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        鳳凰單叢古茶樹葉片中硒含量及溶出特征

        2016-11-11 08:15:18吳雙桃韓山師范學院化學與環(huán)境工程學院廣東潮州5204韓山師范學院生命科學與食品科技學院廣東潮州5204
        食品科學 2016年4期
        關鍵詞:單叢中硒沖泡

        吳雙桃,朱 慧(.韓山師范學院化學與環(huán)境工程學院,廣東 潮州 5204;2.韓山師范學院生命科學與食品科技學院,廣東 潮州 5204)

        鳳凰單叢古茶樹葉片中硒含量及溶出特征

        吳雙桃1,朱 慧2,*
        (1.韓山師范學院化學與環(huán)境工程學院,廣東 潮州 521041;2.韓山師范學院生命科學與食品科技學院,廣東 潮州 521041)

        選取10 種珍貴的鳳凰單叢古茶樹為研究對象,采用石墨消解法測定茶葉中的硒含量,并分析硒元素在茶葉沖泡過程中的溶出特征。結果表明:10 種鳳凰單叢古茶樹的成熟葉與新葉的硒含量范圍分別為0.056 0~0.352 5、0.045 5~0.299 0 mg/kg,平均含量分別為0.180 9、0.154 5 mg/kg,二者之間相差17.46%;基于鳳凰單叢“一芽二三葉”的采摘標準,以0.2~4.0 mg/kg的硒含量作為富硒茶的標準,則宋種蜜蘭香(0.299 0 mg/kg)和宋種東方紅(0.210 2 mg/kg)2 種古茶樹的茶葉達到富硒茶的含量要求;以硒含量最高的宋種蜜蘭香茶葉作為探討硒元素溶出特征實驗的材料。結果顯示,沖泡溫度以95~100 ℃、單次沖泡時間小于5 min為宜,且鳳凰單叢古茶樹茶葉耐多次沖泡;沖泡溫度、沖泡時間及沖泡次數(x)與茶湯中硒溶出量(y)的相關性分別符合直線方程(y=0.000 4x-0.028 3,R2=0.939 8)、對數方程(y=0.006 6lnx+0.001 1,R2=0.957 9)及冪函數方程(y=0.013 7x-0.7866,R2=0.948 6)。鳳凰單叢古茶樹具有一定的富硒茶開發(fā)潛力。

        鳳凰單叢;古茶樹;硒含量;茶湯;溶出特征

        硒是人和動物生命活動中的必需微量元素,其對人體具有重要的保健功能,中國營養(yǎng)學會將硒列為15 種每日膳食營養(yǎng)素之一[1-3]。通過食物攝入硒是一種安全有效的途徑[4]。茶被譽為“藥食同源”的“國飲”,如果茶湯中含有硒,則飲茶為人體補充硒元素的理想途徑[5]。湖北恩施、陜西紫陽及貴州六盤水等地生產的富硒茶因其良好的保健功能深受消費者的親睞[6-7]。截止目前,對茶葉中硒元素的研究主要集中于含量、存在形態(tài)、溶出特征及生物活性等方面[8]。茶樹葉片是硒積累的主要器官,杜琪珍等[9]通過同位素技術發(fā)現有機態(tài)硒為茶葉中硒的主要存在形態(tài)(約占80%),李慧等[10]認為富硒茶葉中硒含量與對應土壤中硒含量之間存在明顯的相關性;茶葉中硒在茶湯中的溶出特征對于硒元素的保健功能至關重要,王銀華[11]、趙寧[12]等認為沖泡時間、溫度、次數、液料比及茶葉硒含量等因素均影響硒溶出特征;胡秋輝等[13]發(fā)現富硒茶能大大增加動物血液和肝臟中的硒含量及谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶活性,降低脂質過氧化產物丙二醛的含量,證明富硒茶具有減少脂質過氧化物和清除自由基的能力,薛慧[14]研究表明長期飲用富硒茶能顯著改善高膽固醇、血脂及脂蛋白的代謝狀況。

        現存的古茶樹是研究茶樹起源與演化的珍貴活體標本,是茶樹良種選育和茶產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要種質資源[15]。鳳凰單叢古茶樹主要分布在海拔600 m以上的鳳凰單叢茶發(fā)源地——鳳凰山區(qū)域,現存的鳳凰單叢古茶樹被認為是罕見多香型、多品種及多栽培型的珍稀茶樹資源[16],以鳳凰單叢古茶樹茶葉片為原料生產出來的烏龍茶具有極高的經濟價值[17]。截止目前,對鳳凰單叢古茶樹的研究包括資源調查、保護技術、遺傳多樣性及其文化價值等[16-19],但對于其茶葉礦質元素的研究鮮見報道。本實驗擬選擇最具代表性的10 株鳳凰單叢古茶樹為研究對象,對葉片中的硒含量進行測定,并探討溫度、沖泡時間及沖泡次數等因素對茶葉中硒元素溶出特征的影響,旨在進一步了解鳳凰單叢古茶樹茶葉的保健價值與開發(fā)潛力。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        鳳凰單叢古茶樹樹齡都在100 a以上,分布在海拔400~1 300 m的鳳凰單叢發(fā)源地——鳳凰山區(qū)域,具有非常高的經濟價值和文化價值。按照鳳凰單叢茶的不同香型,選取了10 株具有代表性的鳳凰單叢古茶樹作為研究對象,如表1所示,分別采集新葉與成熟葉茶葉樣品,其中,新葉以鳳凰單叢“一芽二三葉”的采摘標準進行采樣[20]。

        表1 鳳凰單叢古茶樹Table 1 Information about the ancient tea trees for Fenghuang Dancong tea

        鹽酸(配制質量分數5%鹽酸溶液) 廣州化學試劑廠;硼氫化鉀(KBH4) 國藥集團化學試劑有限公司;GSBG62029-90(3401)硒標準儲備液(1 000 μg/mL)國家標準物質中心。

        硒標準儲備液與硒標準應用液于4 ℃冰箱中儲存?zhèn)溆谩嶒炗盟疄槌兯?,試劑為分析純或?yōu)級純。

        1.2 儀器與設備

        硒編碼空心陰極燈(942339030341) 美國Thermo公司;勝譜DS-360石墨消解儀 中國廣州分析測試中心;BT25S電子天平 德國Sartorius公司。玻璃器皿用前用質量分數3%稀硝酸溶液浸泡,蒸餾水洗滌,烘干。

        1.3 方法

        1.3.1 茶葉樣品的制備與消解

        表2 石墨消解程序Table 2 Graphite digestion procedure

        新鮮茶葉洗凈,恒溫80 ℃烘干,粉粹并過100 目篩,混勻,裝入塑料密封袋,編號備用。

        茶葉硒含量測定:分別準確稱取0.4 g(準確至0.000 1 g)茶樣于石英消解罐中,加8 mL濃硝酸(浸泡過夜),再加2 mL雙氧水,置于石墨消解儀中安裝好相關裝置,按表2步驟進行消解,同時設置空白對照,消解至剩余1~2 mL淡黃色的溶液,終止程序,冷卻后加7 mL濃鹽酸,繼續(xù)煮沸15 min,定容至50 mL,過濾,待測[21]。每個實驗重復5 次。下同。

        1.3.2 茶湯中硒的溶出量與泡茶用水溫度的關系

        準確稱取6.0 g茶葉置于100 mL錐形瓶中,向錐形瓶內分別加入90、95、98、100 ℃超純水60 mL,從加完蒸餾水開始計時,浸泡5 min把茶湯倒出,過濾后取30 mL于石英消解罐中,添加試劑與消解方法同1.3.1節(jié)。

        1.3.3 茶湯中硒的溶出量與沖泡時間的關系

        準確稱取6.0 g茶葉置于100 mL錐形瓶中,向錐形瓶內加入60 mL剛沸騰蒸餾水(100 ℃)。分別沖泡2、5、10、15、30 min,每到一個沖泡時間,倒出錐形瓶內的茶湯,過濾后取30 mL于石英消解罐中,添加試劑與消解方法同1.3.1節(jié)。

        1.3.4 茶湯中硒的溶出量與沖泡次數的關系

        準確秤取6.0 g茶葉置于100 mL的錐形瓶中,向錐形瓶內加入60 mL剛沸騰蒸餾水,5 min后倒出全部茶湯,經過濾取30 mL用于實驗測定,每5 min重復上述過程,依次進行5 次。每次沖泡的茶湯的硒含量的測定方法同1.3.1節(jié)。

        1.3.5 試樣測定

        硒標準曲線:分別量取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 mL(10 μg/L)硒標準應用液置于50 mL容量瓶中,分別加濃鹽酸7. 00 mL,用水定容至50 mL,混勻,分別得到質量濃度為0、1、2、3、4、5 μg/L硒標準系列溶液,現配現用。

        試樣測定前,先進入空白測量狀態(tài),用空白消解液進樣,取均值作為空白值。然后按測定標準曲線的條件依次測定各試樣。

        2 結果與分析

        2.1 加標回收率

        用一次標準加入法對4 種樣品進行加標回收實驗,如表3所示。結果顯示樣品中硒的加標回收率在99.35%~99.61%之間。

        表3 樣品中硒的加標回收率Table 3 Recovery rates of Se spiked into samples

        2.2 精密度和檢出限

        精密度:取10 μg/L的硒(Ⅳ)溶液進行連續(xù)10 次測定,進行精密度實驗表明:質量濃度為10 μg/L的標準溶液的標準差為0.193 6,相對標準偏差為1.18%。

        檢出限:對空白對照進行連續(xù)11 次測定,計算出標準偏差,再根據檢出限=3×標準偏差/曲線斜率,可得本方法的檢出限為0.097 μg/L。

        2.3 鳳凰單叢古茶樹茶葉中硒含量

        10 種古茶樹的成熟葉中平均硒含量為0.056 0~0.352 5 mg/kg,如表4所示,其中,含量達到0.2 mg/kg的有通天香、杏仁香(鋸剁仔)、八仙、宋種蜜蘭香、宋種東方紅及夜來香6 種,其中宋種蜜蘭香的含量最高(0.352 5 mg/kg);而古茶樹新葉的硒含量均低于成熟葉,其相差比率在15.18%~22.70%之間,其中僅宋種蜜蘭香和宋種東方紅2 種古茶樹茶葉的硒含量超過0.2 mg/kg,分別為0.299 0 mg/kg和0.210 2 mg/kg,其次為八仙及夜來香等。根據GH/T 1090—2014《富硒茶》的規(guī)定,富硒茶產品的硒含量應在0.2~4.0 mg/kg范圍內[22],根據此標準,宋種蜜蘭香和宋種東方紅符合富硒茶的標準要求。當然,新葉與成熟葉中的硒含量存在一定的差異,表明硒的吸收、累積與葉片的發(fā)育過程存在一定的相關性。

        表4 茶葉中硒含量Table 4 Se contents in tea leaves

        2.4 茶湯中硒的溶出量與沖泡水溫的關系

        圖1 硒溶出量與沖泡溫度的關系Fig.1 Relationship between Se dissolution and brewing temperature

        選用硒元素含量最高的宋種蜜蘭香茶葉進行沖泡溫度實驗,如圖1所示。隨著沖泡溫度的升高,茶葉中硒的溶出量也迅速增加,100 ℃時的硒溶出量比90 ℃的溶出量增加了約30.82%。在90~100 ℃的沖泡溫度范圍內,茶葉的硒溶出量(y)與沖泡溫度(x)的擬合曲線為直線方程:y=0.000 4x-0.028 3,相關系數R2為0.939 8。因此,沖泡茶葉的溫度控制在95~100 ℃有利于茶葉中硒的溶出。

        2.5 茶湯中硒的溶出量與沖泡時間的關系

        如圖2所示,從0~5 min內,茶湯中的硒溶出量迅速增加,第5分鐘的硒溶出量較第2分鐘增加了37.89%;5~10 min內,硒溶出量增加幅度迅速減少,總溶出量趨于穩(wěn)定;而沖泡時間達到10 min以后,硒溶出量基本不再增加。沖泡時間(x)與硒溶出量(y)的相關性方程為:y=0.006 6lnx+0.001 1,相關系數R2為0.957 9。

        圖2 沖泡時間與硒溶出量的關系Fig.2 Relationship between Se dissolution and brewing time

        2.6 茶湯中硒的溶出量與沖泡次數的關系

        圖3 硒溶出量與沖泡次數的關系Fig.3 Relationship between Se dissolution and brewing number

        如圖3所示,第1次沖泡的硒溶出量最高,接著迅速下降,如第2次沖泡的硒溶出量較第1次下降了51.75%,隨后繼續(xù)呈現下降趨勢,截止第5次沖泡,仍能檢測到較低的硒含量。通過擬合發(fā)現,茶湯中硒的溶出量(y)與茶葉沖泡次數(x)之間具有顯著的冪函數曲線關系,具體方程為:y=0.013 7x-0.7866,相關系數R2為0.948 6。

        3 討 論

        3.1 鳳凰單叢古茶樹茶葉中硒含量的評價

        雖然部分鳳凰單叢古茶樹的硒含量符合富硒茶的標準(0.2~4.0 mg/kg),但與國內著名的富硒茶產區(qū)的茶葉硒含量相比仍存在較大的差距,如湖北恩施的烏云牌富硒茶的春茶硒含量均值為2.5 mg/kg,而夏茶均值達到4.8 mg/kg[7,23]。梁春燕等[24]對廣東茶區(qū)部分茶葉的含硒量進行了初步測定,其中與鳳凰單叢古茶樹產于同一區(qū)域的大烏葉單叢的硒含量為0.118 mg/kg,而烏龍茶的硒含量均值為到0.126 3 mg/kg。本實驗選擇的10 種古茶樹的硒元素平均含量為0.154 5 mg/kg,高于廣東產區(qū)烏龍茶的平均含量,這可能與古茶樹樹齡較大、根系發(fā)達且扎根較深有關,這些特征使茶樹具有更強的礦質元素吸收能力[17,19],而如果參照DB61/T 556—2012《富硒食品與其相關產品硒含量標準》(0.15~5.00 mg/kg),則通天香、杏仁香、八仙及夜來香4 種古茶樹也達到了富硒茶的標準。此外,鳳凰單叢古茶樹的新葉的硒含量平均低于成熟葉17.64%,兩者之間存在顯著差異,表明硒的吸收與累積與葉片的發(fā)育過程存在一定的相關性[25],是一個隨葉片發(fā)育逐漸積累的過程。生長于同一區(qū)域的鳳凰單叢古茶樹之間在葉片中硒元素含量上存在顯著差異,可能與2 個原因有關:不同品種(系)的鳳凰單叢古茶樹在生理生態(tài)方面存在差異,從而導致植株對土壤中硒元素的吸收能力不同;選擇的10 種鳳凰單叢古茶樹雖然同處于鳳凰山脈,但分布的海拔差異明顯,因而各個生境土壤中硒元素的含量及土壤的理化性質可能存在較大的差異,如低海拔的土壤以紅壤為主,而高海拔主要是黃壤[20],生境的異質性導致土壤與植物體之間硒元素吸收與轉運的差異。

        3.2 鳳凰單叢古茶樹茶葉中硒元素的溶出特征

        作為日常飲品,除了茶葉本身的品質之外,茶湯的口感還與3 個沖泡方面的因素有關:沖泡溫度、沖泡時間及沖泡次數[26]。鳳凰單叢烏龍茶是適合多次沖泡的茶葉類型,是潮汕工夫茶的主要用茶[20]。從硒元素溶出量的角度考慮,沖泡鳳凰單叢古茶樹茶葉的溫度以95~100 ℃為佳,這也符合一般的鳳凰單叢烏龍茶的沖泡溫度,能使鳳凰單叢特有的花果香型和醇厚的滋味釋放出來;單次沖茶的時間控制在5 min之內為最佳,硒元素能大量溶出,而且能保證茶味不至于過苦[20];鳳凰單叢茶素以耐沖泡的特點而聞名,雖然茶葉中的硒在第1次和第2次沖泡時的溶出量較大,但直到第5次沖泡,仍然在茶湯中檢測到硒的含量。通過擬合,上述3 個因素(x)與硒元素溶出量(y)的相關性分別符合直線方程、冪函數方程及對數方程。此外,硒在茶葉或茶湯中的賦存形態(tài)與其生物利用率及生理活性密切相關[8-9],因此,鳳凰單叢古茶樹茶葉中硒元素的存在形態(tài)需要進一步測定。

        3.3 鳳凰單叢古茶樹的開發(fā)價值

        一般情況下,富硒或高硒土壤才是生產富硒食品的理想區(qū)域,如湖北省恩施市魚塘壩和陜西省紫陽縣雙安鄉(xiāng)2 個高硒地區(qū)的土壤平均硒含量分別達到20.82、23.53 mg/kg[27-28]。根據廣東省地質局的調查,廣東省的珠江三角洲、韓江三角洲及梅州等地發(fā)現大片富硒土壤,面積達3萬多 km2,其中硒含量高于0.60 mg/kg的土壤面積達14 784 km2,而鳳凰單叢的發(fā)源地和主產地鳳凰山脈毗鄰韓江三角洲地區(qū),其土壤硒含量雖然未有權威數據發(fā)布,但鳳凰單叢古茶樹茶葉中較高的硒元素含量顯示,鳳凰單叢古茶樹具有一定的富硒茶開發(fā)潛力和價值,尤其是宋種蜜蘭香和宋種東方紅2 種古茶樹。但鳳凰單叢古茶樹茶葉的硒含量與生境土壤理化性質及其品種(系)的相關性需要進一步的實驗加以分析[18,29]。

        4 結 論

        鳳凰單叢古茶樹宋種蜜蘭香和宋種東方紅符合富硒茶的標準,而通天香、杏仁香(鋸剁仔)、八仙及夜來香4 種茶葉的硒含量次之。

        從硒元素溶出量的角度考慮,沖泡鳳凰單叢古茶樹茶葉的適宜水溫、時間及次數分別為95~100 ℃、5 min之內及5 次。通過擬合,水溫、沖泡時間及沖泡次數3 個因素(x)與硒元素溶出量(y)的相關性分別符合直線方程、冪函數方程及對數方程:y=0.000 4x-0.028 3(R2=0.939 8);y=0.006 6lnx+0.001 1(R2=0.957 9);y=0.013 7x-0.7866(R2=0.948 6)。鳳凰單叢古茶樹具有一定的富硒茶開發(fā)潛力和價值,尤其是宋種蜜蘭香和宋種東方紅。

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        [29] 王雅玲, 潘根興, 劉洪蓮, 等. 皖南茶區(qū)土壤硒含量及其與茶葉中硒的關系[J]. 農村生態(tài)環(huán)境, 2005, 21(2): 54-57. DOI:10.3969/ j.issn.1673-4831.2005.02.012.

        Se Contents and Dissolution Charateristics in Leaves of Ancient Fenghuang Dancong Tea Trees

        WU Shuangtao1, ZHU Hui2,*
        (1. School of Chemical and Environmental Engineering, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China; 2. School of Life Sciences and Food Technology, Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China)

        Tea-drinking is an ideal way to supplement the trace element selenium (Se) for people. Se contents in the leaves of 10 cultivars of ancient tea trees for Fenghuang Dancong tea were measured by graphite digestion method, and Se dissolution characteristics were analyzed during brewing. The results were obtained as follows: 1) the Se contents in mature and young leaves were 0.056 0–0.352 5 and 0.045 5–0.299 0 mg/kg, with an average of 0.180 9 and 0.154 5 mg/kg, respectively, showing a 17.46% difference between both leaves; 2) Se contents in the cultivars Songzhong Milanxiang (0.299 0 mg/kg) and Songzhong Dongfanghong (0.210 2 mg/kg) met the requirement (0.2–4.0 mg/kg) of Se enriched Fenghuang Dancong tea made from ‘one bud with two or three leaves’; 3) the leaves of Songzhong Milanxiang with the highest Se content were selected as experimental materials for analyzing Se dissolution characteristics, and it was shown that 95–100 ℃of brewing temperature and shorter than 5 min of brewing were fit for Fenghuang Dancong tea from the ancient tea tree, and these tea leaves could be brewed for many times; and 4) the relationship between either brewing temperature, time or number (x) and Se dissolubility (y) in tea infusion was consistent with linear equation (y = 0.000 4 x ? 0.028 3, R2= 0.939 8), logarithmic equation (y = 0.006 6lnx + 0.001 1, R2=0.957 9) and power function equation (y = 0.013 7 x?0.7866, R2= 0.948 6), respectively. The ancient tea trees for Fenghuang Dancong tea have great potential for the development of Se-enriched tea.

        Fenghuang Dancong; ancient tea tree; Se content; tea infusion; dissolution characteristics

        10.7506/spkx1002-6630-201604023

        Q944.53

        A

        1002-6630(2016)04-0127-05

        吳雙桃, 朱慧. 鳳凰單叢古茶樹葉片中硒含量及溶出特征[J]. 食品科學, 2016, 37(4): 127-131. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201604023. http://www.spkx.net.cn

        WU Shuangtao, ZHU Hui. Se contents and dissolution charateristics in leaves of ancient Fenghuang Dancong tea trees[J]. Food Science, 2016, 37(4): 127-131. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201604023. http://www.spkx.net.cn

        2015-05-30

        廣東省協同創(chuàng)新與平臺環(huán)境建設專項(2014A070713039);廣東省高等學??萍紕?chuàng)新重點項目(cxzd1131);

        韓山師范學院博士啟動項目(QD20140325);廣東普通高校工程技術開發(fā)中心項目(GCZX-A1415)

        吳雙桃(1976—),女,助理研究員,碩士,主要從事植物化學與環(huán)境化學研究。E-mail:csfuwst@163.com

        *通信作者:朱慧(1976—),男,副教授,博士,主要從事植物化學與生理生態(tài)學研究。E-mail:gdzhuhui@126.com

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