不同冲泡条件对茶叶中氟浸出率的影响

2020-06-30 08:14彭功明
中国茶叶 2020年6期
关键词:茶样茶汤冲泡

彭功明

云南中茶茶业有限公司,650200

氟(Fluorine)是维持人体正常生命活动所必需的微量元素,它对人类健康既有有益的一面,也有有害的一面。有益的一面表现在防龋齿和脱敏以及参与骨骼的代谢等,适量的氟能维持机体正常的钙磷代谢;有害的一面主要表现为氟对认知功能与神经系统的影响,氟化物对线粒体、心血管系统的损伤,对肾脏的毒性等[1]。氟摄入过量会导致氟积累,进而引起氟中毒及氟斑牙等各种疾病[2-3]。

茶树是一种聚氟植物,茶树的叶片又是氟含量较高的组织器官。叶片和新梢加工成的茶叶在冲泡时氟随之浸出。茶叶中氟的浸出率受到冲泡温度、时间、茶水比等冲泡条件的影响。因此,研究不同的冲泡条件对茶叶中氟浸出率的影响,不仅有利于科学饮茶,而且对茶叶深加工中降氟工艺开发具有指导作用。

一、材料与方法

1.试验材料

(1)试验仪器

PF-1C 型复合氟离子电极(上海精密科学仪器有限公司),PHS-3C型雷磁精密pH计(上海鹏帅科学仪器有限公司),SH-2 型磁力搅拌计(北京东方开物科学器材有限公司),SL202N 型电子天平(上海精密科学仪器有限公司)。

(2)试验试剂

盐酸(武汉市洪山中南化工试剂有限公司)、乙酸(天津市福宇精细化工有限公司)、乙酸钠(天津市福晨化学试剂厂)、柠檬酸钠(天津市福晨化学试剂厂)、柠檬酸三钠(天津市福晨化学试剂厂)、高氯酸(天津市福晨化学试剂厂),均为分析纯;氟化钠(国药集团化学试剂有限公司),优级纯;自制去离子水。

(3)试验材料

供试茶样分别为:采花珍眉,产自湖北宜昌;祁门红茶,产自安徽祁门;铁观音,产自福建安溪;茯砖黑茶,产自湖南安化;君山银针,产自湖南岳阳;白毫银针,产自福建福鼎。

2.试验方法

(1)试液配制方法

乙酸溶液:1.06 g/mL的乙酸溶液500 mL。

盐酸溶液I:取10 mL 盐酸,加水稀释至120 mL。

盐酸溶液Ⅱ:1.19 g/mL 盐酸溶液与蒸馏水等体积混合。

乙酸钠溶液: 称取 204 g 乙酸钠(CH3COONa·3H2O),溶于300 mL 水中,加乙酸溶液(1 mol/L)调节pH 至7.0,加水稀释至500 mL。

柠檬酸钠溶液:称取110 g 柠檬酸钠(Na3C6H5O7·2 H2O)溶于300 mL 水中,加14 mL高氯酸,再加水稀释至500 mL。

总离子强度缓冲液I:乙酸钠溶液(3 mol/L)与柠檬酸钠溶液(0.75 mol/L)等量混合,现配现用。

离子强度缓冲液II:称取348.2 g 柠檬酸三钠(Na3C6H5O7·5H2O)溶于蒸馏水中。用盐酸溶液Ⅱ调节pH 为6 后,用蒸馏水稀释至1 000 mL。

氟化物标准储备液:1.0 mg/mL,称取0.221 g经105℃干燥2 h 后的氟化钠,溶于蒸馏水中,并用蒸馏水定容至100 mL,置于冰箱保存。

氟化物标准液(氟离子质量浓度10µg/mL):吸取5 mL 配置好的氟化物标准储备液于500 mL容量瓶中,并用蒸馏水定容至刻度。

(2)测定方法

①茶样中氟含量的检测方法:GB/T 5009.18—2003中氟离子选择电极法[4]。具体如下:

吸取0.0、1.0、2.0、5.0、10.0 mL 氟化物标准储备液(相当于0.0、1.0、2.0、5.0、10.0 µg氟),分别置于50 mL 容量瓶中,于各容量瓶中分别加入25 mL 总离子强度缓冲液I、10 mL 盐酸溶液I,加水至刻度,混匀放入电磁搅拌器,插入复合氟离子电极,在电磁搅拌器中读取平衡电位值,待电位值平衡后,以电极电位值为纵坐标,氟离子浓度为横坐标,绘制标准曲线(图1)。

图1 茶叶氟含量的电极电位标准曲线

称取1.00 g 粉碎后过40 目筛的茶样,置于50 mL 容量瓶中,加10 mL 盐酸溶液I,密闭浸提1 h (不时轻轻摇动),尽量避免试样粘于瓶壁上。提取后加25 mL总离子强度缓冲液I,加水至刻度,混匀备用。连接复合氟离子电极,调节电位平衡后,即可进行样液的电位测定。在已绘制氟离子电极电位标准曲线上求得提取液氟离子质量浓度(A,µg/mL)。茶样中氟的含量(X,mg/kg)按下式进行计算:

式中m为试样质量(g),V为样液总体积(mL)。

②茶汤中氟含量检测方法:参照GB/T 8538—2008中氟离子选择电极法中的校准曲线法[5]。具体如下:

分别吸取氟化物标准液0.0、0.2、0.4、0.6、1.0、2.0、3.0 mL置于50 mL的烧杯中,各加蒸馏水10 mL,加入离子强度缓冲液Ⅱ10 mL,此系列标准液氟质量浓度分别为0.0、0.2、0.4、0.6、1.0、2.0、3.0 mg/L。以电位值为纵坐标,氟离子浓度为横坐标,绘制标准曲线(图2)。

吸取10 mL 茶汤置于50 mL 烧杯中,加入10 mL 离子强度缓冲液Ⅱ,放入电磁搅拌器搅拌茶汤,插入复合氟离子电极,在不断搅拌下读取电位平衡值,在标准曲线上求得茶汤中氟离子质量浓度(C,µg/mL)。按如下公式计算氟浸出率:氟浸出率(%)=(C×150)/(F×3),式中F为茶样中的氟含量(µg/g)。

图2 茶汤中氟离子浓度的电极电位标准曲线

3.试验方案

(1)测定6个茶叶样品中氟含量,每个样品3次重复。

(2)冲泡次数对茶叶氟浸出率的影响。称取3.00 g充分混匀的茶样,置于150 mL审评杯内,注入沸水(去离子水)150 mL,冲泡5 min后,滤液为第一泡茶汤。残留茶叶按上述方法制备1 ~5次冲泡的滤出液。用氟离子选择电极法测定1 ~5泡茶汤中的氟含量,3次重复。

(3)冲泡时间对茶叶氟浸出率的影响。每个样品分别称取3.00 g 充分混匀的茶样6 份,置于6个150 mL 审评杯内,注入沸水(去离子水)150 mL,分别冲泡3、5、10、20、30、40、50、60 min 后,滤出茶汤。用氟离子选择电极法测定第一泡茶汤中的氟含量,3次重复。

(4)冲泡水温对茶叶氟浸出率的影响。每个样品分别称取3.00 g 充分混匀的茶样6 份,置于6个150 mL 审评杯内,再分别注入温度为70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃的去离子水150 mL 冲泡5 min 后,滤出茶汤,用氟离子选择电极法测定第一泡茶汤中的氟含量,3次重复。

(5)不同茶水比对茶叶氟浸出率的影响。根据对茶样中氟含量的测定,选取氟含量高的茶2种,按茶水比1∶15、1∶20、1∶25、1∶50、1∶75、1∶100、1∶150,以审评杯容量为标准,分别称取10.0、7.5、6.0、3.0、2.0、1.5、1.0 g 茶样,冲泡5 min后滤出茶汤,用氟离子选择电极法测定第一泡茶汤中的氟含量,3次重复。

二、结果与分析

1.茶样中氟含量分析

氟离子选择电极法测定茶样中的氟含量结果如表1。3 次重复中6 个茶样氟含量接近,其中茯砖黑茶、铁观音氟含量最高。样品中茯砖黑茶、铁观音采摘嫩度低于其他4 种样品,嫩度相近的君山银针、白毫银针氟含量也相近,由此可分析茶叶越粗老氟含量往往会越高。

2.冲泡条件对茶叶氟浸出率的影响

(1)冲泡次数对茶叶氟浸出率的影响

采用氟离子选择电极法,分别测定6种茶样5次冲泡后茶汤中氟的含量(表2)。结果显示,6种试样5 次重复,都是第一泡茶汤中氟含量最高,不同的冲泡次数茶汤中氟含量都有明显差异,随着冲泡次数的增加,茶汤中氟含量减少,但减少的趋势逐渐平缓。6种茶样冲泡后白毫银针茶汤氟含量最低,而6 种样茶中白毫银针氟含量并非最低,因白毫银针的加工中不经过揉捻,由此笔者认为茶叶揉捻工序也可能导致冲泡过程氟浓度增加。

表1 样品氟含量测定结果 mg/kg

表2 不同冲泡次数茶汤中氟含量测定结果 µg/mL

统计不同冲泡次数茶汤中氟浸出率变化(表3)可以看出,除白毫银针外,其他5 个茶样前5次冲泡时茶汤氟浸出率高于90%,说明5 次冲泡后大部分茶叶中的氟几乎全部浸出。6 个茶样都是第一次冲泡氟浸出率最高,之后随着冲泡次数的增加,茶叶中氟的浸出率逐渐减小,且减小的趋势趋于平缓。茯砖黑茶第一次冲泡氟浸出率高于其他茶类,其原因笔者认为是茯砖茶粗老,氟含量较高,浸泡过程中氟溶解较快,浸出率高。采花珍眉和祁门红茶每次冲泡氟浸出率相近,其原因为两者茶叶采摘嫩度较为一致,茶叶氟含量也大致相近。由此可以看出茶叶老嫩度不同,在冲泡过程中氟浸出率也不同。

表3 不同冲泡次数茶汤氟浸出率变化 %

(2)冲泡时间对茶叶氟浸出率的影响

由于冲泡时间设计为变量,部分试验组茶叶浸泡时间较长,而茶叶经长时间浸泡后,其水溶性物质几乎全部溶解,检测多次冲泡茶汤中的氟浸出率已没有实际意义,因此本试验在不同的冲泡时间下检测第一泡茶汤中的氟浓度,结果见图3。 由图中可以看出,冲泡时间对茶汤中氟浸出率有较大的影响,冲泡时间越久,茶叶氟浸出率越高。随着冲泡时间的延长,茶汤中氟浓度逐渐上升,同时上升趋势也随时间的增加趋于平缓。当时间低于40 min 左右时,茶汤中氟浓度随时间的增加而迅速升高,而当时间大于40 min以后,茶汤中氟浓度的上升趋势趋于平缓。

(3)冲泡水温对茶叶氟浸出率的影响

不同水温冲泡后茶汤中的氟浸出率结果见图4。由图4可知,冲泡水温对茶叶氟浸出率有明显影响,茶叶氟浸出率随冲泡水温的升高而升高,温度低于75℃时只有少量的氟溶出,但当温度达到95℃左右时,茶汤中氟的浸出率达到峰值,而后随着温度的升高,氟浸出率缓增降低。采用100℃的沸水泡茶有利于茶叶呈味物质的溶出,此时氟的浸出率并未达最高值。

图3 不同冲泡时间茶汤中氟浸出率的变化

图4 不同冲泡水温对茶叶氟浸出率影响曲线

(4)茶水比对茶叶氟浸出率的影响

不同茶水比条件下茶汤中的氟浓度检测结果见表4。结果表明,不同茶水比在茶叶冲泡过程中对茶叶氟浸出率的影响明显。随着茶水比的增大,氟的浸出率不断增高。由此可见,泡茶时投茶量越大,氟浸出率越高。茶叶品饮时根据不同的茶具合理投放茶叶,可以有效降低氟的摄入。

表4 不同茶水比冲泡茶汤中氟浸出率 %

三、结论

不同的冲泡次数茶叶中氟浸出率有明显差异,其中第一泡茶汤中氟浓度最高,随着冲泡次数的增加,茶汤中的氟含量减少,而且减少的趋势逐渐变缓。冲泡5次后茶叶中的氟几乎全部溶出。

相同冲泡时间下,氟的浸出率随茶水比的增加而增加,投茶量越大,氟浸出率越高;相同茶水比下,冲泡时间少于40 min 时,茶汤中氟的浸出率随时间增加而迅速提高,40 min 后增加趋于稳定;而相同冲泡时间、相同茶水比条件下,茶汤中氟的浸出率随温度的升高先增加后缓慢降低,水温95℃左右时氟的浸出率最高。

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