不同茶树品种氟含量的研究

王 丽 郑德勇 叶乃兴 ，* 刘 伟 杨江帆 ，4*

(1.福建农林大学 园艺学院，福建 福州 350002；2.福建农林大学 材料工程学院，福建 福州 350002；3.福建农林大学 茶叶科技与经济研究所，福建 福州 350002；4.武夷学院 茶与食品学院，福建 武夷山 354300)

茶树是我国重要的经济作物，是三大天然饮料之一。茶具有保健和医疗作用，茶叶中富含微量元素和茶多酚等多种对人体有益的物质。氟是人体、动植物的必需元素之一，饮用水中添加适量的氟可以预防龋齿病；氟也是一种具有毒性的元素，长期过量摄入会引起氟中毒，会对人体骨骼、肾脏、甲状腺和神经系统造成损害，严重者可形成氟骨症，使人丧失劳动能力[1]。

茶树是耐氟植物,氟富集量比一般植物高，因种植区域、生长环境、加工方法和冲泡方式的不同，茶叶或茶汤中氟的含量也会有很大的差异[2]。其中品种是茶叶含氟量差异的主要决定因素之一[3-6],各茶区的环境因子，如气候、地貌、土壤母质与土壤类型等均有很大差异，环境因子对茶树鲜叶含氟量也可能产生影响[7]。本试验选择同一环境同一栽培条件下的不同茶树品种为研究对象，探讨茶树不同品种、不同老嫩程度叶片间全氟量和水浸出氟含量的差异。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料采自福建农林大学茶叶科技与经济研究所茶树资源圃，包括福云6号、福云7号、乌牛早、早春毫、金萱、黄观音、丹桂、福建水仙、龙井43、霞浦春波绿、福安大白茶、福鼎大毫茶、福鼎大白茶、霞浦元宵茶、白鸡冠F1等共15个茶树品种。采样时间为2010年9月下旬。

1.2 试验方法

1.2.1 主要试验仪器

奥利龙PH-ISE复合测定计，PF-C1型氟离子选择电极，磁力搅拌器，恒温水浴锅。

1.2.2 试样制备

在茶树同一轮新梢（秋梢）不同叶位按老嫩程度分别采摘上部叶、中部叶、下部叶以及上季老叶，每个叶位采摘8-10片鲜叶，然后微波杀青30 s，于80℃烘箱烘2 h，磨碎过40目筛。

（1）水浸出氟含量测定：参照徐建峰[8]等的方法，略作修改。称取上述磨碎试样0.1500 g，置100 mL三角瓶中，加入20 mL沸水，在沸水浴中密闭煮提30 min，取下冷却，用25 mL总离子强度调节缓冲液将浸提液转移至50 mL容量瓶中，加水定容，混匀、备用。同时做空白实验。插入氟电极在搅拌下读出平衡电位值。

（2）全氟测定[9]：称取上述磨碎试样 0.2000 g，置50 mL容量瓶中，加1 mol/L盐酸10 mL，加盖密封塞，提取1 h（每隔15 min轻摇一次），加总离子强度缓冲液25 mL，加水定容。插入氟电极在搅拌下读出平衡电位值。同时做标准曲线。

1.3 试验方法

茶叶含氟量测定方法：GB/T 5009.18-2003氟离子选择电极法[10]；茶汤中氟浸出量测定方法：GB/T8538-1995饮用天然水检验方法中离子选择电极法[11]。

1.4 数据处理

试验测定重复3次，运用EXCEL2003和DPS7.05软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 茶树品种间、叶位间全氟含量的差异

2.1.1 不同茶树品种间全氟含量的差异

不同品种的茶树、不同叶位全氟含量的测定结果如表1所示，丹桂全氟含量最高，为145.3 mg/kg，是同部位含氟量最少的乌牛早（90.0mg/kg）的2.71倍；上部叶的氟含量是含氟量最少的霞浦春波绿（12.4mg/kg）的11.7倍。不同茶树品种上部叶、中部叶、下部叶和 老 叶 的 氟 含 量 分 别 为 ：12.4～71.1 mg/kg、45.5～115.3mg/kg、53.5～124.8mg/kg、91.0～145.3mg/kg。不同茶树品种间氟含量差异达到显著水平。

2.1.2 不同叶位间全氟含量的分布

由表1可以看出，丹桂老叶的全氟含量最高，为145.3 mg/kg，分别是上部叶 （57.5 mg/kg）、中部叶（115.3mg/kg）和下部叶（124.8mg/kg）的 2.53 倍、1.26倍和1.16倍，老叶氟含量最少的是乌牛早，为90.0mg/kg，上部叶氟含量最少的是霞浦春波绿，为12.4 mg/kg。不同茶树品种上部叶、中部叶、下部叶和上季老叶的全氟平均含量分别为：（36.8±2.6）mg/kg、（67.5±2.0）mg/kg、（82.6±1.8）mg/kg 和（112.2±2.0）mg/kg。不同叶位氟含量的高低为：上季老叶﹥下部叶﹥中部叶﹥上部叶。其中上季老叶的氟含量可以达到上部叶的2.04～11.70 倍（平均 3.05 倍），中部叶的 1.26～3.19 倍（平均 1.66倍），下部叶的 1.16～2.71倍 （平均 1.36倍）。不同叶位间全氟含量差异达到极显著水平。

表1 不同茶树品种全氟含量的差异（mg/kg）Table 1 The total fluorine content in different tea vaviaties （mg/kg）

2.2 茶树品种间、叶位间水浸出氟含量的差异

水浸出氟是指在茶叶冲泡时直接浸出，并溶入茶汤的氟，是人体通过饮茶摄入氟的主要形式。不同品种的茶树、不同叶位试样水浸出氟含量测定结果列于表2。

2.2.1 不同茶树品种间水浸出氟含量的差异

由表2可看出，霞浦元宵茶4个叶位的水浸出氟含量均为最高，最高的老叶含氟量为：120.6 mg/kg，是同部位含氟量最少的黄观音（65.7 mg/kg）的1.83倍；上部叶的氟含量是含氟量最少的霞浦春波绿（8.0 mg/kg）的7.31倍。福鼎大白茶和金萱含氟量差异不明显，丹桂、乌牛早、水仙和福安大白茶的氟含量也相当，在同一数量水平，但与氟含量差异不大的福云7号和福云6号到达了显著性差异水平；福鼎大毫茶与福云6号、龙井43的氟含量也存在显著差异；龙井43、早春毫、霞浦春波绿、白鸡冠和黄观音4个茶树品种的氟含量差异达到了极显著水平。不同茶树品种上部叶、中部叶、下部叶和老叶的氟含量分别为：8.0～58.5 mg/kg、38.8～86.6 mg/kg、47.7～94.9 mg/kg、65.7～120.6 mg/kg。与表1对比可见，茶树叶位水浸出氟含量与全氟含成正比，即在相同的浸泡条件下，全氟含量高的茶树品种通过泡茶人体摄入的氟含量越多。

表2不同茶树品种水浸出氟含量的比较 （mg/kg）Table 2 The fluorine content in diffeent tea vaviaties （mg/kg）

2.2.2 不同叶位间水浸出氟含量的分布

由表2可以看出，霞浦元宵茶老叶的氟含量最高，为 120.6 mg/kg，分别是上部叶（58.5 mg/kg）、中部叶（86.3mg/kg）和下部叶（94.9mg/kg）的 2.06 倍，1.39倍和1.27倍。老叶氟含量最少的是黄观音，为65.7mg/kg，是其上部叶的3.04倍，中部叶的1.69倍，下部叶的1.3倍。不同茶树品种上部叶、中部叶、下部叶和上季老叶的平均氟含量分别为：27.0mg/kg、57.5mg/kg、67.5mg/kg和96.5mg/kg。不同叶位氟含量的高低为：上季老叶﹥下部叶﹥中部叶﹥上部叶。其中上季老叶的氟含量可以达到当季新梢上部叶的2.06～6.70倍 （平均 3.6倍），中部叶的 1.39～3.10倍（平均 1.67倍），下部叶的1.27～2.52倍（平均1.43倍），由此可见，氟含量随叶龄增加而逐步富集。

2.2.3 茶树品种间氟浸提率比较

由表2可知，氟浸提率最高的茶树品种是龙井43，高达97.2%，丹桂的水浸出率最低，可能与丹桂的总氟量最高有关。在15个品种中，氟浸出率高于平均水平（82.6%）的有9个，浸提率范围为：61.6%～97.2%。浸提率为水浸出氟含量与全氟含量之比，浸提率越高说明在冲泡茶叶过程中溶出的氟含量越高，通过饮茶摄入的氟含量也越多。

2.3 不同茶树品种不同叶位氟含量的差异

不同叶位的含氟量之间相差较大，都达到了极显著水平，其中老叶水浸出氟含量达到了新叶的3.58倍；全氟含量老叶是上部叶的3.06倍。对不同叶位与平均水浸出氟含量进行相关分析得其回归方程为：y=22.002x+7.0858，R2=0.9738；全氟的回归方程为y=24.336x+14.116，R2=0.9845。由此可见，不同叶位与氟含量之间存在显著性正相关。

2.4 不同茶树品种氟含量的聚类分析

对15种茶树不同叶位的水浸出氟和全氟含量进行聚类分析，结果如图1所示。从图1可以看出，当距离阈值为71.9时，可以将其划分为三个类型，含氟量较高的品种有2个，为丹桂和霞浦元宵茶；中等氟含量的品种有5个，为福云6号、福云7号、金萱、福建水仙、福鼎大白茶；低氟含量的品种有8个，为早春毫、白鸡冠F1、龙井43、福安大白茶、福鼎大毫茶、霞浦春波绿、黄观音、乌牛早，说明这8个品种对氟的聚集能力相对较弱，在选育低氟品种时可以作为参考。

经聚类后三类茶树品种的特点：第Ⅰ类上部叶和中部叶水浸出氟和全氟含量比较高，第Ⅱ类和第Ⅲ类相差不大。其中第Ⅰ类上部叶平均水浸出氟含量分别是第Ⅱ类的1.89倍和第Ⅲ类的1.97倍，全氟含量分别是第Ⅱ类的1.87倍和第Ⅲ类的2.04倍；中部叶平均水浸出氟是第Ⅱ类的1.35倍和第Ⅲ类的1.59倍，全氟含量是第Ⅱ类的1.51倍和第Ⅲ类的1.77倍。三类茶树品种老叶水浸出氟含量差别不大，全氟含量有一定的差异，说明不同茶树品种聚氟能力不同，以第Ⅰ类含量最高。

3 讨论

(1)叶片含氟量是茶树各组织中最高的[12]，茶树叶片中富集的氟约占全株积累的氟质量的90%[13]。而叶片中的含氟量又依老嫩程度而异，即茶叶原料越老，含氟量越高[12]。本试验的测定结果表明，上季老叶和当季嫩梢上部叶水浸出氟含量分别为65.7～120.6mg/kg和8.0～58.5 mg/kg，全氟含量分别为145.3mg/kg和12.4mg/kg，茶树上季老叶水浸出氟含量和全氟含量分别是嫩叶氟含量的2.06～15.10倍和2.04～11.70倍，随着叶龄的增长，茶叶氟积累量明显增加，这说明茶树不仅具有富集氟的作用，并且随叶龄的增长茶叶氟含量明显累积，这与侯少范等[14]的报道相一致。

氟浸出率最小的黄观音为61.6%，最大的龙井43为97.2%，平均为82.6%，说明水浸泡可以溶出茶叶中大部分的氟，人们通过饮茶摄入茶叶中的氟含量比较高。

(2)梁远发等[15]认为茶树品种间对氟富集能力的差异受遗传差异性所决定，可能与茶树氟吸收转运及代谢的一些基因有关。但是银霞等人认为，这与叶质、细胞组织的排列不同有关[16]。本试验的结果表明，茶树品种间的氟含量差异达到极显著水平，说明聚氟能力的差异主要来自于茶树品种本身。

(3)不同茶树品种不同叶位水浸出氟的含量为8.0～145.3mg/kg，明显低于砖茶含氟应小于300mg/kg的标准，这是一个可避免大多数人不发生氟骨症的标准[17]，可见研究对象茶树品种均不属于高氟区的茶叶。适量的氟可以预防龋齿病，而饮茶可作为人体摄入氟化物的主要方式之一，因此可通过饮茶补充人体所需的氟。

[1] 涂云飞，毛志方，周卫龙，等.2,2-二苯基-1-苦基肼(DPPH)法测定茶抗氧化性能条件的研究 [J].中国茶叶加工，2008（3)：29-30.

[2] 张星海，王岳飞.茶多酚与绿原酸生物活性的比较研究[J].茶叶科学，2007，27(1)：39-44.

[3] 沙济琴，郑达贤.福建茶树鲜叶含氟量的研究[J].茶叶科学，1992，12(1)：33-38.

[4] 白学信.砖茶高氟的原因调查 [J].茶叶科学，2000，20(1)：77-79.

[5] 陈瑞鸿，梁月荣，陆建良，等.茶树对氟富集作用的研究[J].茶叶，2002，28(4)：187-190.

[6] 杨阳.湖南茶叶含氟研究[J].福建茶叶，2007(1)：13-14.

[7] 沙济琴，郑达贤.福建主要茶区茶叶含氟量与茶区环境及土壤含氟量[J].福建师范大学学报：自然科学版，1996，12(1)：105-112.

[8] 徐建峰，周卫龙.茶叶中氟含量的测定[J].中国茶叶加工，2002(3)：35-36.

[9] 商业部茶叶畜产局，商业部茶叶加工研究所.茶叶品质理化分析[M].上海：上海科学出版社，1989：599-602.

[10] GB/T5009.18-2003中华人民共和国国家标准-氟的测定[S].北京：中国标准出版社，2004.

[11] GB/T8538-1995中华人民共和国标准-饮用天然水检验方法，氟化物[S].北京：中国标准出版社，2000.

[12] 罗淑华，贾海云，童雄才，等.砖茶中氟的浸出规律研究[J].茶叶科学，2002，22(1)：38-42.

[13] 马立锋，阮建云，石元值，等.茶树氟累积特性研究[J].浙江农业学报，2004，16(2)：96-98.

[14] 侯少范，李海蓉，王五一.茶树富集铝氟的生物学特性与茶叶铝氟含量的关系[J].中国地方病防治杂志，2008，23(3)：186-189.

[15] 梁远发，刘声传，王家伦，等.不同茶树品种对氟的富集特征[J].贵州农业科学，2011，39(4)：24-26.

[16] 银霞，罗军武，岳婕.安化不同茶树品种化学成分含量的比较研究[J].湖南农业科学，2010(9)：22-24.

[17] 孙殿军，刘立志.我国饮茶型氟中毒研究的回顾及展望[J].中国地方病学杂志，2005，24(1)：1-2.