苦丁茶化学成分研究进展

2010-04-03 09:33司辉清
茶业通报 2010年1期
关键词:苦丁茶女贞果酸

沈 强,司辉清,于 洋

(西南大学食品科学学院,重庆 400716)

苦丁茶(Ilex KudingchaC.J.Tsing),因采摘嫩叶加工制作而成,冲泡后具有先苦后甘的口感,饮后余味犹存而得名。苦丁茶中的苦味物质主要有生物碱、苦味苷、黄酮类物质等几种类型[1]。苦丁茶不仅作为清凉饮料而受青睐,而且具有解酒、去腻、消炎镇痛、降脂降压和抗癌等功效[2]。长期饮用苦丁茶,具有良好的医疗保健作用,有“绿色黄金”之美誉。近年来,国内外对苦丁茶化学成分研究日益增多,但不同地区、不同类型苦丁茶,其化学成分组成存在较大的差异,导致其性状及品质特征有明显的区别。本文重点对苦丁茶化学成分研究进行了综述,以期为开发利用苦丁茶资源提供参考。

1 苦丁茶中主要化学成分研究

1.1 氨基酸 氨基酸的组成、含量以及它们的降解产物和转化产物对苦丁茶的口感、香味以及营养价值均有重要影响,因此备受重视。刘祖生等[3]对苦丁茶中的苦丁绿细茶和苦丁红茶中游离氨基酸的组成和含量进行了研究,并与茶叶进行了比较,发现苦丁茶与茶叶中游离氨基酸组成种类相似,但成分和含量差异很大。茶叶的游离氨基酸总量为3.016%,为苦丁茶鲜叶的15倍,绿细茶的50倍和红细茶的24倍。还得出组氨酸可能是苦丁茶的特征性氨基酸。郁建平等[4]研究贵州苦丁茶鲜叶及成品茶发现含有17种游离氨基酸、18种水解氨基酸,未检出茶氨酸,这表明贵州苦丁茶植物与茶叶植物具有不同的氮代谢类型。而赵思东等[5]研究湖南、海南、广西和广东苦丁茶发现其游离氨基酸与水解氨基酸种类相同,均为17种;苦丁茶游离氨基酸含量低,仅34.24~119.93mg/100g,其中组氨酸占总量的 90%左右;苦丁茶水解氨基酸含量较高,高达 4.38~11.52g/100g,而组氨酸占总量的 14%左右。童小麟等[6]对广西大新、广东大埔和广西马山苦丁茶进行了研究,结果表明氨基酸总量特别低,老叶中所含内含物质比芽叶少得多。唐茜等从四川女贞属苦丁茶(紫茎女梗、序梗女贞)中均测出16种游离氨基酸与水解氨基酸,游离氨基酸总量高达1875.62mg/100g[7],而贵州女贞属苦丁茶中则天冬氨酸、谷氨酸含量较高[8]。

1.2 维生素 苦丁茶中维生素C、维生素E、维生素B1和维生素B2的含量均较高,尤其是维生素E含量较丰富。广西苦丁茶、广东苦丁茶含维生素E较高,具有很好的抗衰老效应。Ouyang M A等[9]对女贞属苦丁茶维生素含量进行分析发现,维生素 C含量为26.33mg/100g 57.6mg/100g,维生素 E为3.52mg/100g 6.25mg/100g,维生素 B1为0.043mg/100g 0.11mg/100g,维生素 B2为0.22mg/100g 0.38mg/100g。杨远庆等[8]对贵州苦丁茶维生素含量进行了分析,结果表明:维生素 C 11.6mg/100g,维生素 E 1.94mg/100g,维生素 B10.05mg/100g,维生素B20.3mg/100g,维生素A含量极低。而郑玉聪等测定茶叶中维生素 C的含量为62.3mg/100g[10],贾林艳等测定茶叶中维生素 B2的含量约为3%,为苦丁茶中维生素B2的含量的10倍[11]。

1.3 微量元素 苦丁茶中含有多种人体必需的微量元素,目前研究发现苦丁茶中所含的微量元素主要有Ca,Mg,Mn,Fe,B,Sr,Zn,Cu,Co,Mo,K,Cr,Pb,Cd,Se,Ge,Al,Ni等元素[4,12,13,14,15]。与茶叶相比,苦丁茶中的 Ca(7036mg/Kg)、Zn(95.1mg/Kg)元素含量较高,而 Al(182.2mg/Kg)、Mn(409.0mg/Kg)元素含量较低[16],但是广西冬青苦丁茶富含Mn,具有较高的药用价值[17]。贵州苦丁茶富含 Se达0.043mg/100g,为普通茶叶(含Se低于0.02mg/100g)的一倍多[8]。浙江大叶苦丁茶中K、Ca、Mg、Ge元素含量要显著高于小叶种苦丁茶,而Pb、Cu元素含量则小于小叶苦丁茶[18]。

1.4 多酚类及儿茶素 茶叶中多酚类物质含量为20% 35%,苦丁茶中多酚类含量比茶叶低,冬青属苦丁茶的多酚类含量为9.01% 9.31%[19,20],贵州女贞属苦丁茶茶多酚类含量为8.8% 15.42%[21],而四川女贞属苦丁茶多酚类物质含量为3.03% 5.05%[7]。由于苦丁茶中多酚类含量较低,使得苦丁茶茶汤没有茶叶那样强的涩味和收敛性。梁月荣等[20]研究发现苦丁茶中有少量的表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和表儿茶素没食子酸酯(ECG),不含表没食子儿茶素(EGC)和(+)-儿茶素[(+)-C]。

1.5 黄酮类物质 黄酮类物质多以糖苷形式存在,常为浅黄色,少有鲜明橙黄色,带苦味,在热作用下会发生水解脱去苷类配基,在一定程度上降低了苷类物质的苦味,这可能导致苦丁茶品质风格与茶叶差异的根本原因,形成其先苦后甜的独特风味。多数苦丁茶均含有芦丁、槲皮素和杨梅酮等多种黄酮类化合物,在大叶冬青苦丁茶中这 3种成分总含量在 93~851mg/Kg之间,为茶叶(绿茶)的1.6~14.7倍[22],黔产木犀科苦丁茶总黄酮含量在 12.11~39.71mg/g之间[23],而浙江遂昌野生苦丁茶中黄酮类最高含量达15.25g/Kg[24]。

1.6 咖啡碱 目前的研究表明,苦丁茶中咖啡碱含量极低,甚至不含咖啡碱。冬青属苦丁茶中咖啡碱含量仅有0.0228% 0.0436%[20],贵州女贞属苦丁茶咖啡碱含量为0.087%[8],而在四川女贞属苦丁茶中未检测出咖啡碱[7]。与茶叶相比,苦丁茶作为低咖啡碱或无咖啡碱饮料,更加适合老人、儿童和不常饮茶的人饮用,具有较广阔的市场前景。

1.7 可溶性多糖 近年来研究表明,多糖除了具有抗衰老、降血糖、刺激造血功能等作用外,还具有抗氧化的作用[25]。研究表明苦丁茶中可溶性多糖含量很高,贵州女贞属苦丁茶可溶性多糖含量为10.57%[8],四川女贞属苦丁茶可溶性多糖含量为 18.4%[7],海南苦丁茶测得可溶性多糖含量则高达31.90%[26],大大高于茶叶中可溶性多糖(2% 4%),苦丁茶饮后回味甘甜,很可能与苦丁茶中高含量的可溶性多糖相关。

1.8 三萜类化合物 苦丁茶主要含三萜类成分,文永新等[28]采用乙醇提取苦丁茶,从提取物中分离鉴定了一种新五环三萜内酯,α-香树脂,β-谷甾醇和乌苏酸。欧阳明安等[28,29]从广东苦丁茶中分离鉴定出2个新三萜,β-苦丁内酯和α-苦丁内酯;随后他们又从苦丁茶叶萃取物分离出4个新三萜酯,分别为α-香树醇-3β-棕榈酸酯,11-羰基-α-香树醇-β-棕榈酸,3β-羟基-羽扇-20(29)-烯-24羧酸甲酯和羽扇-20(29)-烯-24羧酸甲酯-3β-棕榈酸酯[30]。Keiichi N等[31,32]利用活性引导分离的方法从苦丁茶甲醇提取物中分离出7种三萜,其中3种新三萜,后来又从苦丁茶水提取物中分离出 10个新三萜皂甙。文永新等[33]又从苦丁茶叶中分离出一种新三萜甙元,经化学、波谱分析及单晶X-射线衍射,确定其结构为 3β-羟基-11(12),13(18),19(29)-三烯-28,20β-内酯乌苏烷。刘韶等[34]采用溶剂法和色谱法从苦丁茶中分离出7个单体化合物,经波谱鉴定分别为羽扇豆醇(I)、3β-羟基-羽扇-20(29)-烯-24-羧酸甲酯(II)、羽扇-20(29)-烯-3β,24-二羟基(III)、β-谷甾醇(IV)、熊果酸(V)、胡萝卜苷(VI)、甘露醇(VII),其中I、III、VI、VII为冬青属植物首次得到。

1.9 熊果酸 熊果酸是存在于天然植物中的一类三萜类化合物,具有降低高脂膜型小鼠血脂,降低血糖等多种生物学效应。近年来发现它具有抗致癌、抗促癌、诱导F9畸胎瘤细胞分化和抗血管生成作用,极有可能成为低毒高效的新型抗癌药物。另外,熊果酸具有明显的抗氧化功能,因而被广泛地用作医药和化妆品原料。苦丁茶中熊果酸的含量较高,每100g苦丁茶含熊果酸达1g[35,36]。任秀莲等[37]采用沉淀吸附法提取苦丁茶中的熊果酸,其分离后产品纯度为90.23%,回收率为98.02%,而采用高效液相色谱法测得其分离产品纯度为 23.12%,回收率为 92.90%。牟利辉[38]和顾学芳等[39]采用索氏提取苦丁茶中熊果酸,经含量测定表明,冬青科苦丁茶熊果酸含量较高,而木樨科苦丁茶不含熊果酸,且熊果酸的含量随贮存时间的延长而降低。张明等[40]采用纤维素酶提取苦丁茶中熊果酸,其提取率达 1.26%;而周春山等[41]采用 95%乙醇提取苦丁茶中熊果酸,其提取率达 1.769%;蒙大平等[42]采用反相高效液相色谱法测定苦丁茶中熊果酸含量,其含量达到54.65µg/g。

1.10 香气成分 苦丁茶香气成分几乎不受酶作用影响,大部分香气成分是苦丁茶本身存在的物质[43],但香气表现存在明显的差异,可能是由于品种、气候、土壤、加工工艺等不同所引起的。戴素贤等[43]从苦丁茶中鉴定出91个成分,其中酯类有13种,酸类有4种,酮类有13种,醛类有10种。周欣等[44]从贵州苦丁茶中鉴定出70种成分,其中萜类物质占检出成分的33.8%,链状脂肪族物质占检出成分的22.2%,酚性和芳香物质占检出成分的 19.9%,内酯占检出成分的19.0%。刘兴宽等[45]从贵州苦丁茶原植物粗壮女贞挥发油中鉴定出53种成分,其主要成分为十六烷,含量为 9.43%,其次是α-石竹烯,含量为 6.31%,其挥发油成分主要成分是萜类,类型为单萜和倍半萜。杨小生等[46]从广西冬青科冬青属苦丁茶中鉴定出 86个化合物,其中链状脂肪族化合物占检出成分的 67.6%,酚性和芳香化合物占检出成分的 23.2%,倍半萜等成分不足检出成分的10%。熊波等[47]采用乙醚超声萃取-水蒸气蒸馏方法提取苦丁茶冬青的挥发油,用气相色谱-质谱联用分析,鉴定了挥发油中的57个成分,其中主要成分是醇、醛、酮、醚、脂肪酸、脂肪酸酯及含氧萜类等化合物。毋福海等[48]采用水蒸气蒸馏法从苦丁茶中提取挥发油,经气相色谱-质谱分析,鉴定出18种成分,其主要成分为单萜、二萜、2-庚烯醛、苯甲醛、苯甲醇、苯乙醇等。童华荣等[49]采用SDE法萃取云南女贞属苦丁茶,经GC-MS鉴定出82种化合物,其主要成分为芳樟醇,别香櫈烯,3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇,植醇等。黄林芳等[50]从粗壮女贞、丽叶女贞、总梗女贞叶挥发油经 GC-MS分别鉴定出 20种、23种和22种成分,其主要为萜烯类化合物。纳智[51]利用GC-MS分析法从西双版纳苦丁茶挥发油中鉴定出70个成分,主要为萜烯及其含氧衍生物及少量长链脂肪族和芳香化合物。

2 展望

苦丁茶作为我国南部及西南地区民间传统的药用植物,具有悠久的历史,其茶汤具有清热解毒、杀菌消炎、健胃消积、止咳化痰、生津止渴、提神醒脑、明目益智和抗辐射、抗衰老、活血脉、调血脂、降血压等功效;而且苦丁茶中具有许多生物活性成分和抗氧化物质[52,53],其临床前景乐观,作为新型保健药开发,具有很广阔的前景。

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