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野生古树茶贮藏中的化学成分变化研究

2013-09-05鲍晓华董玄潘思轶

食品研究与开发 2013年7期
关键词:贮藏

鲍晓华,董玄,潘思轶

(1.普洱学院生命科学系,云南普洱 665000;2.中国人民大学农业发展学院,北京 100872;3.华中农业大学食品科技学院,湖北武汉 430070)

野生古树茶贮藏中的化学成分变化研究

鲍晓华1,董玄2,潘思轶3

(1.普洱学院生命科学系,云南普洱 665000;2.中国人民大学农业发展学院,北京 100872;3.华中农业大学食品科技学院,湖北武汉 430070)

摘 要:野生古树茶具有特殊的风味和药用价值。在自然条件下贮藏1年~5年,采用化学分析手段对其茶多酚等8个成分进行测定。茶多酚、咖啡碱、游离氨基酸总的趋势是下降,分别是5.35%、1.32%、1.62%;可溶性糖、茶黄素、茶红素、茶褐素呈波浪式增加,分别增加了1.02%、0.034%、0.287%、0.669%;黄酮类化合物呈波浪式变化,最高与最低含量的绝对值相差2.65%。可利用这些变化进行有效成分的提取。

关键词:野生古树茶;贮藏;成分变化

普洱市野生茶树群落分布广泛,在普洱市镇沅县九甲乡的千家寨,是迄今为止发现以茶树为优势树种,世界上规模最大的原始野生茶树自然群落,千家寨野生茶树群地处海拔2 100 m~2 500 m的高山上,总面积多达1 900 hm2;经专家们多次考察论证、综合推算,千家寨野生古茶树群的树龄至少也有2 000年左右。野生古茶林内光照较弱,日温差较小,云雾时间长,湿度适中,适合于茶树生长,有利于茶树体内物质的形成和积累。

野生古树茶的鲜叶经过杀青、揉捻、晒干后贮藏,其化学成分发生了怎样的变化,为此将野生古树茶鲜叶按照晒青茶的加工方法加工后,用包装纸包装,贮藏于自然环境下,测定其茶多酚、可溶性糖、咖啡碱、游离氨基酸、黄酮类化合物、茶红素、茶黄素、茶褐素等成分的变化情况,为野生古树茶的商品化和应用价值研究提供数据,能更好的、有效的保护和合理开发利用野生古树茶。

1 材料和方法

1.1 材料

鲜叶采于普洱市镇沅县九甲乡千家寨野生古树茶群,每年的3月底采摘,一芽三、四叶,经过杀青、揉捻、晒干,贮藏于自然环境。

1.2 材料贮藏

将茶样分装于包装纸袋内,贮藏于通风、干燥、无污染的自然环境条件下,2~3个月翻动一次。

1.3 试剂和仪器

1.3.1 试剂

硫酸亚铁:中国仙桃市第一化工厂生产;茚三酮、蒽酮、三氯化铝、草酸、碱式乙酸铅、硫尿:国药集团化学试剂有限公司;葡萄糖、酒石酸亚铁:天津市瑞金特化学品有限公司;氯化亚锡、乙酸乙酯:天津市北方天医化学试剂厂生产;正丁醇:上海申博化工有限公司;碳酸氢钠:中国上海虹光化工厂生产;硝酸:湖北宜昌神龙化学试剂有限公司;谷氨酸:北京奥博星生物技术有限责任公司。以上试剂全为分析纯。

1.3.2 仪器

循环水真空泵(SHZ-Ⅲ型):上海亚荣生化仪器厂;紫外可见分光光度计(752型):上海光谱仪器有限公司;鼓风干燥箱(DHG-06100B型):武汉海达仪器设备有限公司;电子天平(EL204-1C):梅特勒——托利多仪器(上海)有限公司;紫外分光光度计(UV-1700):上海光学仪器厂。

1.4 分析方法

1.4.1 咖啡碱含量的测定

分光光度法(GB/T 8312-2002)《茶咖啡碱测定》[1]。

1.4.2 茶多酚类含量的测定

酒石酸铁比色法(GB/T 8313-2002)《茶茶多酚测定》[2]。

1.4.3 游离氨基酸总含量的测定

茚三酮比色法(GB/T 8314-2002)《茶游离氨基酸测定》[3]。

1.4.4 可溶性糖的测定

蒽酮—硫酸法[4]。

1.4.5 黄酮类化合物

三氯化铝比色法[5]。

1.4.6 茶红素、茶黄素和茶褐素含量的测定

系统法—茶红素、茶黄素和茶褐素含量的分析[6]。

2 结果与讨论

野生古树茶贮藏在自然环境下,受到温度、光、湿度的作用,经过1年~5年的贮藏,其化学成分如茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱、可溶性糖、黄酮类化合物、茶色素等发生了变化。

2.1 茶多酚含量的变化

茶多酚是一类存在于茶树中多元酚的混合物,其中以儿茶素为主体成分,占多酚类物质总量的60%以上,间接影响其它化学成分的变化。多酚类物质在野生古树茶杀青、揉捻、晒干等制作过程中发生了复杂的变化。经过1年~5年的贮藏,茶多酚含量的变化见图1。

图1 茶多酚含量变化Fig.1 Results of Tea polyphenol content

野生古树茶贮藏5年期间,茶多酚含量总的趋势是下降,在贮藏1年~3年期间茶多酚含量减少较为明显,而在贮藏3年~5年期间,茶多酚含量减少缓慢。

茶多酚中的主要物质(儿茶素)贮藏过程中很容易自动氧化,速度较慢,野生古树茶在贮藏期的水分含量在10.42%~12.30%之间,从晒干时的9.21%逐步上升,贮藏的相对湿度平均在68.67%,相对湿度最高的月份可达82.34%,在湿度大,茶叶水分含量高的情况下,多酚类物质下降的速度十分显著。贮藏5年后,茶多酚含量绝对值下降了4.78%。在贮藏3年~5年间下降的较慢,这可能是由于少量不溶性多酚类物质在含水量增加的情况下,被转化成可溶性多酚类物质,另外,部分多酚类物质的氧化中间产物因难于进一步聚合而被还原,使可溶性多酚类物质含量下降缓慢,贮藏3年~5年间只下降了0.552%。

2.2 可溶性糖含量的变化

茶叶中可溶性糖包括单糖和寡糖,单糖有阿拉伯醛糖、葡萄糖、果糖、D-景天庚糖及单糖的衍生物,寡糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖和纤维二糖等。分析野生古树茶得可溶性糖直线回归方程y=0.500 3x+0.081 3(R2=0.999 1)。野生古树茶贮藏1年~5年,可溶性糖含量的变化见图2。

图2 可溶性糖含量变化Fig.2 Results of soluble sugar content

野生古树茶贮藏1年~4年上升(1.57%),随后下降,下降幅度不大(0.17%),可能是淀粉酶的作用,使茶叶中含的淀粉发生水解和纤维素降解成为可溶性的碳水化合物,因野生茶树茶叶为晒青茶,淀粉酶发挥作用,使淀粉水解成糊精、麦芽糖,进而在麦芽糖酶的催化下,水解为葡萄糖[6]。

2.3 游离氨基酸含量的变化

氨基酸是野生古树茶茶汤滋味的重要化学成分,贮藏过程中变化十分激烈。采用茚三酮比色法分析得野生古树茶氨基酸直线回归方程为y=0.060 2x+0.034 9(R2=0.999)。野生古树茶贮藏1年~5年,游离氨基酸含量的变化见图3。

图3 游离氨基酸含量变化Fig.3 Results of free amino acid

绿茶贮藏过程中,游离氨基酸的变化较大,贮藏8个月后,谷氨酸、苏氨酸、天冬氨酸增加,丙氨酸、亮氨酸、组氨酸、苯丙氨酸减少,氨基酸各组分有升有降[7];而野生古树茶贮藏5年期间,游离氨基酸总的是减少,氨基酸能与茶多酚的自动氧化产物醌类结合形成暗色聚合物;在一定温度、湿度条件下自身会发生降解和转化,即茶氨酸易水解生成乙胺和谷氨酸,从而使游离氨基酸的含量不断减少。

贮藏过程中氨基酸的变化成波浪型曲线,贮藏0~1年游离氨基酸氧化激烈下降,其绝对值减少了0.91%;贮藏1年~2年部分水溶性蛋白质也开始水解,且其转化速度高于氨基酸,使游离氨基酸积累增加,氨基酸含量上升,其绝对值增加了0.34%。随着贮藏时间的延长,水溶性蛋白质水解速度逐渐减缓,氨基酸氧化聚合的速度比蛋白质水解的速度快,在贮藏2年~3年下降;继续贮藏游离氨基酸本身的氧化降解速度逐渐加强,使氨基酸的回升势头减弱,但是氨基酸的含量还是略有增加(0.16%),随后游离氨基酸的含量下降,其绝对值是0.87%。

2.4 咖啡碱含量的变化

咖啡碱是普洱茶中含量较多的一种生物碱,是构成茶汤的重要滋味物质。采用分光光度法分析得野生古树茶直线回归方程y=0.042 3x-0.002 6(R2=0.999)。野生茶树茶叶贮藏1年~5年,咖啡碱含量的变化见图4。

图4 咖啡碱含量变化Fig.4 Results of theine content

野生古树茶贮藏5年期间,咖啡碱含量总的是下降(1.32%),下降不多,咖啡碱含量的变化可能是甲基转移的结果,或是少部分被微生物作为N源利用,但由于嘌呤碱系杂环化合物其环状结构比较稳定,微生物利用较为困难,其含量下降也较少[8]。

2.5 黄酮类化合物的变化

茶叶中的黄酮类物质由黄酮醇类和黄酮苷类组成,采用三氯化铝比色法对野生古树茶分析,贮藏1年~5年的黄酮类化合物变化见图5。

图5 黄酮类化合物含量变化Fig.5 Results of flavonoid compound content

在绿茶中鉴定出20种黄酮醇及其糖苷,有槲皮素、槲皮苷、山柰素、山柰苷等[9]。在贮藏过程中黄酮类化合物发生氧化和聚合,呈波浪型变化,减少0.09%,贮藏2年其含量较高(8.06%),与贮藏2年时茶多酚含量骤减刚好相反,可能是茶多酚在氧化聚合时发生异构化引起。贮藏3年时较少(5.41%),与刚加工时相比,减少了1.6%,这些变化可能是黄酮类化合物发生异构化影响测定结果。

2.6 茶色素的变化

茶色素是指从茶叶中提取的一类水溶性色素,包括茶黄素(TF)、茶红素(TR)、茶褐素(TB)。TF的水溶液色泽橙黄,TR既包括儿茶素酶促氧化聚合、缩合反应的产物,也有儿茶素氧化产物与多糖、蛋白质和核酸等产生非酶促反应的产物,是一类复杂不均的红褐色的酚性化合物;茶褐素是一类十分复杂的化合物,除含有多酚类的氧化聚合产物外,还含有氨基酸、糖类等结合物。采用系统分析法对野生古树茶贮藏1年~5年期间的TF、TR、TB的变化如图6和图7。

图6 茶黄素含量变化Fig.6 Results of theaflavin

图7 茶红素和茶褐素含量变化Fig.7 Content change of thearubigin and theabrownin

野生古树茶贮藏5年期间,茶黄素总的呈上升,只上升了0.034%,变化不大。茶叶黄色素在酸性pH≤5.2条件下较稳定,其性质不因蔗糖、淀粉、Na+、Zn2+、Cl2-的存在而有明显的变化,在短时间内对光、热的稳定性也较强。野生古树茶贮藏1年~5年期间的pH在5.14~5.68之间,对TF来说相对稳定,在贮藏1年~5年期间变化不大。

野生古树茶贮藏5年期间,TR的呈波浪形增加(0.287%)。据萧伟祥对茶红色素形成机理和制取研究,TR可由简单儿茶素或没食子儿茶素单体经酶促或非酶促氧化形成,茶红色素的形成与茶鲜叶中多酚类物质含量与组成有关,儿茶素含量高的有利于茶红色素的形成[10],茶红素出现高峰期即贮藏1年和3年,刚好是多酚类物质减少较多期。

野生古树茶贮藏5年期间,TB波动形增加(0.669%),贮藏1年~2年微升,2年~3年微降,3年~5年上升。TR和TF进一步氧化聚合形成TB,所以呈现波动形增加。

3 结果

在贮藏过程中茶多酚、咖啡碱、游离氨基酸总的趋势是下降,分别为5.35%、1.32%、1.62%;可溶性糖、茶黄素、茶红素、茶褐素呈波浪式增加,分别增加了1.02%、0.034%、0.287%、0.669%;黄酮类化合物呈波浪式变化,最高与最低含量的绝对值相差2.65%。由此提取某些物质可用贮藏的办法,使其变化到最大含量时提取,如黄酮类化合物可在贮藏2年时提取。

[1]杭州茶叶加工所.GB/T8312—2002茶咖啡碱测定[S].北京:中国标准出版社:2002:162-170

[2]杭州茶叶研究院.GB/T8313—2002茶茶多酚测定[S].北京:中国标准出版社:2002:149-151

[3]杭州茶叶研究院.GB/T8314—2002茶游离氨基酸测定[S].北京:中国标准出版社:2002:152-154

[4]张惟杰.糖复合物生化研究技术[M].2版.杭州:浙江大学出版社出版,1999:12

[5]黄意欢.茶学实验技术[M].北京:中国农业出版社,1995:8,124-127

[6]周红杰.云南普洱茶[M].云南:云南科技出版社,2004:51

[7]吴小崇.绿茶贮藏中质变原因的分析[J].茶叶科学1989,9(2):95-98

[8]王增盛,张莹,童小麟,等,黑茶初制中茶多酚和碳水化合物的变化[J].茶叶科学,1991,11(增刊)23-28

[9]宛晓春.茶叶生物化学[M].3版.北京:中国农业出版社,2007:16

[10]萧伟祥,钟瑾,萧慧,等.茶红色素形成机理和制取[J].茶叶科学,1997,17(1):1-8

The Research on Chemical Composition Variation during the Wild Ancient Tea Storage

BAO Xiao-hua1,DONG Xuan2,PAN Si-yi3
(1.Faculty of Life Sciences,Pu-er University,Pu-er 665000,Yunnan,China;2.Renmin University of China School of Agricultural and Rural Development,Beijing 100872,China;3.College of Food Sciences&Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,Hubei,China)

Abstract:The Wild Ancient Tea has special flavor and medical value.The wild ancient tea which was stored one to five years in the natural conditions was determined based on tea-polyphenols and other seven components with the chemical analysis method.During storage, the content of tea polyphenols, caffeine, free amino acid showed a downward trend,tea polyphenols dropped by 5.35%,caffeine fell by 1.32%,and free amino acid had a decrease of 1.62%.The content of soluble sugar, theaflavin, thearubigin and theabrownin increased by 1.02%,0.034%,0.287%and 0.669%.The content of flavonoid compounds variated wavily.The absolute value of the lowest and highest content within 2.65%.We can wisely use these changes to extract effective components from the wild ancient tea.

Key words:wild ancient tea;storage;the changes of chemical composition

DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2013.07.033

鲍晓华(1962—),女(纳西),副教授,工学硕士,研究方向:天然产物化学。

2012-07-27

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