冲泡条件对福鼎白茶茶汤多酚含量和抗氧化活性的影响

陈建烟，刘超兰，刘伟*，卓雄标

1.宁德师范学院生命科学学院，352100；2.宁德师范学院 福建省特色药用植物工程技术研究中心，352100；3.成都大学四川抗菌素工业研究所抗生素研究与再评价四川省重点实验室，610052；4.宁德师范学院资产后勤管理处，352100

白茶，中国六大茶类之一，其性清凉，有退热、降火、祛暑的效果[1]，深受国内外消费者的喜爱。白茶具有突出的医疗保健作用，近年来研究表明其具有抗癌、抗氧化、护肝、降血糖、降血脂、防治糖尿病、减轻胃溃疡、抗菌、保护神经和防护紫外线伤害等功效[2-10]，其中抗氧化是白茶的重要功效之一。

抗氧化作用可以避免或降低活性氧族对人体的氧化伤害，进而降低其可能导致的癌症、糖尿病、动脉粥样硬化等疾病风险[11]。通过日常饮食摄入是人体获得抗氧化物质的一种有效手段，白茶具有显著抗氧化效果，因此可通过饮用白茶增强人体抗氧化能力。因其独特的滋味和药理保健功效，越来越多的人喜欢饮用白茶，对其冲泡条件也更为讲究。但传统对白茶冲泡条件的研究多集中在其滋味、香气、汤色等感官品质上[12]，而对不同冲泡条件下茶汤成分含量变化及其饮用功效却缺乏深入研究。

茶多酚是白茶的重要功效成分之一[13]，也是一类重要的抗氧化成分，日常饮用是摄入茶多酚最便利的途径，但以往研究多集中于茶多酚浸提工艺的优化，而鲜少针对其含量进行冲泡条件优化。因此，本研究以福鼎白茶为材料，探究不同冲泡条件下白茶茶汤多酚含量和抗氧化活性变化规律，旨在指导科学泡茶、健康饮茶，以发挥白茶的最大保健功效。

一、材料与方法

1.材料、试剂与仪器

材料：市售福鼎白茶（白牡丹二级）。试剂：没食子酸、甲醇、碳酸钠、福林酚等，国产分析纯；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（2,2-dipheny-1-picryl hydrazyl，DPPH，Simga-Аldrich 公司），分析纯。

仪器：SQP 电子天平（赛多利斯）、HH-2 恒温水浴锅（上海江星）、UV2550 分光光度计（日本岛津）等。

2.试验方法

（1）茶汤的制备

精确称取每份3.00 g 福鼎白茶，加入150 mL不同温度的去离子水，按照不同的试验设计条件冲泡后过滤，得茶汤待测。

（2）单因素试验

固定冲泡时间5 min、冲泡次数1 次，冲泡温度分别为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃5个水平；固定冲泡温度90℃、冲泡次数1 次，冲泡时间分别为1、2、3、4、5、6、7 min 7个水平；固定冲泡时间5 min、冲泡温度90℃，冲泡次数为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 次10个水平；对以上各个水平下所得茶汤测定抗氧化活性和茶多酚含量。

（3）正交试验

在上述单因素试验基础上，进一步采用L9（34）正交表（表1）进行正交试验。

（4）抗氧化活性测定

抗氧化活性采用清除DPPH 自由基的方法测定[11]。

（5）茶多酚含量测定

茶多酚含量的测定采用GB/T 8313—2018 中的福林酚比色法[14]。

3.数据分析

试验至少重复3 次，结果表示为均值±标准差，试验数据采用SPSS 18.0软件进行处理分析。

二、结果与分析

1.没食子酸标准曲线

以吸光值为纵坐标（Y）、没食子酸质量浓度（µg/mL）为横坐标（X）制作标准曲线，得到回归方程为Y=0.0114X+0.0297，R2=0.9975。表明在0～100µg/mL 范围内，线性良好，可以用于茶多酚含量的测定。

2.单因素试验结果与分析

（1）冲泡温度对茶汤茶多酚含量和抗氧化活性的影响

不同冲泡温度对福鼎白茶茶汤多酚含量的试验结果表明，随着冲泡温度的升高，茶汤中茶多酚含量呈先上升后趋缓的趋势，并在冲泡温度为90℃时，含量达到最大；且与冲泡温度60℃、70℃、80℃的含量差异显著，但与100℃的含量差异不显著（图1）。造成这种结果的原因可能是，水温升高对茶叶细胞结构的破坏增强，同时分子运动增强，细胞内外物质交换增强，因此茶多酚溶出量增多，含量上升；在100℃时由于高温使得茶叶表面熟化结膜阻滞茶多酚的溶出，同时可能造成部分茶多酚的氧化[15-16]，因此茶多酚含量略有下降。多数茶类茶汤中的茶多酚含量随着冲泡温度的升高而增加，但增速略有不同：武夷肉桂和碧螺春在较低温度下（分别为80～90℃和60～80℃）含量增速快于较高温度[16-17]，而信阳毛尖则相反[18]。福鼎白茶茶汤中茶多酚含量的变化趋势与其他茶类有一定差异，这可能是由于其耐温性不同导致的。

图1 不同冲泡温度对茶汤茶多酚含量和抗氧化活性的影响

不同冲泡温度对福鼎白茶茶汤抗氧化能力的影响结果表明，随着冲泡温度的提高，其DPPH清除率波动上升并趋缓，并在冲泡温度为90℃时达到最大，但与其他温度条件差异不显著。造成这种结果的原因可能是：不同温度条件下，白茶中均有较多抗氧化物质浸出，因此均具有很高的DPPH清除率；70～90℃范围内随着温度升高，茶多酚等具有抗氧化活性的物质溶出逐渐增多，抗氧化活性增大；之后随着温度的继续升高，过高的温度可能破坏了茶多酚等抗氧化活性物质，抗氧化活性又略微降低。随着冲泡温度的提高，多数茶叶如绿茶、红茶和乌龙茶的茶汤DPPH 清除率上升[19-20]，而紫阳富硒茶却呈现先增后降趋势，在90℃时最大[15]。福鼎白茶茶汤DPPH清除率同样在90℃时最高，但不同冲泡温度间差异不显著，这种趋势与其他茶叶皆不同，这可能是由于其独特的制茶工艺导致其特异的抗氧化内含物浸出规律造成的。

（2）冲泡时间对茶汤茶多酚含量和抗氧化活性的影响

冲泡时间对福鼎白茶茶汤多酚含量的影响结果显示，在1～7 min 内，随着冲泡时间的延长，茶多酚含量呈显著上升的趋势，冲泡时间5 min时茶汤中茶多酚含量为3 min 的2.30 倍，而冲泡7 min 时茶汤中茶多酚含量仅是5 min 的1.13 倍，说明在冲泡5 min 后茶汤中茶多酚含量增速放缓（图2）。造成这种结果的原因可能是冲泡时间延长，茶多酚溶出充分，因此含量增加；但冲泡时间延长，茶汤中茶多酚浓度升高，导致茶多酚溶出速率降低，因此含量增速变缓[17]。福鼎白茶茶汤茶多酚含量随冲泡时间延长而出现的这种增长趋势与多数茶叶相似，随着冲泡时间延长，武夷岩茶、铁观音、普洱茶等茶叶中多酚含量均呈现先快后慢的增长趋势[17,21-22]。

不同冲泡时间下福鼎白茶茶汤抗氧化活性变化的结果表明，随着冲泡时间的增加，DPPH清除率呈不规律波动，在5 min时最高，且显著高于冲泡2、3、4、6 min（图2）。造成这种结果的原因可能是不同冲泡时间下，不仅有茶多酚物质的浸出，还有其他抗氧化成分如生物碱、黄酮、维生素、多糖、皂苷等的渗出，这些物质的综合作用使得白茶在不同冲泡时间下具有不规律的DPPH清除率波动。绿茶、红茶和乌龙茶随着冲泡时间延长，DPPH清除率呈现先增后趋于稳定或略降的趋势；其中西湖龙井、红茶（祁红）和乌龙茶（铁观音）在8 min 后清除率变化不大，碧螺春在5 min 后变化不大[19-20]。本研究中福鼎白茶在冲泡5 min 时DPPH 清除率最高，这与碧螺春较为相似。

图2 不同冲泡时间对茶汤茶多酚含量和抗氧化活性的影响

（3）冲泡次数对茶汤茶多酚含量和抗氧化活性的影响

不同冲泡次数下福鼎白茶茶汤多酚含量的试验结果表明，随着冲泡次数的增加，茶汤茶多酚含量呈下降的趋势，但两次冲泡之间差异较不规律；第1 泡茶的茶多酚含量最高，且显著高于之后几泡（图3）。多数茶叶冲泡后茶汤中多酚含量都随着冲泡次数的增加而逐次减少，但降低趋势有所不同：武夷岩茶逐次缓慢降低[22]，而碧螺春和西湖龙井则逐次显著降低[16]。福鼎白茶逐次降低的变化较不规律，这种特异的变化趋势可能是茶叶耐泡特性不同导致的。

不同冲泡次数对茶汤抗氧化活性的影响结果表明，随着冲泡次数的增加，DPPH清除率先波动下降后上升，并在首次冲泡时最大，其与第4、5、6泡茶差异显著（图3）。造成这种结果的原因可能是不同冲泡次数条件下，白茶中均有抗氧化物质浸出，但浸出的物质不仅有茶多酚，还含有其他物质；不同冲泡次数下多种抗氧化物质浸出总量不同，因此抗氧化活性呈现较不规律的波动。绿茶、红茶、乌龙茶均随冲泡次数增加，茶汤DPPH 清除率显著降低[19-20]；但紫阳富硒茶在1～3 次的冲泡中，呈现先增后降的趋势，冲泡第2 次时最高[15]。福鼎白茶在冲泡第1 次时茶汤DPPH 清除率最高，这与绿茶、红茶和乌龙茶相似，但没有呈现逐次降低的趋势，这可能是由于其制茶过程温和，抗氧化内含物没有被急剧破坏而可以持续浸出，从而可以维持较为长效的抗氧化活性。

图3 不同冲泡次数对茶汤茶多酚含量和抗氧化活性的影响

（4）茶汤茶多酚含量和抗氧化活性相关性分析

不同冲泡条件下福鼎白茶茶汤茶多酚含量和抗氧化活性相关性分析结果（表2）显示，在不同冲泡温度下两者显著正相关，相关系数为0.919；在不同冲泡时间和不同冲泡次数下两者呈现不显著正相关。不同冲泡温度条件下福鼎白茶茶汤DPPH清除率的变化很大程度上是由于茶多酚含量的变化引起的，但不同冲泡时间和不同次数条件下，茶汤茶多酚含量的增加对DPPH 清除率变化影响较低，其变化可能是茶多酚、黄酮、维生素、咖啡碱等多种抗氧化成分综合作用的结果。

表2 不同冲泡条件下茶汤茶多酚含量和抗氧化活性相关性分析

3.正交试验结果与分析

（1）茶汤茶多酚含量的正交试验结果与分析

福鼎白茶茶汤茶多酚含量正交试验结果（表3）表明，7 号组合试验水平最优：即冲泡时间7 min、冲泡1次、100℃条件下茶汤的茶多酚含量最高。从每列K值大小预测本试验的最优组合为А3B1C3，这与7号试验结果相符，说明А3B1C3组合是本试验考察范围内的最优条件，在该条件下茶多酚含量为146.73 mg/g。正交试验的极差R值表明，3个因素对福鼎白茶茶汤多酚含量的影响程度为C＞А＞B。可见，冲泡温度对福鼎白茶茶汤茶多酚含量的影响最大，其次是冲泡时间，冲泡次数影响最小。郭桂义等[18]研究认为冲泡温度对信阳毛尖茶多酚含量的影响最大且优于冲泡时间，这与本研究结果相似。信阳毛尖最优冲泡条件为85℃水温冲泡4 min[18]，而碧螺春为81℃冲泡7 min[16]，与本研究结果均有所不同。这说明由于不同茶叶之间特性的不同，其茶汤最高茶多酚含量的冲泡条件也不同，日常泡茶时应看茶泡茶。

（2）茶汤抗氧化活性的正交试验结果与分析

福鼎白茶茶汤抗氧化活性试验结果（表3）表明，1号组合试验最优：即冲泡时间5 min、冲泡1次、90℃条件下茶汤DPPH清除率最高。这与每列K值大小预测的最优组合А1B1C1相符，说明А1B1C1组合是本试验考察范围内的最优条件，清除率达93.59%。极差R值表明，3个因素对抗氧化的影响顺序为А＞C＞B，即冲泡时间对福鼎白茶茶汤抗氧化活性的影响最大，其次是冲泡温度，冲泡次数的影响最小。冲泡的茶水比、水质、冲泡习惯（是否加盖、搅拌）、冲泡容器等因素[20,27]，均会影响茶汤抗氧化活性和茶多酚含量的高低，因此今后可从上述方面进一步优化福鼎白茶的冲泡条件。

表3 正交试验结果

（3）茶汤茶多酚含量与抗氧化活性相关性

综合比较福鼎白茶茶汤多酚含量和抗氧化活性的正交试验结果发现，两者最优条件不一致，不同冲泡因素的影响程度也不完全相同，两者相关性不强。茶汤茶多酚含量受冲泡温度的影响最大且优于冲泡时间，而抗氧化活性则相反。这样的结果可能是由于茶汤中生化成分复杂，茶多酚并不是影响茶汤抗氧化活性的唯一成分，且不同冲泡条件下茶多酚的具体组成，如各种儿茶素的含量亦可能存在差异，因此，两者未能紧密相关。今后可进行不同冲泡条件下各种儿茶素含量差异的研究，以进一步明确其与抗氧化活性之间的关系。另外，由于茶汤抗氧化活性是多种生化成分共同作用的结果，可深入探究不同冲泡条件下福鼎白茶抗氧化活性与黄酮、维生素C、咖啡碱、糖类、氨基酸等成分间的相关性，以进一步明确机理，更好地指导福鼎白茶的科学冲泡。

三、结论

以福鼎白茶为材料，研究不同冲泡条件对其茶汤茶多酚含量和抗氧化活性的影响。在试验范围内冲泡时间7 min、冲泡1次、100℃冲泡温度条件下福鼎白茶茶汤多酚含量最高，为146.37 mg/g。冲泡温度对白茶茶汤多酚含量的影响最大，其次是冲泡时间，冲泡次数对福鼎白茶茶汤多酚含量影响最小。冲泡时间5 min、冲泡1 次、90℃条件下福鼎白茶茶汤DPPH 清除率最高，为93.59%。冲泡时间对福鼎白茶茶汤抗氧化活性的影响最大，其次是冲泡温度，冲泡次数的影响最小。茶汤茶多酚含量和抗氧化活性在冲泡温度方面显著相关，而在冲泡时间和次数方面相关性不显著。以上研究结果可为指导福鼎白茶的科学冲泡，发挥其最大保健功效提供理论基础。