黑茶是我國重要的茶類之一，但由于茶樹具有吸收和聚積氟元素的生理特性，許多黑茶產(chǎn)品的氟含量較高，長期飲用已經(jīng)在民族地區(qū)造成了慢性“氟中毒”。本論文以四川黑茶為研究對象，運用栽培學(xué)、加工學(xué)、生物化學(xué)以及物理化學(xué)等相關(guān)學(xué)科的知識，針對飲用四川黑茶所導(dǎo)致的“氟中毒”現(xiàn)象進(jìn)行了降低氟含量的技術(shù)與理論研究，結(jié)果如下：
(1)四川黑茶氟含量普遍較高，達(dá)到663.3~1432.5mg/kg，平均為986.2±183.6 mg/kg，其中，康磚茶的氟含量平均為976.0±169.6mg/kg，金尖茶為1000.4±204.0 mg/kg，二者差異不顯著。四川黑茶氟含量高主要由組成四川黑茶的原料尤其是具有較高氟含量的做莊茶（1112.5±289.8 mg/kg）、毛莊茶（1111.6±86.8 mg/kg）和金玉茶（951.6±115.0 mg/kg）所導(dǎo)致的，四川黑茶的氟含量與這類原料的氟含量差異不顯著。進(jìn)一步研究表明，四川黑茶的氟含量高、采用熬煮的飲用方式和飲茶者的飲茶量大（18.2~26.5g/day）是導(dǎo)致飲茶者日攝氟量高（12.9~18.2 mg/day）的主要原因。
(2)針對四川黑茶氟含量偏高的現(xiàn)象，筆者分別采用了動態(tài)監(jiān)測黑茶原料氟含量變化、及時采收的方法獲得低氟原料，試制了低氟黑茶產(chǎn)品，并結(jié)合優(yōu)化拼配降氟技術(shù)和吸附脫除降氟技術(shù)以降低四川黑茶的氟含量。
研究表明，通過動態(tài)監(jiān)測原料氟含量變化、及時采收低氟原料，并由此生產(chǎn)的低氟康磚茶和金尖茶的氟含量分別為432.4±12.7mg/kg和485.3±10.8mg/kg，比市售的四川黑茶產(chǎn)品氟含量分別下降54.0％和53.7％，降氟效果顯著。
進(jìn)一步以低氟原料為配料，采用多元線性數(shù)學(xué)模型優(yōu)化了四川黑茶的配料比例，并試制了I型低氟康磚茶和金尖茶，其氟含量分別為360.5±4.4mg/kg和373.3±10.1 mg/kg，比采用低氟原料直接加工的低氟康磚茶和金尖茶分別下降了16.4％和24.3％，比市售的四川黑茶產(chǎn)品分別下降了61.7％和64.3％，降氟效果十分顯著；同時，通過優(yōu)化現(xiàn)有配料比例，試制了II型低氟康磚茶和金尖茶，其氟含量分別為571.7±10.7mg/kg和572.7±15.0mg/kg，比市售的四川黑茶產(chǎn)品的氟含量分別下降了39.2％和45.3％，降氟效果顯著。
此外，從11種有效降氟材料中篩選了2種高效降氟材料（即LSG和YSZ）用于吸附脫除降氟，結(jié)果表明，LSG和YSZ在熬煮過程中能顯著降低茶湯的氟含量，降氟率高達(dá)40％左右，但是加堿熬煮不利于二者降低茶湯的氟濃度，添加食鹽熬煮也不利于YSZ降低茶湯的氟濃度。
(3)進(jìn)一步對采用三種降氟技術(shù)降氟后產(chǎn)品的品質(zhì)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，采用原料低氟采收降氟技術(shù)和優(yōu)化拼配降氟方案試制的四川黑茶品質(zhì)優(yōu)于對照樣品，尤其是水浸出物含量較高，其中通過動態(tài)監(jiān)測原料氟含量變化、及時采收低氟原料試制的低氟康磚茶和金尖茶的水浸出物含量分別為35.51%和35.93%，優(yōu)化配料試制的I型低氟康磚茶和金尖茶的水浸出物含量分別為29.33%和28.89%，均優(yōu)于市售四川黑茶產(chǎn)品。同時實驗結(jié)果表明，低氟黑茶產(chǎn)品具有耐熬煮的特點，感官上要優(yōu)于對照樣品，因此采用低氟原料生產(chǎn)的四川黑茶產(chǎn)品和通過優(yōu)化拼配方式試制的四川黑茶產(chǎn)品均屬于低氟優(yōu)質(zhì)黑茶產(chǎn)品。
同時對采用吸附脫除降氟技術(shù)除去氟元素后茶湯的品質(zhì)進(jìn)行了鑒定，盡管采用這種方式降氟使得茶湯部分品質(zhì)指標(biāo)略劣于對照，但與對照樣品在感官品質(zhì)上差異較小，進(jìn)一步驗證了吸附降氟技術(shù)降低四川黑茶的氟含量的可行性。
(4)采用吸附平衡理論和吸附動力學(xué)的原理和方法探討LSG和YSZ這兩種材料對茶湯中氟的吸附性能。在本實驗條件下，LSG和YSZ對茶湯中氟的吸附符合Langmuir方程，LSG對氟的吸附屬于化學(xué)吸附，最大飽和吸附量為10.627mg/g；而YSZ對氟的吸附屬于物理吸附，最大飽和吸附量為13.624mg/g。
在茶湯體系中，添加食鹽能顯著降低YSZ對氟的吸附，而對LSG無顯著影響。盡管隨著吸附時間的增加，YSZ對氟的吸附量減少，但是氟在YSZ上的吸附量平衡以前，其吸附動力學(xué)仍可用擬二級速度方程進(jìn)行擬合，但由擬合的數(shù)據(jù)與實際測得的數(shù)據(jù)有一定差異。LSG對茶湯氟的吸附動力學(xué)可用擬二級速度方程擬合。