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玫瑰花红茶抗氧化性研究

2022-11-12黄晓琴曹美琪丁凯华代智慧焦春梅扈兴强王庆卫

山东林业科技 2022年5期
关键词:茶样玫瑰花红茶

姜 苗,黄晓琴*,伊 冉,曹美琪,丁凯华,代智慧,刘 红,焦春梅,扈兴强,王庆卫,石 磊

(1.山东农业大学园艺科学与工程学院,山东 泰安 271018;2.平阴县农业农村事业发展中心,山东 平阴 250400;3.山东省林业保护和发展服务中心,山东 济南 250014)

花茶是指利用茶叶具有吸附能力的特点,将鲜花和茶叶拼合窨制而成,集茶味与花香于一体的一种中国特有茶类[1]。目前中国花茶产业中所用茶坯主要以绿茶为主[2],红茶较为少见。据中国药典记载,玫瑰花性温味甘[3],是一种具有悠久历史的药食同源植物[4],具有较高的食用保健价值[5-6],以玫瑰窨制花茶,早在我国明代就有详细记载。近些年来,随着对玫瑰花研究的深入,玫瑰花的抗氧化能力[7-9]和保健功能越来越被人们熟知。有研究发现,玫瑰花中含有的黄酮类化合物、多酚、多糖等抗氧化成分,能有效清除自由基,延缓衰老[10]。饮用玫瑰花茶已成为当代代用茶消费的潮流,国内外对玫瑰花茶的研究也变得更加深入、广泛[11]。山东平阴栽培玫瑰历史悠久,是国内最大的玫瑰种植基地之一,种植品种主要包括丰花玫瑰、重瓣玫瑰等[12-13]。

本文利用山东平阴玫瑰鲜花、玫瑰干花和玫瑰鲜花液以及山东茶树鲜叶为原料,分别采用传统窨制工艺、玫瑰鲜花液窨制工艺、以鲜花入茶工艺和以干花入茶工艺进行玫瑰花红茶加工,并通过测定不同加工工艺玫瑰花红茶产品的茶多酚含量、总黄酮含量、DPPH 自由基清除率和总抗氧化能力,以期探讨玫瑰花红茶的抗氧化能力强弱。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用茶叶鲜叶产地为山东省泰安市桃花峪茶园,采摘时间分别为2021年5月和9月,品种为黄山群体种茶树品种,采摘嫩度为一芽二叶。玫瑰花瓣选用山东省平阴县重瓣玫瑰5月份鲜花瓣和其所制成的干花瓣。玫瑰鲜花液选用山东省平阴县7月份重瓣玫瑰真空低温干燥过程中所制成的鲜花液。

1.2 试验处理与方法

1.2.1 对照组红茶的制备

本试验分别于2021年5月11日、5月26日和9月20日制作3 批对照组红茶:CK1(5月11日)、CK2(5月26日)、CK3(9月20日),参照红茶的基本加工工序[14]:鲜叶→萎凋→揉捻→发酵→干燥,制作而成。

1.2.2 传统窨制工艺玫瑰花红茶的制备

采用传统窨制工艺:茶坯→拌和窨花→起花→干燥,制作玫瑰花红茶,共设置8 个处理,试验变量为窨制次数、配花量和窨制时间。其中,配花量为总配花量(每窨次花量均等),窨制时间为单次窨制时间。具体处理参数如表1所示。

表1 传统窨制加工工艺玫瑰花红茶各处理因子的组合Table 1 Combination of various treatment factors of rose black tea in traditional scenting processing technology

1.2.3 玫瑰鲜花液窨制工艺玫瑰花红茶的制备

在红茶基本加工工序的基础上增加玫瑰鲜花液窨制工艺,按照茶坯→玫瑰鲜花液喷洒→窨制→干燥的流程制作玫瑰花红茶,共设置9 个样品,试验变量为窨次、茶/液比例和窨制时间。具体处理参数如表2所示,其他加工参数同对照组红茶。

表2 玫瑰鲜花液窨制加工工艺玫瑰花红茶各处理因子的组合Table 2 Processing technology of rose flower liquid scenting combination of various treatment factors of rose black tea

1.2.4 以鲜花入茶工艺玫瑰花红茶的制备

在红茶基本加工工序的基础上,设置不同的茶/花质量比,分别在揉捻、发酵、干燥时加入玫瑰鲜花瓣。按照鲜叶→萎凋→揉捻→发酵→干燥的流程制作玫瑰花红茶,共设置9 个处理,具体处理参数如表3所示。

表3 以鲜花入茶加工工艺玫瑰花红茶各处理因子的组合Table 3 Combination of processing factors of rose black tea with fresh flowers

1.2.5 以干花入茶工艺玫瑰花红茶的制备

在红茶基本加工工序的基础上,设置不同的茶/花质量比,分别在揉捻、发酵、干燥时加入经复水处理过的玫瑰干花瓣。按照鲜叶→萎凋→揉捻→发酵→干燥的流程制作玫瑰花红茶,共设置9 个处理,具体处理参数如表4所示。

表4 以干花入茶加工工艺玫瑰花红茶各处理因子的组合Table 4 Combination of processing factors of rose black tea with dry flowers

1.3 测定项目与方法

1.3.1 茶多酚含量测定

按照GB/T 8313—2018 中的方法进行测定。

1.3.2 总黄酮含量测定

使用苏州格锐思生物科技有限公司的总黄酮试剂盒(货号G0118F)测定样品的总黄酮含量。

样本制备:将成品茶粉碎过40—60 目筛得到茶粉,称取0.03 g 茶粉,加入1.5 mL 的60%乙醇,60℃震荡提取2h,25℃×12000 rpm,离心10 min,取上清,用60%乙醇定容至1 mL 待测。根据预实验确定样本的稀释倍数为D=2。

总黄酮含量(mg/g 干重)=[(ΔA+0.0001)÷2.5386×V1]÷(V1÷V×W) ×D

= 0.4×(ΔA+0.0001)÷W×V×D

V——提取液体积,1.5 mL;

V1——反应中样品体积,200 μL=0.2 mL;

W——样品质量,g;

D——稀释倍数,未稀释即为1。

1.3.3 DPPH 自由基清除率测定

使用苏州格锐思生物科技有限公司的DPPH 自由基清除能力试剂盒(货号F0128F)测定样品的DPPH自由基清除率。

样本制备:将成品茶粉碎过40~60 目筛后得到茶粉,称取1 g 茶粉,于100 mL 锥形瓶中加沸水80 mL,在沸水浴中浸提45 min,每隔10 min 摇瓶1 次,趁热过滤,冷却后定容至500 mL 容量瓶中得供试液待测。根据预实验确定样本的稀释倍数为D=10。

DPPH 自由基清除率(%)=[(1-(A 测定-A 对照)÷A 空白)×100]%

DPPH 自由基清除能力(μgTrolox/mL)=[(清除率+0.4091)÷3.0952×V1]÷V1×D

=0.323×(清除率+0.4091) ×D

V——加入提取液体积,1 mL;

V1——反应中样品体积,400 μL=0.4 mL;

Trolox 分子量——250.29

1.3.4 T-AOC 总抗氧化能力测定

使用苏州格锐思生物科技有限公司的总抗氧化能力(T-AOC)试剂盒(ABTS 法)(货号G0142F)测定样品的T-AOC 总抗氧化能力。

样本制备:将成品茶粉碎过40~60 目筛后得到茶粉,称取1 g 茶粉,于100 mL 锥形瓶中加沸水80 mL,在沸水浴中浸提45 min,每隔10 min 摇瓶1 次,趁热过滤,冷却后定容至100 mL 容量瓶中得供试液待测。根据预实验确定样本的稀释倍数为D=50。

总抗氧化能力(μmol Trolox/mL)=[(△A+0.0291)÷3.3471×V1]÷V1×D

=0.3×(△A+0.0291)×D

V——加入提取液体积,1 mL;

V1——反应中样品体积,40μL=0.04 mL;

W——样品质量,g;

1.4 数据处理

本试验所有理化指标数据均采用Excel—WPS 上机处理,并运用IBM SPSS(Statistical Product and Service Solutions)26 版软件进行方差分析和相关性分析,通过Origin 软件进行主成分分析(PCA)。

2 结果与分析

2.1 玫瑰花红茶茶多酚含量测定结果

对不同加工工艺玫瑰花红茶茶样及其CK 红茶进行茶多酚含量的测定,结果如图1所示,不同加工工艺制作的玫瑰花红茶茶多酚含量组内存在差异。如图1A 所示,除CT6 处理茶样茶多酚含量提升不显著外,7款样品均较CK1 红茶显著提升,其中CT1 处理茶样茶多酚含量最高,为13.29%。如图1B 所示,HY1、HY3、HY6、HY9 处理茶多酚含量均较CK2 红茶不显著提升,HY2、HY4、HY7 处理茶多酚含量较CK2 红茶显著降低,其中HY3 处理茶样茶多酚含量最高,为14.36%。如图1C 所示,XH1、XH2、XH3、XH7、XH8 处理茶多酚含量均较CK2 红茶有显著提升,其中含量最高的为XH2 处理茶样,为15.94%。如图1D 所示,以干花入茶工艺的9 款样品茶多酚含量较CK3 红茶而言均有所提升,其中GH2、GH4、GH7、GH8 处 理显著提升,茶多酚含量最高的为GH4 处理茶样,为20.41%。

图1 不同加工工艺玫瑰花红茶及其CK 红茶黄酮含量测定结果Figure 1 Determination results of flavonoids in rose black tea and CK black tea with different processing technologies

综合来看,4 种加工工艺玫瑰花红茶茶多酚含量最高的为以干花入茶工艺中GH4 处理茶样,茶多酚含量为20.41%,其次为以鲜花入茶工艺中XH2 处理茶样,茶多酚含量为15.94%,然后为玫瑰鲜花液窨制工艺中HY3 处理茶样,含量为14.36%,最低的为传统窨制工艺中的CT1 处理茶样,含量为13.29%。

2.2 玫瑰花红茶总黄酮含量测定结果

植物黄酮是一类具有较强抗氧化能力的物质[15],能有效清除自由基[16-17]。对不同加工工艺玫瑰花红茶茶样及其CK红茶进行总黄酮含量的测定,结果如图2所示,不同加工工艺制作的玫瑰花红茶中黄酮含量组内存在差异。如图2A所示,传统窨制工艺玫瑰花红茶总黄酮含量与CK1 红茶差异并不显著,CT1、CT4、CT7处理茶样黄酮含量略有提升,分别为4.28 mg/g、4.63 mg/g、4.33 mg/g。如图2B 所示,玫瑰鲜花液窨制工艺玫瑰花红茶总黄酮含量与CK2 红茶相比均下降,其中HY3 处理茶样总黄酮含量最高,为4.27 mg/g,其次为HY2 处理,为3.86 mg/g,两者与CK2 红茶总黄酮含量差异不显著,其余处理均呈显著下降。如图2C 所示,与CK2相比,以鲜花入茶工艺玫瑰花红茶总黄酮含量除XH2、XH3处理外均有所上升,其中XH8 处理茶样玫瑰花红茶总黄酮含量最高,为5.09 mg/g。如图2D 所示,以干花入茶工艺玫瑰花红茶总黄酮含量相较于CK3 红茶均有所上升,其中GH4 处理茶样总黄酮含量显著提升,为5.45 mg/g。

图2 不同加工工艺玫瑰花红茶及其CK 红茶黄酮含量测定结果Figure 2 Determination results of flavonoids in rose black tea and CK black tea with different processing technologies

综合来看,4 种加工工艺玫瑰花红茶总黄酮含量最高的为以干花入茶工艺中GH4处理茶样,总黄酮含量为5.45 mg/g,其次为以鲜花入茶工艺中XH8 处理茶样,总黄酮含量为5.09 mg/g,然后为传统窨制工艺中CT4 处理茶样,含量为4.63 mg/g,最低的为玫瑰鲜花液窨制工艺中HY3 处理茶样,含量为4.27 mg/g。

2.3 玫瑰花红茶DPPH 自由基清除率测定

DPPH 法已在全世界范围内被广泛用于自由基清除能力的定量分析[18],对不同加工工艺玫瑰花红茶茶样及其CK 红茶进行DPPH 自由基清除率的测定,结果如图3所示,不同加工工艺制作的玫瑰花红茶中DPPH 自由基清除率组内存在差异。如图3A 所示,传统窨制工艺玫瑰花红茶DPPH 自由基清除率与CK1 红茶相比均显著降低,其中CT8 处理茶样DPPH 自由基清除率最高,为77.19%。如图3B 所示,玫瑰鲜花液窨制工艺玫瑰花红茶DPPH 自由基清除率与CK2 红茶相比均有所下降,仅有HY6 处理茶样略有提升,为82.21%。如图3C 所示,以鲜花入茶工艺玫瑰花红茶中,XH9 处理茶样DPPH 自由基清除率略有下降,XH3 处理茶样不显著提升,其余处理均呈显著提升,其中XH2DPPH 自由基清除率最高,为85.38%。如图3D 所示,GH3 处理茶样DPPH 自由基清除率提升不显著,其余处理均呈显著提升,其中GH1 处理茶样DPPH 自由基清除率最高,为86.18%。

图3 不同加工工艺玫瑰花红茶及其CK 红茶DPPH 自由基清除率测定结果Figure 3 Determination results of DPPH free radical scavenging rate of rose black tea and CK black tea with different processing technologies

综合来看,4 种加工工艺玫瑰花红茶DPPH 自由基清除率最高的为以干花入茶工艺中GH1 处理茶样,DPPH 自由基清除率为86.18%,其次为以鲜花入茶工艺中XH2 处理茶样,DPPH 自由基清除率为85.38%,然后为玫瑰鲜花液窨制工艺中HY6 处理茶样,DPPH 自由基清除率为82.21%,最低的为传统窨制工艺中CT8 处理茶样,DPPH 自由基清除率为77.19%。

2.4 玫瑰花红茶T-AOC 总抗氧化能力测定

T-AOC 是综合反映机体抗氧化防御的指标之一[19-20]。研究证实,T-AOC 是清除氧自由基、发挥抗氧化作用及自由基破坏的敏感指标[21]。对不同加工工艺玫瑰花红茶茶样及其CK 红茶进行T-AOC 总抗氧化能力的测定,结果如图4所示,不同加工工艺制作的玫瑰花红茶中总抗氧化能力组内存在差异。如图4A 所示,传统窨制工艺玫瑰花红茶总抗氧化能力与CK1 红茶相比均降低,其中CT8 处理茶样总抗氧化能力最高,为14.93 μmol Trolox/mL。如图4B 所示,玫瑰鲜花液窨制工艺玫瑰花红茶总抗氧化能力与CK2 红茶相比均有所下降,仅有HY9 处理茶样下降不显著,其总抗氧化能力为14.44 μmol Trolox/mL。如图4C 所示,与CK2 相比,以鲜花入茶工艺玫瑰花红茶所有处理茶样总抗氧化能力均提高,其中,总抗氧化能力最高的为XH5 处理茶样,为16.56 μmol Trolox/mL。如图4D 所示,以干花入茶工艺玫瑰花红茶总抗氧化能力均高于CK3 红茶,其中,总抗氧化能力最高的为GH8 处理茶样,为16.88 μmol Trolox/mL。

图4 不同加工工艺玫瑰花红茶及其CK 红茶T-AOC 总抗氧化能力测定结果Figure 4 Determination results of T-AOC total antioxidant capacity of rose black tea and CK black tea with different processing technologies

综合来看,4 种加工工艺玫瑰花红茶总抗氧化能力最高的为以干花入茶工艺中GH8 处理茶样,总抗氧化能力为16.88 μmol Trolox/mL,其次为以鲜花入茶工艺中XH5处理茶样,总抗氧化能力为16.56 μmol Trolox/mL,然后为传统窨制工艺中CT8 处理茶样,总抗氧化能力为14.93 μmol Trolox/mL,最低的为玫瑰鲜花液窨制工艺中HY9 处理茶样,总抗氧化能力为14.44 μmol Trolox/mL。

2.5 玫瑰花红茶总抗氧化能力相关性分析

不同加工工艺玫瑰花红茶之间茶多酚含量、总黄酮含量、DPPH 自由基清除率和总抗氧化能力存在差异,用SPSS 软件对不同加工工艺加工出的35种玫瑰花红茶茶样中茶多酚含量、总黄酮含量、DPPH 自由基清除率和总抗氧化能力做相关性分析,结果见表5。由表5可知,玫瑰花红茶总抗氧化能力与茶多酚含量、总黄酮含量和DPPH 自由基清除率的相关系数分别为0.804、0.558 和0.731,表明玫瑰花红茶总抗氧化能力和茶多酚含量高度相关,和总黄酮含量和DPPH 自由基清除率显著相关。

表5 玫瑰花红茶抗氧化能力相关系数Table 5 Correlation coefficient of antioxidant capacity of rose black tea

Pearson 相关系数:r=1,完全线性相关;r≥0.8,高度相关;0.5≤r<0.8,显著相关;0.3≤r<0.5,低度相关;r<0.3,无相关;r=0,完全无线性关系。

2.6 玫瑰花红茶总抗氧化能力主成分分析

PCA 是一种无监督模式识别的多维数据统计分析方法[22-25],由于茶多酚含量、总黄酮含量、DPPH 自由基清除率和总抗氧化能力4 个品质指标对不同加工工艺的玫瑰花红茶影响不尽相同,故采用主成分分析(PCA)简化分析,得到玫瑰花红茶抗氧化能力的最优工艺参数。

由表6可知,主成分1 和主成分2 累计贡献率达到了88.762%,能够代表原来的4 个品质指标。载荷矩阵表示成分与因子的相关系数(R),由表7可得PC1、PC2 的线性组合为:

表6 主成分的初始特征值及累计贡献率Table 6 Initial principal component and cumulative principal component contribution rate

表7 各指标主成分载荷矩阵Table 7 Principal component load matrix of each index

PC1=0.523X1+0.468X2+0.505X3+0.502X4

PC2=-0.138X1+0.809X2-0.04X3-0.569X4

由上式可知主成分1(PC1)的茶多酚含量(X1)、DPPH 自由基清除率(X3)和总抗氧化能力(X4)的系数绝对值大于主成分2(PC2),而总黄酮含量(X2)、低于主成分2(PC2),所以,PC1 主要反映茶多酚含量、DPPH 自由基清除率和总抗氧化能力,PC2 反映总黄酮含量。

由图5可知,35 个茶样按照加工工艺不同集中分布在不同区域,其中以鲜花入茶和以干花入茶加工工艺玫瑰花红茶主要分布在第一、四象限,传统窨制工艺玫瑰花红茶主要分布在第二象限,玫瑰鲜花液窨制工艺玫瑰花红茶主要分布在第三象限。传统窨制工艺玫瑰花红茶和玫瑰鲜花液窨制工艺玫瑰花红茶品质差异不大,而以鲜花入茶工艺和以干花入茶工艺玫瑰花红茶与传统窨制工艺玫瑰花红茶和玫瑰鲜花液窨制工艺玫瑰花红茶之间差异明显。

图5 不同加工工艺玫瑰花红茶抗氧化能力指标主成分分析Figure 5 Principal component analysis of quality indexes of rose black tea with different processing technologies

综合比较不同加工工艺玫瑰花红茶主成分得分和综合得分情况,结果如表8所示。传统窨制工艺玫瑰花红茶中,CT4 处理综合得分最高;玫瑰鲜花液窨制工艺玫瑰花红茶中,HY3 处理综合得分最高,略高于CT4;以鲜花入茶工艺玫瑰花红茶中,XH8 处理综合得分最高;以干花入茶工艺玫瑰花红茶中,GH4 处理综合得分最高。整体比较四种加工工艺处理的35 个茶样的抗氧化能力综合得分,得出玫瑰花红茶抗氧化能力最高的加工工艺为以干花入茶工艺,最优处理为GH4 处理。

表8 不同加工工艺玫瑰花红茶主成分得分和综合得分Table 8 Principal component scores and comprehensive scores of rose black tea with different processing

3 结论

本文系统比较了传统窨制工艺、玫瑰鲜花液窨制工艺、以鲜花入茶工艺、以干花入茶工艺四种加工工艺的35 款样品玫瑰花红茶的抗氧化能力差异,结果显示以干花入茶工艺样品的茶多酚含量、总黄酮含量、DPPH 自由基清除率和T-AOC 总抗氧化能力均为最高,以鲜花入茶工艺次之。对传统窨制工艺和玫瑰鲜花液窨制工艺样品而言,不同抗氧化能力指标的表现有差异,传统窨制工艺样品的茶多酚含量和DPPH 自由基清除率高于玫瑰鲜花液窨制工艺样品,总黄酮含量和T-AOC 总抗氧化能力低于玫瑰鲜花液窨制工艺样品。结果说明不同加工工艺处理的玫瑰花红茶之间抗氧化能力存在差异,但以干花入茶工艺处理茶样整体表现优异,这是由于玫瑰本身具有强抗氧化活性[26],以鲜花入茶和以干花入茶工艺在红茶中添加了玫瑰,使得玫瑰花红茶的抗氧化能力得到显著提升。相关性分析显示玫瑰花红茶总抗氧化能力和茶多酚含量高度相关,和总黄酮含量和DPPH 自由基清除率显著相关。主成分分析显示传统窨制工艺玫瑰花红茶和玫瑰鲜花液窨制工艺玫瑰花红茶品质差异不大,而以鲜花入茶工艺和以干花入茶工艺玫瑰花红茶与传统窨制工艺玫瑰花红茶和玫瑰鲜花液窨制工艺玫瑰花红茶之间差异明显。整体比较四种加工工艺处理的35 个茶样的抗氧化能力综合得分,得出玫瑰花红茶抗氧化能力最高的加工工艺为以干花入茶工艺,最优处理为GH4 处理。

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