龙井茶不同冲泡方法对茶水中茶多酚含量影响的研究 

作者：北京四中 贾云杰

指导教师：北京四中 段玉佩 中国科技馆 张志坚

2014年10月

【摘要】

饮茶有益健康和延缓衰老已为世人所公认。研究表明，茶的品质和对人体多方面的功效主要是取决于茶水浸出物中茶多酚的含量[1]。本研究以茶水中茶多酚含量的高低作为评价标准，对龙井茶不同冲泡方法进行实验对比研究，探索有利于龙井茶营养成分有效利用的科学泡茶方法，最终希望能得出龙井茶对健康最有益的饮茶方法。

本研究采用实验研究方法，选取适量龙井茶叶和纯净水分别以不同的水温，不同的冲泡时间和重复冲泡次数模拟生活中泡茶的方法，再将得到茶水样品采用GB/T 8313-2008方法二的福林酚氧化法测定茶水中茶多酚的含量。研究结果表明：龙井茶的不同冲泡方法对茶水中茶多酚的含量有明显影响，水温越高、浸泡时间越长茶水中茶多酚的含量越高，茶多酚在高水温(90℃)时容易从龙井茶中溶解出来，在90℃恒温下浸泡15min茶多酚溶解率可以达到100%。龙井茶使用中水温(70℃左右)通过两次短时(15min)浸泡的办法，也可以使茶多酚的溶解率达到90%以上。洗茶应采用低温水(50℃左右)短时间快速冲洗的方法，以减少茶多酚的流失。

【关键词】龙井茶冲泡方法　茶多酚检测　冲泡时间与温度

【引言】

在中国的茶文化中，龙井茶的泡法没有一定的方式，一般建议使用约75℃到85℃的水冲泡，如果用太热的水去冲泡，就会把茶叶泡熟，失去了绿茶原有的清香、爽凉味，而且还会把苦涩的味道一并冲泡出来，影响口感[10]。这种说法正确吗?

通过学习和查阅资料，我了解到：茶的品质和对人体多方面的功效主要是取决于茶水浸出物中茶多酚的含量。茶多酚是一类存在于茶叶中的多元酚的混合物，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等[2]。因为茶多酚独特的分子结构，有很强的抗氧化性，能很好的清除人体内的自由基，起到抗癌和防癌、抗氧化、抗衰老的效果[9]。

那么怎样泡茶才能使茶叶中的茶多酚有效溶解?到底什么样的泡茶方法对人的健康最有益?这些问题引发了我的思考，我发现：目前对从茶叶中提取茶多酚的工艺研究较多[4]，而系统研究不同冲泡方法对茶水中茶多酚含量影响的研究的报道较少，没有发现针对龙井茶不同冲泡方法的科学研究。为此，在老师的带领下，我以“龙井茶不同冲泡方法对茶水中茶多酚含量影响的研究”为题目进行了系统研究，以茶水中茶多酚含量的高低作为评价标准，对龙井茶不同冲泡方法进行实验对比研究，探索有利于龙井茶营养成分有效利用的科学泡茶方法，以期为龙井茶健康饮茶、科学饮茶提供理论依据。

我从研究中学习到了很多知识，更重要的是在艰辛的实验研究过程中，锻炼了自己的生物实验操作技能，熟练掌握了茶叶中茶多酚提取与检测方法，提高了生物科学实验能力。我愿意同大家一起分享我的研究成果，我愿我的研究能为大家的生活带来新的启示。

一、研究目的

1. 以茶水中茶多酚含量的高低为评价标准，对龙井茶不同泡茶方法进行对比研究，探索有利于龙井茶营养成分有效利用的科学冲泡方法，最终希望能得出龙井茶对健康最有益的饮茶方法。

2. 锻炼自己的生物实验操作技能，掌握茶水中茶多酚含量的检测方法，提高生物科学实验能力。

二、材料和方法

1. 实验材料

1.1 茶叶

西湖龙井茶(特壹级)。

1.2 试剂

1.2.1 福林酚(Folin-Ciocalteu)试剂。

1.2.2 碳酸钠(Na2CO3)。

1.2.3 10%福林酚(Folin-Ciocalteu)试剂(现配)：将20mL福林酚(Folin-Ciocalteu)试剂(1.2.1)转移到200mL容量瓶中，用水定容至刻度并摇匀。

1.2.4 7.5% Na2CO3(质量浓度)：称取37.5g±0.01g Na2CO3(1.2.2)，加适量水溶解，转移至500mL容量瓶中，用水定容至刻度并摇匀(室温下可保存1个月)。

1.2.5 没食子酸标准储备溶液(现配1000ug/mL)：称取0.110g±0.001g没食子酸(GA)，于100mL容量瓶中溶解并定容至刻度。

1.2.6 没食子酸工作液：用移液管分别移取0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0mL没食子酸标准储备溶液(1.2.5)于试管中，分别用水定容至10mL刻度并摇匀，浓度分别为50，100，150，200，250，300，350，400ug/mL。

1.3 仪器

1.3.1 分析天平：感量0.001g。

1.3.2 电热恒温水槽：SSW-600-2S型。

1.3.3 分光光度计：NanoDrop 2000型。

1.3.4 移液器，量筒，锥形瓶，烧杯，刻度试管，定容瓶，温度计等。

2. 实验方法

茶叶水中茶多酚含量的检测原理：在碱性条件下，福林酚(Folin-Ciocalteu)试剂氧化茶多酚中-OH基团并显蓝色，茶多酚的量与蓝色的深浅成正比，可用分光光度法测定茶多酚含量[8]。考虑到茶多酚是一类混合物，是由30多种含酚羟基的物质组成，因此茶多酚标准样的组成也难确定。目前GB/T8313—2008标准采用的是没食子酸(GA)作为标准物质，用来定量茶多酚的含量，其最大的优点是不同的实验室都有一个统一的尺度，检测一致性比较好[8]。

2.1 绘制没食子酸标准工作曲线。

分别用移液管移取没食子酸工作液(1.2.6)各1ml分别加入刻度试管中，在各个试管中加入5.0ml福林酚(1.2.3)试剂，反应3～8分内，加入4.0ml7.5% Na2CO3(1.2.4)溶液，摇匀，室温下放置60min。在波长765nm处测定吸光度值，绘制出没食子酸标准工作曲线，计算出线性回归方程[5]。

2.2 测定龙井茶中茶多酚的含量。

GB/T8313—2008标准是以7O%甲醇提取茶叶中的茶多酚，提取温度70℃ ，提取时间10min。优点是提取快，但是甲醇的沸点是64.5℃,这样常对人造成一定的伤害[8]。因此本实验采用GB/T 8313—2002标准中的沸水浸提法提取茶叶中的茶多酚，优点是与大众的饮茶习惯基本一致。将这个检测结果作为计算茶多酚溶解率的参考值。

称取西湖龙井茶1.000g放入锥形瓶中加100ml开水，将锥形瓶放入沸水浴中浸提45min后，吸取1 ml茶水移到试管中再加入4ml水，摇匀，得到稀释5倍的待测茶水，按2.6方法测量待测茶水的吸光度值A，并计算出茶水中茶多酚的浓度和含量。

2.3 不同浸泡时间对茶多酚溶解率的影响。

2.3.1 低水温浸泡实验

将电热恒温水槽加热并保持在50℃，称取西湖龙井茶1.000g放入锥形瓶中加100ml 50℃水，将锥形瓶放入恒温水槽中，分别在浸泡1、3、5、10、15、30、60 min时，进行一次抽提，分别吸取1 ml茶水移到试管中再分别加入1、1、1、2、3、4、4ml水，摇匀，得到稀释2倍、2倍、2倍、3倍、4倍、5倍、5倍的7组待测茶水，按2.6方法分别测量每组待测茶水的吸光度值A,并计算出茶水中茶多酚的浓度和含量。

2.3.2 中水温浸泡实验

将电热恒温水槽加热并保持在70℃，称取西湖龙井茶1.000g放入锥形瓶中加100ml 70℃水，将锥形瓶放入恒温水槽中，分别在浸泡1、3、5、10、15、30、60 min时，进行一次抽提，分别吸取1 ml茶水移到试管中再分别加入1、1、2、3、3、4、4ml水，摇匀，得到稀释2倍、2倍、3倍、4倍、4倍、5倍、5倍的7组待测茶水，按2.6方法分别测量每组待测茶水的吸光度值A,并计算出茶水中茶多酚的浓度和含量。

2.3.3 高水温浸泡实验

将电热恒温水槽加热并保持在90℃，称取西湖龙井茶1.000g放入锥形瓶中加100ml 90℃水，将锥形瓶放入恒温水槽中，分别在浸泡1、3、5、10、15、30、60 min时，进行一次抽提，分别吸取1 ml茶水移到试管中再分别加入1、1、2、3、3、4、4ml水，摇匀，得到稀释2倍、2倍、3倍、4倍、4倍、5倍、5倍的7组待测茶水，按2.6方法分别测量每组待测茶水的吸光度值A,并计算出茶水中茶多酚的浓度和含量。

2.4 不同浸泡水温对茶多酚溶解率的影响。

(1)将6个锥形瓶中各加100ml水后放入电热恒温水槽中。

(2)将电热恒温水槽的温度设定为40℃。

(3)当水温达到设定值时，称取西湖龙井茶1.000g放入1个锥形瓶中。

(4)每5min搅拌1次，浸泡15 min时，从锥形瓶中吸取1 ml茶水移到试管中得到1号茶水样品。

(5)将电热恒温水槽的温度按50、60、70、80、90℃顺序重复(3)(4)步，得到2号、3号、4号、5号、6号茶水样品。

(6)分别向1至6号试管中加入1、2、2、4、4、4ml水，摇匀，得到稀释2倍、3倍、3倍、5倍、5倍、5倍的6组待测茶水。

(7)按2.6方法分别测量每组待测茶水的吸光度值A，并计算出茶水中茶多酚的浓度和含量。

2.5 多次浸泡对茶多酚溶解率的影响。

(1)将3个锥形瓶中各加100ml水后放入电热恒温水槽中。

(2)将电热恒温水槽的温度设定为80℃。

(3)当水温达到设定值时，称取西湖龙井茶1.000g放入1号锥形瓶中。

(4)分别在浸泡1、5、10、15 min时，从锥形瓶中分别吸取1 ml茶水移到A1、A2、A3、A4号试管中，得到第1次浸泡的A组茶水样品。

(5)倒出1号锥形瓶中的茶水，保留瓶中的茶叶，再将2号锥形瓶中的100 ml水加入1号锥形瓶中，重复(4)步，得到第2次浸泡的B组茶水样品。

(6)倒出1号锥形瓶中的茶水，保留瓶中的茶叶，再将3号锥形瓶中的100 ml水加入1号锥形瓶中，重复(4)步，得到第3次浸泡的C组茶水样品。

(7)分别向A组的A1至A4号试管中加入1、3、4、4ml水，摇匀，得到稀释2倍、4倍、5倍、5倍的4个待测茶水。按2.6方法分别测量4个待测茶水的吸光度值并计算出茶水中茶多酚的浓度和含量。

(8)分别向B组的B1至B4号试管中各加入1ml水，摇匀，得到稀释2倍的4个待测茶水。按2.6方法分别测量4个待测茶水的吸光度值并计算出茶水中茶多酚的浓度和含量。

(9)C组茶水样品不需要稀释，按2.6方法分别测量4个待测茶水的吸光度值并计算出茶水中茶多酚的浓度和含量。

2.6 茶多酚分析检测方法。

用移液管移取1 ml待测液体到刻度试管内，加入5.0ml福林酚(1.2.3)试剂，反应3min～8min内，加入4.0ml 7.5% Na2CO3(1.2.4)溶液，摇匀，室温下放置60min。在765nm波长条件下用分光光度计测定吸光度(A)。

茶水中茶多酚浓度P(ug/ml) = [(A-b)×n]÷k

式中：A——液体吸光度，b——没食子酸标准曲线截距，k——没食子酸标准曲线斜率，n——稀释因子

茶水中茶多酚质量m(ug) = P×V

式中：P——茶水中茶多酚浓度，V——水的体积(100ml)

茶水中茶多酚溶解量R(%)=m÷M×100

式中：m——茶水中茶多酚质量(ug)，M——茶叶质量(ug)

茶水中茶多酚溶解率(%)=m1÷m2×100

式中：m1——茶水中茶多酚的实测质量(ug)，m2——茶叶中可溶性茶多酚总质量(ug)

三、实验结果

1. 没食子酸标准工作曲线和线性回归方程。

由表1可以计算出没食子酸工作曲线线性回归方程：A = 0.001251354 × P + 0.033

式中：A——液体吸光度 P——没食子酸工作液浓度(ug/ml)

图1 没食子酸工作曲线图

2. 龙井茶中茶多酚含量的测定结果。

由表2可知：龙井茶样品的茶多酚含量为14.02%。

3. 不同浸泡时间对茶多酚溶解率影响的实验数据与结果。

2.6.1 低水温不同浸泡时间实验数据与结果

2.6.3 高水温不同浸泡时间实验数据与结果

4. 不同浸泡水温对茶多酚溶解率影响的实验数据与结果。

5. 多次浸泡对茶多酚溶解率影响的实验数据与结果。

四、 分析和讨论

1. 不同浸泡时间对茶多酚溶解率影响的分析和讨论。

为了便于观查和对比，将表3、表4、表5中的茶多酚溶解率绘制成如图2所示的柱状对比图。由图2可以看出：随着冲泡时间的延长龙井茶水中茶多酚溶解率都是呈增加趋势，冲泡时间越长茶多酚溶解率越高，冲泡水温越高茶多酚溶解速度越快。

图2 不同浸泡时间茶多酚溶解率对比图

在90℃高水温下，在1～3min的浸泡时间范围内,茶多酚溶解率呈明显增加趋势;随着浸泡时间的延长, 茶多酚的溶解率略有增加，浸泡10分钟茶多酚溶解率可达到80%以上。在70℃以下水温，随着浸泡时间的延长, 茶多酚的溶解率基本成线性增加，且水温越高其增速越快。

2. 不同浸泡水温对茶多酚溶解率影响的分析和讨论。

图3 不同浸泡水温茶多酚溶解率比对图

为了便于观查和对比，将表6中的茶多酚溶解率绘制成如图3所示的柱状对比图。由图3可以看出：随着冲泡水温的增高茶多酚溶解率呈增加趋势，水温越高茶多酚溶解率越大。

用90℃高水温泡茶15min，茶多酚溶解率基本可以达到100%。随着水温的降低，茶多酚溶解率也显著降低。使用中低水温(70℃)泡茶时，茶多酚溶解率一般都不高于70%，应当增加冲泡次数，以有效溶解龙井茶中的茶多酚。

3. 多次浸泡对茶多酚溶解率影响的分析和讨论

为了便于观查和对比，将表7、表8、表9中的茶多酚溶解率绘制成如图4所示的柱状对比图。

图4 不同浸泡次数茶多酚溶解率比对图

由图4可以看出：多次浸泡可以提高茶多酚溶解率，第一次浸泡溶解了龙井茶中大部分的茶多酚。当使用较高水温(80℃)浸泡龙井茶时，第一次浸泡(15min)茶多酚溶解率达到70%;第二次浸泡后茶多酚溶解率约90%，第三次浸泡后茶多酚溶解率大于95%，所以多次浸泡可以提高茶多酚溶解率。

特别是当水温不高时(低于70℃)，由图3可知第一次浸泡的茶多酚溶解率只有大约60%左右，这时增加浸泡次数可以有效提高茶多酚的溶解率。

五、结论和建议

1.龙井茶的不同冲泡方法对茶水中茶多酚的含量有明显影响，水温越高、浸泡时间越长茶水中茶多酚的含量越高。

2.茶多酚在高水温(90℃)时容易从龙井茶中溶解出来，在90℃恒温下浸泡15min茶多酚溶解率可以达到100%。

2.冲泡龙井茶水温应首选90℃高温水，至少要浸泡5到10min后再饮用。

3.龙井茶使用中水温(70℃左右)通过两次短时(15min)浸泡的办法，也可以使茶多酚的溶解率达到90%以上。

4.洗茶是为了去掉茶叶表面上的农药残留和灰尘的常用方法。洗茶应采用低温水(50 ℃左右)短时间快速冲洗的方法，以减少茶多酚的流失。

六、收获和体会

1. 精心设计实验方案，勇于创新实验方法。

本研究采用的茶多酚检测原理与方法是依据国标GB/T 8313-2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》。对以下内容做了部分修改：

由于标准是以7O%甲醇提取茶叶中的茶多酚，提取温度70℃但是甲醇的沸点是64.5℃,这样常对人造成一定的伤害。因此本实验采用GB/T 8313—2002标准中的沸水浸提法提取茶叶中的茶多酚。

国标GB/T 8313-2008要求使用10mm比色皿进行吸光度检测。但是由于NanoDrop 2000型分光光度计不能使用比色皿，只能检测1mm厚度的液体，其检测精度是±2%。如果按国标中要求的检测样品浓度进行吸光度检测，吸光度数值与仪器检测精度在同一量级上，测量误差较大。因此本研究提高了茶水检测样品的浓度，同时也提高了没食子酸工作曲线的浓度范围，检测结果比较满意。

2. 学会科学研究方法，提高科学实验能力。

通过研究活动，使我进一步了解和熟悉了科学研究的方法，锻炼了自己的生物实验操作技能，熟练掌握了茶叶中茶多酚提取与检测方法，提高了生物科学实验能力。

3. 锻炼毅志品质，激发爱科学、学科学、用科学的兴趣。

实验研究需要细心操作，反复实验，认真观查，需要对大量实验数据分析整理，总结规律，工作量大。每个周末我都需要到实验室做实验，暑假期间更是天天到实验室。

刚开始做实验时，只是掌握了茶多酚的检测方法和操作步骤，对其检测原理并不明白，实验过程中依葫芦画瓢，结果检测结果有时大、有时小，重复性不好，也不知道问题出在哪里?我没有灰心，越是出问题，越能激发我的研究兴趣。通过对茶多酚检测原理的深入学习，经过近1个月的仔细分析和反复试验，终于发现了检测仪器、试剂与检测样品浓度之间关系，重新设计了实验方法，取得了满意的结果。通过研究也让我深深地体会到：无论做什么事情，只要努力，有恒心、信心就会成功。

八、参考文献

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