratory of Agro-Ecological Processesin Hilly Red Soil，Fuzhou，Fujian 350013，China）

Abstract：T wo or three young shoots and a bud fro m the branches on tea plants of 13 Camellia sinensis（L.）O. K untze cultivars were plucked in either the normal manner for oolong tea or during different time periods to study the variation on alu minu m（Al）content in the resulting teas for safety evaluation. The results showed that the Al concentrations ranged fro m 445.17 m g·kg- 1to 814.51 m g·kg- 1in the tea leaves picked by the standard method，and they were higher on Rougui，H uang meigui，and Zimeigui varieties，w hile lower on M eizhan，Jin m udan，and Foshou. In general，Alin the young shoots increased exponentially with delayed plucking. Therefore，it appeared that by postponing the leaf-plucking time the Al content in the teas could be altered in a certain degree. In other words，the steeped tea would contain less Al with a timely plucking of the leaves. O n the other hand，the general daily consu m ption of oolong tea does not exceed the safety intake limits，and should not post any harm to hu man health.

Key words：alu minu m content；tea；plucking time；young tea leaves；steeped tea

中图分类号：S571.1

文献标识码：A

文章编号：2096 - 0220（2016）01 - 0013 - 05

收稿日期：2016 - 01 - 18初稿；2016 - 02 - 18修改稿

基金项目：福建省公益类科研院所专项（2014 R1012 - 7）；福建省自然科学基金（2015J01150）；福建省星火计划重点项目（2014S0039）。

作者简介：吴志丹（1983 -），男，助理研究员，主要从事茶树栽培生理生态研究。E - mail：fjanxi@ sina.co m