冲泡时间对茶水中化学成分溶出及饮用安全性的影响

生书晶，陈思仪，谢婕，龙志艺，龚玉莲

广东第二师范学院生物与食品工程学院（广州 510310）

茶，作为世界上消费群体最广泛的饮料，因为富含茶多酚、氨基酸、咖啡碱等活性物质，具有抗氧化、防癌抗癌、降脂、降血糖、增强机体免疫力等多种生理活性[1-4]。根据生产工艺的不同，茶分为红茶、绿茶、乌龙茶、白茶、黑茶、黄茶等不同品种，其中红茶、绿茶以及铁观音（乌龙茶的代表）在日常生活中饮用最为普遍[5-7]。

生活中，人们冲泡茶叶的方式很多，冲泡时间各异，如投入开水直接煎煮的老北京“大碗茶”、潮汕地区流行的“功夫茶”等。冲泡时间的长短势必会影响茶水中有效成分的溶出。目前国内外对于红茶、绿茶、铁观音等的研究主要集中于短时间浸泡对其营养价值的影响[8-10]，不同冲泡时间内活性物质含量的变化趋势及其饮用安全性的研究并不十分明确。有关长时间浸泡茶的安全性更是众说纷纭，甚至民间流传隔夜茶有毒致癌的说法[11]。此研究模拟日常的沸水泡茶方式，测定了5 min~48 h内8个时间段内红茶、绿茶、铁观音冲泡茶水中茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱以及亚硝酸盐的含量，并考察了微生物污染的可能性，旨在为人们科学健康的饮茶提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

祁门工夫红茶（杭州艺福堂茶叶有限公司）；西湖龙井绿茶（杭州茶厂有限公司）；安溪铁观音（福建八马茶叶有限公司）。

L-茶氨酸对照品、没食子酸丙酯标准品、咖啡碱标准品（上海麦克林生化科技有限公司）；亚硝酸盐、水合茚三酮、氯化亚锡、硫酸亚铁、酒石酸钾钠、碱式乙酸铅、浓盐酸、浓硫酸（分析纯，广州化学试剂厂）。

1.2 仪器和设备

752 N紫外可见分光光度计（上海精科实业有限公司）；HH-W 600数显恒温水浴锅（常州市亿能实验仪器厂）；电子天平（常州市衡正电子仪器有限公司）；PHS-3 C实验室精密酸度计（上海精密仪器仪表有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 茶水样液的制备

准确称取红茶、绿茶、铁观音各1.00 g溶于150 mL沸水，茶水比为1∶150（g/mL），分别浸泡5 min，30 min，1 h，2 h，4 h，8 h，24 h和48 h，每组3个平行。浸泡之后用真空泵过滤，收集上清液待测。

1.3.2 茶水中化学物质的测定

茶水中游离氨基酸的测定采用茚三酮比色法，按GB/T 8314—2013《茶游离氨基酸总量的测定》执行[12]。茶多酚的测定采用酒石酸亚铁比色法[13]。咖啡碱测定采用紫外分光光度法，按GB/T 8312—2013《茶咖啡碱测定》[14]执行。亚硝酸盐测定采用紫外分光光度法，按GB 5009.33—2016《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》[15]执行。

1.3.3 茶水中微生物的检测

取 1 mL茶水，梯度稀释后，涂布于LB培养基平板，于37 ℃培养24 h 后，观察菌落生长情况并计数。

2 结果与分析

2.1 浸泡时间对3种茶中茶多酚溶出的影响

不同浸泡时间内茶水中茶多酚的含量如图1所示。3种茶均在5~30 min内溶出茶多酚的速率最快，这是因为高温有利于茶多酚的浸出。后续，由于水温的逐渐降低，茶叶及茶水中茶多酚的浓度差逐渐降低，导致茶多酚溶出速率降低。绿茶、铁观音中茶多酚含量随浸泡时间延长，溶出量不断增加，而红茶中的茶多酚含量在2 h达到峰值后几乎不变。48 h后茶多酚溶出量为绿茶＞铁观音＞红茶。

图1 不同浸泡时间内茶多酚的含量变化曲线

从3种茶的茶多酚溶出量比较可以看出，未经发酵的绿茶茶水中茶多酚含量高于半发酵的铁观音，大于全发酵的红茶，这与已有报道在茶的发酵过程中，茶多酚会随着发酵时间的延长而减少相一致[16]。当然，也有研究报道认为茶叶中茶多酚含量的多少不仅与茶叶的发酵程度有关，也与茶叶品种、茶叶产地等因素有关[17-18]。

2.2 浸泡时间对3种茶中咖啡碱溶出的影响

不同冲泡时间内茶水中咖啡碱的含量如图2所示。3种茶中咖啡碱的含量均随浸泡时间的延长不断增加，48 h后咖啡碱溶出量比较为绿茶＞红茶＞铁观音。绿茶中咖啡碱含量在5~30 min溶出速率最快，之后稳定上升。铁观音、红茶中咖啡碱溶出曲线较为一致，二者在各时间段咖啡碱含量均低于绿茶。

图2 不同浸泡时间下咖啡碱的含量变化曲线

咖啡碱即咖啡因，是一种含氮生物碱。茶叶中咖啡碱的含量与茶叶本身的品种、产地、采摘季节、老嫩程度都有直接关系，而茶的发酵程度、冲泡温度和冲泡时间等也会影响咖啡碱的溶出[19-20]。此试验选用的3种茶，检测结果为绿茶中咖啡碱含量最高，这与郭安南[21]采用HPLC/MS法测定的咖啡碱含量绿茶高于红茶结果一致。当然，由于文章涉及的茶叶种类和样本量较少，下一步研究可以扩大样本量继续深入研究。

虽然茶中咖啡碱的含量受很多因素影响，但可以确定的是随着浸泡时间和水温的增加，茶水中咖啡碱的含量也不断增加[22]。咖啡碱具有促进兴奋、强心、解毒、利尿、助消化等功效，但对于睡眠不好以及茶味不适的人，不建议过多摄入。所以人们在购茶、饮茶等方面可根据自身身体条件和要求进行选择，避免摄入过多的咖啡碱对身体带来不良影响。

2.3 浸泡时间对3种茶水中游离氨基酸溶出的影响

不同冲泡时间下茶水中游离氨基酸的含量如图3所示。绿茶、红茶、铁观音3种茶中氨基酸溶出量均随浸泡时间延长而增加，48 h后茶水中氨基酸含量相近，红茶略高于绿茶和铁观音。绿茶、红茶溶出曲线较为一致，在浸泡时间5~30 min时氨基酸溶出速率最快，随后溶出量相对稳定。铁观音中游离氨基酸在5~60 min时溶出速率最快，1 h后趋于稳定，8 h到48 h还有稳定上升。

图3 不同浸泡时间下氨基酸的含量变化曲线

2.4 浸泡时间对3种茶中亚硝酸盐溶出的影响

不同冲泡时间下茶水中亚硝酸盐的含量如图4所示。3种茶中亚硝酸盐的含量均随浸泡时间的延长不断增加，48 h后亚硝酸盐溶出量为绿茶＞铁观音＞红茶。国家安全标准规定每人每日亚硝酸盐摄取量不能超过0.3 g，国家安全饮用水规定饮品中亚硝酸盐含量不能超过1 mg/L[11,23]。上述三种茶在浸泡48 h后亚硝酸盐含量最高的是绿茶，其含量为0.12 mg/L，远小于规定的1 mg/L，故即使是放置48 h的茶水亚硝酸盐含量依旧在安全范围内。

图4 不同浸泡时间下亚硝酸盐的含量变化曲线

2.5 浸泡时间对3种茶中微生物污染的影响

将不同冲泡时间下的茶水样品涂布培养基，考察微生物污染的情况。结果显示，冲泡5 min~48 h的各茶水样品均未检出微生物。民间流传“隔夜茶不能喝”，其原因大多解释为隔夜茶中含有过量的亚硝酸盐，或者茶水放置过久会引起细菌、霉菌等有害微生物繁殖。此研究结果表明，无论是红茶、绿茶还是铁观音，放置48 h后均未滋生微生物，这可能与茶水中茶多酚等物质具有抑菌作用有关[24-27]。

3 结论

研究发现，所选取的红茶、绿茶、铁观音3种茶叶茶水中的茶多酚、咖啡碱、游离氨基酸以及亚硝酸盐在冲泡5 min~48 h内几乎均呈现先快速上升后趋于平缓的趋势，在30 min内各化学物质的溶出速率最高。绿茶中茶多酚、咖啡碱以及亚硝酸盐的溶出量在各时间段内均高于红茶和铁观音，而红茶中游离氨基酸含量最高。不同冲泡时间内，红茶、绿茶、铁观音茶水中亚硝酸盐含量远低于国家安全饮用水标准规定的亚硝酸盐限量，且冲泡48 h内未检出微生物污染，不会引起亚硝酸盐过量以及微生物污染导致的健康风险。

综合来看，泡茶后最佳饮用时间是在30 min内饮用完毕，此时活性物质溶出率较高，亚硝酸盐含量也较低。此研究为人们科学健康的饮茶提供了一定的理论依据和数据支持。