茶樹品種及采摘時(shí)期對茶葉鋁含量的影響

吳志丹，江福英，張 磊（.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建　福安　35505；2.福建省紅壤山地農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 35003）

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茶樹品種及采摘時(shí)期對茶葉鋁含量的影響

吳志丹1，2，江福英1，2，張 磊1
（1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建福安355015；2.福建省紅壤山地農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350013）

摘 要：測試分析不同適制烏龍茶品種（系）小至中開面的對夾二、三葉嫩梢茶葉鋁含量，分析采摘時(shí)期對茶樹新梢及茶湯鋁含量的影響，闡明不同茶樹品種及采摘時(shí)期對茶葉鋁累積的影響并評價(jià)茶葉飲用安全。結(jié)果表明，福建省主栽適制烏龍茶品種（系）小至中開面的對夾二、三葉嫩梢茶葉鋁含量在445.17～814.51 m g·kg- 1之間，肉桂、黃玫瑰和紫玫瑰茶樹品種茶葉鋁含量較高，梅占、金牡丹和佛手茶葉鋁含量較低。茶樹新梢茶葉鋁含量隨著生長時(shí)間的延長迅速提高，采用指數(shù)方程可以很好模擬茶樹新梢鋁累積與生長時(shí)間的關(guān)系，控制茶葉采摘時(shí)期是控制茶葉鋁含量的有效措施；隨著新梢生長時(shí)間的延長，茶湯鋁含量、茶葉鋁溶出量及茶葉鋁溶出率迅速升高，但日常飲用烏龍茶鋁攝入量在安全限量范圍內(nèi)，不會對人體造成傷害。

關(guān)鍵詞：鋁含量；茶樹品種；采摘時(shí)期；茶樹新梢；茶湯

茶樹是典型的嗜鋁作物，只能在酸性土壤中生長良好，并在葉片中累積大量的鋁［1 - 2］。用來制作茶產(chǎn)品的茶樹芽葉鋁含量變化范圍約為224～2633 m g·kg- 1［3］。鋁為人體非必要元素，是一種對人體健康有害的元素，一些文獻(xiàn)［4 - 5］在對鋁的生物作用及流行病學(xué)研究中指出，茶葉所含高濃度鋁是人群環(huán)境鋁暴露的來源途徑之一。田淑彩等［4］的調(diào)查表明，飲用磚茶奶茶鋁攝入量及排泄途徑血、發(fā)、尿中鋁水平都明顯高于對照組，飲茶型氟中毒表現(xiàn)為氟鋁聯(lián)合中毒。鑒于鋁對人體健康產(chǎn)生負(fù)面影響，茶樹是鋁超積累植物，茶葉鋁含量對茶葉質(zhì)量安全的影響日益受到關(guān)注。

茶葉鋁含量因茶樹的生長環(huán)境及采摘標(biāo)準(zhǔn)存在差異，Ruan等［6］研究了相同茶樹品種在不同地區(qū)生長，茶樹體內(nèi)鋁累積的效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一般土體酸化越嚴(yán)重，茶樹體內(nèi)累積的鋁就越高；一般茶樹老葉鋁的累積量遠(yuǎn)高于茶樹新葉［7］。然而從當(dāng)前報(bào)道的文獻(xiàn)來看，茶樹鋁累積的研究主要集中在不同茶類茶葉鋁含量的調(diào)查及采用培養(yǎng)試驗(yàn)研究茶樹幼苗對鋁的吸收累積特性等［8 - 10］，而針對同一種植條件下，茶樹品種及生長時(shí)間茶葉鋁的累積動(dòng)態(tài)研究還少見報(bào)道。烏龍茶悅?cè)说纳?、香、味配合精致的茶藝文化，越來越受廣大消費(fèi)者的喜愛。一般情況下，由于烏龍茶采摘小至中開面的對夾二、三葉和一芽三、四葉嫩梢，茶葉新梢生長時(shí)間長于紅、綠茶（一芽二葉）［11］，烏龍茶鋁含量對茶葉質(zhì)量安全的影響更受關(guān)注。據(jù)此，測定分析同一地塊種植的不同烏龍茶品種（系）茶葉鋁含量差異，探討茶樹新梢生長時(shí)間對茶葉及茶湯鋁含量的影響，以期為烏龍茶鋁含量的調(diào)控和茶葉的飲用安全性評估提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試材料均采自福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所2號山試驗(yàn)茶園（東經(jīng)119°34′25″、北緯27°13′04″，海拔59 m），年均降雨量1646 m m，年無霜期285 d，年平均溫度19.3℃，屬中亞熱帶秋季風(fēng)氣候。供試茶園土壤p H值為4.01，有機(jī)碳含量13.42 g·kg- 1，全氮1.18 g·kg- 1，堿解氮152.48 m g·kg- 1，有效磷30.75 m g·kg- 1，速效鉀115.42 mg·kg- 1，交換性鋁204.12 m g·kg- 1；不同茶樹品種統(tǒng)一種植于2009年12月。

于2015年4月12日～4月31日，根據(jù)不同茶樹品種開采期按照烏龍茶采摘標(biāo)準(zhǔn)（小至中開面的對夾二、三葉嫩梢）采摘肉桂、金鳳凰、金鎖匙、佛手、鐵觀音、黃棪、梅占、茗科1號（金觀音）、金牡丹、黃觀音、紫牡丹、黃玫瑰和紫玫瑰等13個(gè)茶樹品種（系）茶葉樣品，分別為3人采摘，每人采摘樣品為1次重復(fù)。選擇福建省主栽品種之一金觀音作為新梢生長時(shí)間對茶葉鋁含量影響的研究對象，分別于4月1日（一芽三葉期）、4 月7日、4月13日、4月19日、4月25日（駐芽小到中開面）采摘金觀音茶樹當(dāng)季生長新梢，分別為5人采摘，每人采摘樣品為1次重復(fù)。

1.2樣品處理與測定方法

茶葉樣品的消煮：采摘鮮葉于80℃下一次性烘干粉碎；準(zhǔn)確稱取0.500 g茶葉粉碎樣品于聚四氟乙烯熔樣杯中，加去離子水3 m L，濃H N O33 m L，在電子控溫板上120℃預(yù)處理5～10 min，加H2O22 m L然后置微波消解儀中消解，選擇熔樣壓力2.0～2.5 M pa，時(shí)間5～8 min內(nèi)消解完全。冷卻后用去離子水定容至50 m L備用，同時(shí)做消化空白［12］。

茶湯的提?。翰铚崛⒄詹枞~生化成分含量測定茶湯提取方法［11］，稱取3.000 g磨碎茶樣于500 m L錐形瓶中，加沸蒸餾水450 m L，立即移入沸水浴中，浸提45 min（每隔10 min搖動(dòng)1次）。浸提完畢后立即趁熱減壓過濾。濾液移入500 m L容量瓶中，殘?jiān)蒙倭繜嵴麴s水洗滌2～3次，并將濾液移入上述容量瓶中，冷卻后用蒸餾水定容至刻度。

鋁含量的測定：茶葉消煮液、茶湯樣品過0.45μm濾膜，采用IC P - O ES測定鋁含量。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和D PS 6.85數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，茶葉鋁的溶出量（m g·kg- 1）=茶湯體積（L）×茶湯鋁含量（m g·L- 1）/茶葉質(zhì)量（kg），茶葉鋁的溶出率（%）=茶葉鋁的溶出量（m g·kg- 1）/茶葉鋁含量（m g·kg- 1）×100，平均數(shù)的比較采用最小顯著差數(shù)法（LSD），顯著水平為P＜0.05。

2　結(jié)果與討論

2.1不同茶樹品種新梢茶葉鋁含量

不同品種的茶樹鋁含量有較明顯差異，茶樹對鋁的吸收積累可能存在一定的遺傳差異性［13］。從圖1可以看出，在相同種植條件下，同一樹齡同一采摘標(biāo)準(zhǔn)福建省主要適制烏龍茶茶樹品種（系）小到中開面的對夾二、三葉嫩梢茶葉鋁含量具有顯著差異，不同茶樹品種（系）茶葉鋁含量范圍445.17～814.51 m g·kg- 1，大小順序?yàn)槿夤穑军S玫瑰＞紫玫瑰＞黃棪＞黃觀音＞紫牡丹＞金鳳凰＞金鎖匙＞鐵觀音＞金觀音＞佛手＞金牡丹＞梅占。已有研究結(jié)果顯示，茶樹體內(nèi)鋁的累積能力由基因型決定，如茶種比普洱變種具有較高的鋁含量［14］，茶葉中的鋁含量小葉種＞大葉種＞阿薩姆種［3］；孫云等［15］分析了不同產(chǎn)地烏龍茶茶葉鋁含量的差異指出，閩南烏龍茶茶葉鋁含量顯著小于閩北烏龍茶茶葉鋁含量。在本研究中，肉桂等適制閩北烏龍茶主栽品種及黃玫瑰、紫玫瑰等新品種茶葉鋁含量較高，而鐵觀音、佛手、梅占等適制閩南烏龍茶主栽品種及金觀音等新品種茶葉鋁含量較低；從系統(tǒng)聚類分析方法也可以看出（圖2），梅占、金牡丹和佛手為一類，茶葉鋁含量范圍為445.17～479.63m g·kg- 1；金觀音、鐵觀音、金鎖匙和金鳳凰為一類，鋁含量范圍為506.89～565.64 m g·kg- 1；紫牡丹、黃觀音和黃棪為一類，鋁含量范圍為602.63～627.43 m g·kg- 1；紫玫瑰、黃玫瑰和肉桂為一類，鋁含量范圍為720.41～814.51 m g·kg- 1。說明茶葉鋁含量與茶樹品種茶類適制性具有一定的相關(guān)性，適制閩北烏龍茶的茶樹品種茶葉鋁含量較高，適制閩南烏龍茶的茶樹品種茶葉鋁含量相對較低。

圖1　不同茶樹品種茶葉鋁含量Fig.1 Al content in leaves of various tea cultivars

圖2　聚類分析圖Fig.2 Diagram of cluster analysis

2.2采摘時(shí)期對茶葉及茶湯鋁含量的影響

在茶樹生長過程中，鋁在根部被吸收后主要運(yùn)往葉部，最后積聚于葉表皮、柵欄組織的細(xì)胞壁中；越是成熟葉片，柵欄組織厚度越大，所以在茶樹生長季節(jié)，芽葉越嫩，含鋁量越低［16］。從圖3可以看出，金觀音茶樹新梢隨著生長時(shí)間的延長，茶葉成熟度提高，鋁含量迅速升高，從4月1日的201.24 m g·kg- 1提高到4月25日665.21 m g·kg- 1，提高2.31倍；采用指數(shù)方程y = 196.53e0. 0483x（其中y為茶樹新梢鋁含量/ m g·kg- 1；x為茶樹新梢生長天數(shù)/d，一芽三葉期為第1 d，x范圍為一芽三葉期至駐芽小到中開面）可以很好模擬茶樹新梢鋁累積與生長時(shí)間的關(guān)系（R2= 0.9955，P＜0.01）。眾多研究表明［17 - 18］，茶葉鋁的含量在不同葉齡中具有顯著的差異，老葉鋁含量顯著高于新葉含量。在本研究中，采用指數(shù)方程模擬茶樹新梢鋁累積與生長時(shí)間的關(guān)系，可以較好預(yù)測茶葉鋁含量，采用控制采摘時(shí)間來降低茶葉鋁含量具有一定的指導(dǎo)意義。

茶是一種重要的飲品，而由于鋁的生物毒性和茶葉中較高的鋁含量使得茶湯中鋁的研究更受關(guān)注。茶葉水浸出物中總鋁受多種因素影響，如樹齡、茶葉的品種、茶園土壤的理化性質(zhì)及浸提條件（如茶葉量與水的體積比、浸泡時(shí)間、浸泡次數(shù)、溫度）等［19］。在本研究中，參照茶葉生化成分含量測定中茶湯提取方法［11］，采用同一茶園研究采摘時(shí)期對茶葉鋁溶出的影響（表1），不同采摘時(shí)期金觀音新梢茶湯鋁的含量的范圍0.19～2.24 m g·L- 1，隨著新梢生長時(shí)間的延長，茶湯鋁含量迅速增加，4月25日采摘新梢茶湯鋁含量是4月1日的11.79倍；茶樹新梢茶葉鋁溶出量隨新梢生長時(shí)間的延長迅速增加，從4月1日的31.57 m g·kg- 1提高到4月25日372.97 m g·kg- 1，提高10.81倍；茶樹新梢生長時(shí)間對茶葉鋁的溶出率葉具有顯著的影響，茶樹新梢鋁的溶出率隨著新梢生長時(shí)間的延長迅速增加，從4月1日的15.08%提高到4月25日的55.77%，提高2.70倍。高舸等［19］研究結(jié)果表明市售不同茶類茶葉鋁的溶出率約為20%～40%，其中綠茶約為20%，花茶約為30%，而烏龍茶、鐵觀音茶等約為40%；由于不同茶類茶葉采摘標(biāo)準(zhǔn)不同，烏龍茶茶葉成熟度高于綠茶、花茶，在本研究中茶葉鋁的溶出率隨著茶葉生長時(shí)間的延長而增加。以上結(jié)果說明茶樹新梢采摘時(shí)期對茶葉鋁的溶出具有顯著的影響，茶葉生長時(shí)間越長，茶葉鋁含量越高，茶葉鋁的溶出量及溶出率越高。

2.3基于茶葉鋁溶出率烏龍茶飲用安全評價(jià)

飲茶是人體膳食攝入鋁的主要來源之一［20］，聯(lián)合國農(nóng)糧組織及世界衛(wèi)生組織食品添加劑專家委員會制定的鋁暫定每周耐受攝入量（P T W I）為2 m g·kg- 1體重［21］。采用本研究中測定茶葉鋁含量最高的茶樹品種水仙，及最高的茶葉鋁溶出量（55.77%）來估算烏龍茶的飲用安全，結(jié)果表明一個(gè)成年人日消費(fèi)茶葉安全限量為37.74 g（表2）。結(jié)合飲茶習(xí)慣，參照高舸等［19］研究方法每5 g茶葉泡制600 ml茶湯，1個(gè)成年人日消費(fèi)茶葉安全限量37.74 g可泡制4.53 L茶湯，高于人體每日需要攝入水量（2.5 L，含飲食攝入）［22］。鋁在茶湯中的形態(tài)不同，對人體的毒害效果不同；總結(jié)對茶葉水浸出物鋁的研究，可以說明茶湯中鋁的含量很高，一般為1～6 m g·L- 1［23］，但茶湯中大部分鋁以有機(jī)絡(luò)合物［20］或AlF2 +絡(luò)合物［19］形態(tài)存在，這些形態(tài)的鋁被認(rèn)為生物毒性小，所以每日正常飲用烏龍茶不會造成鋁攝入量超標(biāo)，不會對人體健康產(chǎn)生威脅。

圖3　采摘時(shí)期對茶葉新梢鋁含量的影響Fig.3 Al content in young shoots affected by plunking time

表1　采摘時(shí)期對茶葉鋁溶出的影響Table 1 Dissolved Alin young tea leaves picked at different time periods

表2　基于茶葉鋁溶出率的茶葉安全消費(fèi)限量估算Table 2 Estimated safe consu mption of brewed tea based on its Al content

3　結(jié)論

（1）福建省主要適制烏龍茶的茶樹品種（系）茶葉鋁含量具有顯著差異，不同茶樹品種（系）小至中開面的對夾二、三葉嫩梢茶葉鋁含量范圍445.17～814.51 m g·kg- 1，肉桂、黃玫瑰和紫玫瑰茶樹品種茶葉鋁含量較高，梅占、金牡丹和佛手茶葉鋁含量較低。

（2）茶樹新梢隨著生長時(shí)間的延長，茶葉鋁含量迅速增加，采用指數(shù)方程可以很好模擬茶樹新梢鋁累積與生長時(shí)間的關(guān)系，控制茶葉采摘時(shí)間是控制茶葉鋁含量的有效措施。

（3）茶湯中鋁含量、茶葉中鋁溶出量及溶出率隨著新梢中鋁含量的增加而升高，但在本研究條件下，日常飲用烏龍茶鋁攝入量在安全限量范圍內(nèi)，不會對人體造成傷害。

致謝：福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所陳林博士對實(shí)驗(yàn)材料的采集提供了幫助，在此表示感謝。

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Alu minu m Content in Camelliasinensis（L.）O. Kuntze Cultivars with Delayed Leaf-plucking

W U Zhi-dan1，2，JIA N G Fu-ying1，2，Z H A N G Lei1
（1. Tea Research Institute，F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences，F(xiàn)u’an，F(xiàn)ujian 355015，China；2. Fujian Province Key Laboratory of Agro-Ecological Processesin Hilly Red Soil，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350013，China）

Abstract：T wo or three young shoots and a bud fro m the branches on tea plants of 13 Camellia sinensis（L.）O. K untze cultivars were plucked in either the normal manner for oolong tea or during different time periods to study the variation on alu minu m（Al）content in the resulting teas for safety evaluation. The results showed that the Al concentrations ranged fro m 445.17 m g·kg- 1to 814.51 m g·kg- 1in the tea leaves picked by the standard method，and they were higher on Rougui，H uang meigui，and Zimeigui varieties，w hile lower on M eizhan，Jin m udan，and Foshou. In general，Alin the young shoots increased exponentially with delayed plucking. Therefore，it appeared that by postponing the leaf-plucking time the Al content in the teas could be altered in a certain degree. In other words，the steeped tea would contain less Al with a timely plucking of the leaves. O n the other hand，the general daily consu m ption of oolong tea does not exceed the safety intake limits，and should not post any harm to hu man health.

Key words：alu minu m content；tea；plucking time；young tea leaves；steeped tea

中圖分類號：S571.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2096 - 0220（2016）01 - 0013 - 05

收稿日期：2016 - 01 - 18初稿；2016 - 02 - 18修改稿

基金項(xiàng)目：福建省公益類科研院所專項(xiàng)（2014 R1012 - 7）；福建省自然科學(xué)基金（2015J01150）；福建省星火計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（2014S0039）。

作者簡介：吳志丹（1983 -），男，助理研究員，主要從事茶樹栽培生理生態(tài)研究。E - mail：fjanxi@ sina.co m