武辰陽,侯海玲
(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,山西太谷 030801;2.莒縣教育教學(xué)研究與培訓(xùn)中心,山東莒縣 276500)
日照綠茶是以地理名字命名的,其專指山東日照地區(qū)所種植茶樹的嫩芽或葉,未經(jīng)發(fā)酵,經(jīng)殺青、整形、烘干等工藝而制作的飲品的總稱。從植物分類學(xué)上講,它來源于山茶科山茶屬茶組植物茶(Camellia sinensis(L.)O.Ktze.var.sinensis.)。山東省地質(zhì)調(diào)查院王存龍等[1]通過對日照市綠茶產(chǎn)區(qū)地質(zhì)、地球化學(xué)環(huán)境的系統(tǒng)分析認(rèn)為,地形、地貌、土壤理化性質(zhì)和元素含量等對茶葉的品質(zhì)具有重要影響。日照地區(qū)獨(dú)特的地理環(huán)境使得日照綠茶具有不同于其他地區(qū)綠茶的化學(xué)成分含量、比例及色香味等特性。但是由于引種時間較短,有關(guān)日照綠茶的研究和報道不多,特別是具有生物活性和茶特色的化學(xué)成分方面的研究文獻(xiàn)只有20余篇,有些領(lǐng)域還是空白。
為深入研究日照綠茶的特點(diǎn),提升日照綠茶的品牌價值,筆者就有關(guān)日照綠茶生物活性成分研究文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié),從茶多酚、茶多糖、微量元素、氨基酸等方面進(jìn)行分析,理清思路,以尋找深入研究日照綠茶的突破點(diǎn),為進(jìn)一步研究開發(fā)日照綠茶提供依據(jù)。
茶多酚(tea polyphenol)又稱茶鞣質(zhì),是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱,包括兒茶素類、黃酮類、酚酸類和花青素類物質(zhì),也是體現(xiàn)茶葉保健功能和生物活性的主要成分之一。研究發(fā)現(xiàn),茶多酚具有降血糖、降血脂、抗動脈粥樣硬化、抗炎、抗腫瘤、抗輻射,抗氧化、清除自由基、延緩衰老等藥理和保健作用[2-3]。現(xiàn)將總茶多酚、兒茶素、茶多酚抑制α-淀粉酶活性分別進(jìn)行敘述。
2008年修訂的茶多酚測定 GB/T8313—2008[4]對茶葉中茶多酚和兒茶素類含量檢測方法做了明確規(guī)定,兒茶素類含量測定用HPLC法,用C18柱,檢測波長278 nm,梯度洗脫,流速1 mL/min,柱溫35℃;茶多酚采用分光光度法測定,樣品采用70%甲醇,70℃水浴提取,檢測波長765 nm。李京東等[5]采用茶多酚測定 GB/T8313—2008方法,對市售日照綠茶中茶多酚含量進(jìn)行了測定,結(jié)果表明,高檔、中檔和低檔茶中茶多酚平均含量分別為20.7%,16.1%,14.0%,其中,高檔日照綠茶茶多酚含量分別比中檔和低檔產(chǎn)品高22.2%和32.4%。鄒佳佳等[6]采用國標(biāo)方法測定了春、夏、秋不同季節(jié)山東日照綠茶的茶多酚含量,結(jié)果表明,春夏秋3季綠茶的茶多酚含量分別是24.21%,31.31%,26.43%,夏季茶多酚含量最高。劉冉霞等[7]研究了日照球形綠茶加工過程生化成分的變化發(fā)現(xiàn),由于未經(jīng)過發(fā)酵過程,萎凋后及時高溫殺青,使酶失活,避免了氧化作用,制作過程中茶多酚的含量無明顯變化,茶多酚總量按酒石酸亞鐵比色法測定,成品茶茶多酚含量為28.52%,低于西湖龍井的茶多酚含量,但高于大部分南方綠茶(25種南方名優(yōu)綠茶茶多酚平均含量為20.01%)。值得提及的是近幾年開發(fā)出了日照紅茶,紅茶在加工過程中要經(jīng)過發(fā)酵,經(jīng)過酶促氧化或自動氧化,茶多酚含量顯著降低,研究表明,多酚類物質(zhì)由鮮葉的23.63%減少到11.34%,兒茶素總量由鮮葉的18.93%減少到4.43%[8],使得日照紅茶產(chǎn)生了特殊的口感,且具有助消化養(yǎng)胃的保健功效。王瑩[9]以乙醇為溶劑,用微波法加熱從日照綠茶中提取茶多酚,對溶劑濃度、微波處理時間、料液比和pH值進(jìn)行了4因素3水平的正交試驗(yàn),確定最佳組合方案為:乙醇濃度60%,微波處理時間240 s,料液1∶10,pH值6.0;運(yùn)用該組合方案提取茶多酚,提取率為14.21%。
王存龍等[1]通過對日照市綠茶產(chǎn)區(qū)地質(zhì)、地球化學(xué)環(huán)境的系統(tǒng)分析,證明土壤理化性質(zhì)和元素含量等對茶葉的品質(zhì)具有重要影響。雖然土壤元素全量與茶葉化學(xué)成分的相關(guān)性不大,但土壤元素的豐缺對茶葉品質(zhì)有較大影響,當(dāng)土壤中速效N和SiO2含量較高時,與茶葉中游離氨基酸、咖啡堿、總灰分含量呈正相關(guān),茶葉品質(zhì)較好;當(dāng)土壤pH值及Ca,Mg元素含量較高時,茶葉中的黃酮、咖啡堿、游離氨基酸含量反而會降低,使茶葉的生化品質(zhì)降低。一般來說,茶葉中茶多酚、游離氨基酸、水浸出物和咖啡堿含量與茶葉品質(zhì)呈正相關(guān),茶葉中有益元素豐富,品質(zhì)就高。在日照綠茶北垛春、碧波山莊和北葉青3個茶樣中,茶多酚含量以北葉青產(chǎn)鳩坑種最高,為28.985%;北垛春產(chǎn)福鼎大白次之,為27.736%;北垛春產(chǎn)黃山群體最低,為21.714%。戴炳仁等[10]對日照市獨(dú)特的地理位置、地質(zhì)環(huán)境、土壤、氣候、基巖、水文等地質(zhì)背景進(jìn)行相關(guān)性研究,以探討地質(zhì)環(huán)境與優(yōu)質(zhì)茶園的相關(guān)性,同時對浮來春、碧芽和雀舌3個品牌日照綠茶茶樣與安徽屯溪綠茶、湖南湘潭綠茶和江西婺源綠茶3個南方品牌茶樣的水浸出物、茶多酚、氮基酸含量進(jìn)行比較,結(jié)果表明,日照綠茶分別為41.1%,22.6%,3.93%,南方茶樣分別為35.3%,20.7%和2.4%,日照綠茶均高于南方茶。
兒茶素屬于茶多酚的成分之一,占其總量的70%左右,主要由兒茶素(C)、表兒茶素(EC)、沒食子兒茶素(GC)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、表沒食子兒茶素(EGC)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)組成,其中,EGCG,ECG為酯型兒茶素,C,EGC,GC,EC為非酯型兒茶素[11]。綠茶茶水滋味受茶多酚類、氨基酸類、咖啡堿、碳水化合物類和金屬離子等的共同影響。多酚類是綠茶茶水中最主要的滋味物質(zhì),其中的兒茶素組分是茶湯苦味與澀味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì),不同的兒茶素種類和含量組合,形成了茶水具有不同程度的苦澀味,并對茶水整體風(fēng)味產(chǎn)生影響[12]。李慶偉[13]采用高效液相色譜分析法對日照主要茶區(qū)春、夏、秋3種茶樣進(jìn)行檢測,分析日照綠茶中兒茶素及各單體含量,結(jié)果表明,兒茶素的含量為:春茶127.96 mg/g,夏茶136.50 mg/g,秋茶143.27 mg/g;各單體含量以EGCG最高,為80.84 mg/g,占總量的59.09%,其次為ECG和EGC。
近年來研究表明,茶多酚類物質(zhì)對α-淀粉酶活性具有明顯的抑制作用。α-淀粉酶抑制劑是糖苷水解酶抑制劑之一,它能有效抑制唾液及胰淀粉酶的活性,阻礙食物中碳水化合物的消化,進(jìn)而減少糖分的吸收,降低血糖,使胰島素分泌減少,并減少脂肪合成,使體質(zhì)量減輕。臨床上用于降低高血糖,防治糖尿病、高血脂等病癥[14]。阮妙蕓等[15]通過對茶多酚類物質(zhì)抑制豬胰a-淀粉酶活性的研究發(fā)現(xiàn),抑制作用隨茶多酚濃度增加而增強(qiáng),當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到0.6 mg/mL時抑制作用達(dá)到峰值,抑制率為86.2%;各單體試驗(yàn)結(jié)果以EGC抑酶效果最好,抑制率為22.5%;茶多酚混合物的抑酶效果為28.3%,高于各單體。伍紅等[16]對熟普洱、生普洱、苦丁、龍井、鐵觀音等5種茶葉中α-淀粉酶抑制劑進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,5種茶葉對α-淀粉酶均有抑制作用,抑制率大小依次為苦丁茶>熟普洱>鐵觀音>龍井>生普洱。王巖等[17]采用熱水浸提法提取了日照綠茶中的α-淀粉酶抑制劑,通過單因素試驗(yàn)研究固液比、提取時間、提取溫度對α-淀粉酶抑制劑提取效果的影響,并通過正交試驗(yàn)優(yōu)化提取條件,結(jié)果表明,最佳提取條件是固液比為1∶20(g/mL),提取溫度為100℃,提取時間為1 h。熱水浸提法是提取綠茶中α-淀粉酶抑制劑的一種有效方法。
茶多糖(Tea polysaccharide)是一種相對分子質(zhì)量為1萬~5萬的水溶性復(fù)合多糖,主要組分為葡萄糖、果糖、半乳糖、阿拉伯糖、核糖、甘露糖、木糖等[18]。茶多糖是茶葉中重要的活性物質(zhì),研究表明,其具有良好的抗氧化、抗輻射、降血糖、降血脂、抗動脈粥樣硬化、抗凝血、抗血栓及增強(qiáng)機(jī)體免疫力等功效[19]。通過對茶多糖的結(jié)構(gòu)分析,茶多糖由糖類、蛋白質(zhì)類及果膠等物質(zhì)組成[20]。因此,茶多糖的提取、分離與純化成為研究茶多糖的關(guān)鍵之一。
王傳名等[21]以蛋白質(zhì)脫除率、茶多糖保留率以及茶多糖含量為評價指標(biāo),研究不同方法對日照綠茶多糖粗提取物脫蛋白的影響,結(jié)果表明,以Sevag法茶多糖保留率較低、茶多糖含量較高,但操作比較復(fù)雜;鞣酸法茶多糖保留率較高,蛋白質(zhì)脫除率較低;三氯乙酸法的脫蛋白效果最好,用三氯乙酸脫蛋白時,茶多糖溶液pH值為4.0,蛋白脫除率為68.4%,茶多糖保留率為66.8%,茶多糖含量為72.5%。曹博等[22]采用水提取法對日照綠茶中茶多酚、茶多糖和茶氨酸進(jìn)行研究,用茶葉質(zhì)量與蒸餾水之比為1∶20的蒸餾水,70℃浸提2次,合并浸提液,濃縮,用等量的乙酸乙酯萃取2次,乙酸乙酯得茶多酚,提取率為13.85%;水相調(diào)pH值為3.0,經(jīng)732陽離子交換樹脂洗脫,柱流出液為茶多糖,提取率為1.76%;交換樹脂再用pH值8.0的磷酸鹽緩沖液洗脫,得茶氨酸富集液,茶氨酸的提取率為0.19%。
微量元素具有特殊的生理功能,其對維持人體的新陳代謝十分必要,攝入過量或不足的微量元素都會引起機(jī)體的生理異?;蚣膊“l(fā)生。戴炳仁等[10]通過對16份日照茶樣與10份南方茶樣中無機(jī)元素 K,Ca,Mg,F(xiàn)e,Mn,B,Cu,Zn,Mo,Cr,Pb,Se 等 含量對比發(fā)現(xiàn),日照綠茶有益礦物質(zhì)極為豐富,除K,Ca,Mg常量元素外,其余9種均為微量元素;特別是K,Mg,Mn,F(xiàn)e元素含量高,特色有益元素Se的含量是鄂西富硒茶7倍,而有害元素Pb含量卻很低。趙福岐等[23]用原子吸收分光光度法測定茶葉中微量元素的含量,結(jié)果表明,茶葉浸泡液中各微量元素的溶出率為Mg21.9%,Cu 20.8%,F(xiàn)e 2.45%,Zn 22.5%,Mn 17.6%,Sr 20.3%;溶出率隨浸泡次數(shù)增加而降低,總?cè)艹隽恐?80%的 Mg,Cu,Zn,Sr,及 10%左右的Fe和70%Mn在第1次浸泡中被溶出。為了探討日照綠茶中微量元素含量檢驗(yàn)方法,陳建文等[24]采用微波消解檢品,以原子吸收法測定日照綠茶中Mg,F(xiàn)e,Mn,Cu,Zn 等 5 種微量元素的含量,結(jié)果表明,各元素含量為:Mg 2829.4 μg/g,Mn 186.9 μg/g,F(xiàn)e 377.4 μg/g,Cu 21.9 μg/g,Zn 42.5 μg/g;該方法在各自的線性范圍內(nèi)有較好的精確度和準(zhǔn)確度,適合大批量的綠茶檢驗(yàn)分析。
氨基酸是決定茶葉香味的重要生化成分之一,對綠茶滋味有重要影響,氨基酸組分不同,其味覺特性就不同,對茶品質(zhì)的影響程度也不同,茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸等與綠茶品質(zhì)呈極顯著正相關(guān)[25]。張寶營等[26]研究了浸泡茶葉水溫及時間對日照綠茶中各種氨基酸含量的影響。結(jié)果表明,日照綠茶中檢出13種氨基酸,其中,必需氨基酸5種;谷氨酸含量最高,精氨酸次之,脯氨酸最低;在水溫90℃,浸泡時間30 min時,日照綠茶中氨基酸含量較高,總量為15.52 mg/g,其中,谷氨酸含量達(dá)6.1 mg/g。戴炳仁等[10]對日照綠茶的浮來春、碧芽和雀舌3個品牌的氨基酸含量與安徽屯溪綠茶、湖南湘潭綠茶和江西婺源綠茶3個品牌進(jìn)行比較,結(jié)果表明,日照綠茶氨基酸含量是南方茶樣的1.6倍。
日照地區(qū)從1966年引種茶樹成功,到現(xiàn)在已引進(jìn)了黃山種、祁門種、鳩坑種等有性系茶樹品種和中茶 302、中茶 108、龍井 43、龍井長葉、浙農(nóng)113、白毫早、福鼎大白茶等無性系茶樹,以及當(dāng)?shù)剡x育的魯茶1號、魯茶2號等,共10多個優(yōu)質(zhì)品種。日照綠茶已獲中國馳名商標(biāo),并獲得原產(chǎn)地保護(hù)產(chǎn)品和國家地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)定[27-28]。
通過研究已發(fā)表的文獻(xiàn)看,日照綠茶研究有許多空白點(diǎn),首先,所含化學(xué)成分的生物活性研究極少,人類飲茶的目的在于對身體有益,色香味俱佳的前提下,活性成分越多,活性越強(qiáng),綠茶品質(zhì)越好,因此,非常有必要加強(qiáng)日照綠茶的生物活性研究;其次,化學(xué)成分的研究需要完善,如黃酮類成分有很明確的生物活性,但是研究論文不多。多糖類成分的研究也很少。以咖啡堿為代表的生物堿研究未見報道。
茶樹的分類是學(xué)術(shù)界公認(rèn)的難點(diǎn),要想在茶(Camellia sinensis(L.)O.Ktze.var.sinensis)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分類,或者從品種上細(xì)分,存在一定困難?!吨袊参镏尽吩诓瑁ㄔ兎N)項(xiàng)下未再細(xì)分。中國山茶屬植物分類權(quán)威張宏達(dá)教授認(rèn)為,茶組植物中有32種植物可作為茶飲用,只有普洱茶(Camellia assamica)及茶樹(Camellia sinensis)久經(jīng)栽培,其余均為野生茶[29]。我國茶學(xué)家莊晚芳也認(rèn)為,所有茶樹都是一個種——茶(Camellia sinensis)。茶樹分類介于種和品種之間,種下再分亞種、變種與變型。因此,從科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕嵌戎v,有關(guān)日照綠茶的研究都要注明樣品的來源、亞種、變種或變型,采摘時間、地點(diǎn)、倉儲保管、預(yù)處理等。
受特殊地理環(huán)境的影響,原植物有發(fā)生變異的可能,可通過基因組的研究,探討日照綠茶栽培過程引起的變異情況。