茯砖茶的化学成分及其功能特性研究进展

侯爱香，李宗军

(湖南农业大学食品科技学院，长沙　410128)



茯砖茶的化学成分及其功能特性研究进展

侯爱香，李宗军

(湖南农业大学食品科技学院，长沙410128)

综述了茯砖茶的化学成分及其功能特性，展望了茯砖茶的发展前景。

茯砖茶；金花；茶多酚

茯砖茶又称为伏茶、茯茶、边茶或边销茶，因在古时候必须于夏季“伏天”生产故名“伏茶”，又因其茶的滋味与中药土茯苓相似，称之“茯茶”；后来为方便运输和保管，生产者将之筑制成砖样故名“茯砖茶”[1]。茯砖茶的制作工艺特殊，它是以黑毛茶作为原料，主要经过渥堆和发花两步发酵，采用多道加工工序采摘分级后，先汽蒸增湿、后渥堆发酵，完成前发酵，然后压制成型进行关键的后发酵——发花，最后干燥包装而制得，其中后发酵——发花是茯砖茶制作过程中独特的工序，通过在发花工艺过程中控制温度和湿度条件，使茯砖茶内含的优势菌产生金花，让茶具有独特菌花香和保健功能[2，3]。经过渥堆和发花这2个发酵步骤，茯砖茶发酵完全。本文对茯砖茶的化学成分及其功能特性的研究进展进行综述，为茯砖茶的深入研究与开发提供科学依据。

1　茯砖茶的主要化学成分

罗珍美等[4]从湖南益阳生产的茯砖茶中共分离鉴定出了 29 种单体化合物，其中发现有3种新化合物：茯砖素A、茯砖素B、3R、9R-epoxy-megastigm-5-ene；有8种首次在茯砖茶中发现的成分：文冠木素、5，7-二羟基香豆素、roseoside、二氢红花菜豆酸等；还有18种在其他茶类中也出现过的其他物质：可可碱、槲皮素、芦丁、烟花甙等。茯砖茶中起主要功能作用的成分可以分为以下几类。

1.1多酚类化合物

茶多酚占据茶鲜叶干重的18%～36%[4]，茶叶干制后茶多酚中含量也较高，是茶叶多元酚及其衍生物组成的一大类混合物，这些混合物的主要成分是儿茶素类、花色素类、酚酸、黄酮与黄酮醇类，还有缩酚酸等。罗珍美等人[4]的研究显示，茯砖茶中含有大量的茶多酚，而占茶多酚大部分比例的是黄酮类化合物，其中含量最多、最主要的为黄酮糖苷化合物。从黄酮糖苷化合物结合的糖苷数量上来看，其糖苷所结合的糖类主要为葡萄糖、半乳糖和鼠李糖等；从黄酮糖苷化合物苷元的组成来看，主要为山奈素、杨梅素和槲皮素等。此外，茶多酚的含量与茯砖茶陈化时间密切相关，随着茯砖茶陈化时间的往后推移，其茶多酚含量逐渐下降，且下降幅度较大，要到陈化时间达到20多年之后，其茶多酚的总含量才开始趋于稳定[5]。傅冬和等[6]研究得出，茯砖茶加工过程也会引起其各化学成分如茶多酚、氨基酸、茶多糖等的变化，其中茶多酚下降幅度最大，分析原因主要是其优势微生物的酶促氧化作用使茶多酚不断减少，这样可以减少茯砖茶原料黑毛茶所带来的粗涩味，增加茯砖茶醇和的滋味，对改善茶滋味品质具有良好效应。胡绍德[7]等研究发现，茯砖茶的多酚含量明显低于绿茶和其他茶样，其茶多酚含量仅为3.7%，且没食子酸仅为0.1%，茶黄素、儿茶素均没有检出。因此，茶多酚的含量也是决定茯砖茶特殊滋味品质的重要因素之一。

1.2生物碱类

罗珍美研究发现，茯砖茶中含有可可碱，而咖啡碱是目前从黑茶中分离出来的主要生物碱类物质。侯冬岩等[8]检测发现，茯砖茶中咖啡碱的含量仅为7.295g/kg，远低于在乌龙茶、绿茶中的含量[9]，分析出现这种结果的原因，一方面是茯砖茶制作原料黑毛茶本身的成熟度较高，其咖啡碱含量少；另一方面是渥堆、发花工艺中大量微生物的消耗及微生物的酶促作用所致。赖幸菲等[10]研究发现，茯砖茶的咖啡碱含量较低，低于1.5%，且经长时间发酵制茶，其含量变化不大。黄亚辉等[5]研究发现，在茯砖茶陈化过程，咖啡碱含量随陈化时间推移变化不大，说明咖啡碱类物质在陈化过程中比较稳定，主要原因是咖啡碱的环状结构比较稳定，它属杂环含氮化合物，很难破坏，一般微生物对于这类杂环含氮化合物的利用能力也相对比较低。

1.3氨基酸类

游离氨基酸是构成茶汤滋味的重要化学成分，也是茶叶品质的重要组成部分。茶叶中的氨基酸种类丰富，但含量相对较少。王秋霜[11]、龚雪[12]等研究发现，氨基酸含量在茯砖茶中相对较低。秦俊哲等[13]研究发现，在茯砖茶发花过程中，游离氨基酸含量呈递减趋势，其分析茯砖茶中含游离氨基酸相对较低，一方面是氨基酸与糖发生反应，生成了茯砖茶香气成分，一部分氨基酸被转化了；另一方面，在发花初期与中期，氨基酸很大一部分作为微生物主要的氮源，被微生物利用消耗，此时，茯砖茶中各类微生物的生命活动非常旺盛，处于快速生长繁殖阶段，因此氨基酸的含量呈显著下降趋势；之后，发花末期，微生物代谢活动逐渐缓慢，氨基酸继续被缓慢消耗利用，其含量也在降低；最后，在茯砖茶陈化过程中，氨基酸含量也呈现逐渐减少的趋势，因为游离氨基酸容易发生氧化、转化和降解等反应，所以游离氨基酸的含量在茯砖茶中含量较少。

1.4茶多糖类

茶多糖是一类从茶叶中提取出来的，与蛋白质和矿物元素结合的酸性多糖或酸性糖蛋白。研究者们提取茶多糖后进一步分离研究发现，葡萄糖、木糖、果糖、核糖、半乳糖、甘露糖和阿拉伯糖等是其主要成分[14]。钟兴刚等[15]研究发现，茶复合多糖类化合物是茯砖茶等黑茶的功能性成分，这种茶多糖的形成主要是通过微生物在发酵类黑茶(如茯砖茶)发酵加工与后期储藏中生长代谢所致。微生物大量繁殖，分泌出大量酶类纤维素酶、果胶酶、淀粉酶和蛋白酶等，其中，纤维素酶可分解纤维素形成可溶性的糖类。另外，黄群等[16]研究发现，茯砖茶中的优势菌冠突散囊菌可以分泌各种酶类，同时分泌液还可激活各酶类的活性，如促进其淀粉酶、蛋白酶分解茶叶中淀粉、蛋白质，且可以进一步促进其分解物与其他物质络合，丰富茯砖茶中多糖的类型，形成各种各样不同的可溶性多糖类化合物。库尔班·吾斯曼等[17]研究表明，茯砖茶中茶多糖的含量可达到7.75%。武晓英等人[18]测定结果发现，湖南茯砖茶茶多糖的含量为52.73g/kg，比安化千两茶、六堡黑茶的多糖含量均高，这也决定了茯砖茶特殊的功能特性。

1.5水浸出物

茶叶中的水浸出物包括果胶、糖类、鞣质，可溶性蛋白质、生物碱、维生素群与微量芳香油等物质，对茶叶的品质起着关键作用。水浸出物中的各种成分在茯砖茶加工过程中会发生氧化、聚合、水解、分解和酯化等反应，为茯砖茶特有的滋味、香气和品质的形成奠定了关键的物质基础。赖幸菲等人研究表明，茯砖茶的浸出物低于25%，与传统绿茶的水浸出物的标准含量43%相差比较大，分析其原因在于茯砖茶在渥堆和发花这两步发酵工序中，微生物的生长繁殖消耗了一部分的水浸出物。但王秋霜[11]等人结果发现，茯砖茶的水浸出物含量是11款陈香茶中最高的，可达到55.48%。因此，不同产地、品种和时间茯砖茶的水浸出物含量相差比较大，这与原料本身的存放时间密切相关。刘仲华[19]等研究发现，茶多酚主要的水溶性氧化产物是茶黄素、茶红素和茶褐素，其中，茯砖茶中茶褐素作为氧化、聚合总产物含量相对较高，且随着陈化时间向后推移，茶褐素含量呈较大幅度的上升趋势，茶汤的颜色随之加深。因此，水浸出物总的含量与组成决定了茯砖茶口感、颜色、功能等品质。

1.6挥发性成分

从茶叶中分离鉴定的芳香物质有几百种之多[20-24]。何红霞[25]等人研究发现，棕榈酸，亚麻酸甲酯等酸酯类化合物和大部分的醇类化合物含量都会随散茯茶发花进程而增加，其中，1- 辛烯 - 3- 醇芳樟醇、芳樟醇氧化物Ⅰ、芳樟醇氧化物Ⅱ等化合物增加尤为显著，香气物质总量随着加工过程有所增加。

1.7其他

茶叶所含矿物元素的种类和数量与当地地质特征密切相关，如湖北恩施等一些高硒地区盛产富硒茶[26]。王世霞[27]等研究发现，茯砖茶含有丰富的镁、铁、钙、锌等矿物元素，其中铁元素的含量最高，可达 8.4mg/100g。

2　茯砖茶的保健功能

茯砖茶具有降脂、减肥、抗氧化、抑菌、抗腹泻、抗肿瘤等多种保健功能。

2.1降脂、减肥功能

在茯砖茶功能研究领域里，减肥降脂是目前研究最多和最深入的。王蝶等[28]对比了茯砖茶与绿茶对营养型肥胖大鼠的减肥效果，结果表明，茯砖茶和绿茶均能抑制大鼠体重的增长，且效果显著，表现在都能降低食物利用率、脂肪系数和 Lee 氏指数等方面，但是茯砖茶降低血清总甘油三酯的效果要优于绿茶。同时，肖文军等[29]研究发现，茯砖茶有较明显的辅助降血脂作用，还具有降低胆固醇、降低甘油三酯、升高高密度脂蛋白、减少体重等作用。黄群[30]等研究发现，冠突散囊菌发酵液有利于淀粉、蛋白质的消化吸收，能抑制脂肪分解和吸收。此外，熊昌云等[31]研究发现，茯砖茶无论是人工接种发酵还是自然发酵，均对营养性肥胖大鼠具有降脂减肥作用，且效果显著。傅冬和等[32-33]进行高通量药物筛选来研究茯砖茶的降脂减肥功效，研究结果显示，茯砖茶的降脂途径有多条，且降脂减肥功能比较强。

2.2抗氧化功能

欧阳梅[34]等人工接种冠突散囊菌发酵散茶，结果显示，其发酵产品对DPPH和ABTS+两种自由基的清除能力分别达到75%和56%以上，与湖南茯砖茶相近。唐玲[35]探讨了加入天然抗氧化剂对广式腊肠储藏期间品质的影响，结果显示，茯砖茶水提物可以有效抑制氧化的过度发生，抑制腊肠酸败，并未对腊肠风味造成负面的影响。张小娜[36]对茯砖茶不同溶剂提取物的抗氧化活性进行评价，结果显示，各溶剂部位清除自由基能力及铁还原能力最强者为乙酸乙酯部位，通过计算茯砖茶不同溶剂提取物中总多酚和黄酮含量与其抗氧化活性的关联性，发现茯砖茶不同溶剂提取物清除DPPH、ABTS+自由基的能力与总多酚含量相关性良好，与黄酮含量相关性较差，因此推测酚类物质是茯砖茶提取物清除自由基及抗氧化的主要成分之一。

2.3抑菌、抗腹泻作用

张浩[37]等研究结果显示，茯砖茶的水浸提物对一些食品致病菌有明显的抑制作用，同时发现，抑菌能力随发酵时间的延长而增强，这意味着在茯砖茶真菌发酵过程中，能够产生抑制食品致病菌与腐败菌的代谢物质。还有研究显示，茯砖茶浸提物和有效成分对沙门氏菌、志贺氏菌与大肠杆菌等多种致泻微生物均有一定程度的抑制作用[38-39]。曾婷玉等[40]研究发现，茯砖茶水提物对乳杆菌、大肠杆菌、肠道肠球菌、双歧杆菌数量及肠道状况有一定的影响，其能够抑制肠道中有害微生物的增殖，但对有益微生物的生长起促进作用，还能对抗番泻叶所致的肠道微生物紊乱。此前，余智勇等人[41]研究了茯砖茶提取物对不同致泻剂所致小鼠腹泻的影响，发现茯砖茶提取物对蓖麻油、番泻叶、硫酸镁等致泻剂所致的腹泻均有一定抑制作用，且能促进正常小鼠胃肠蠕动，有类似胃肠促动药的作用。

2.4抗肿瘤作用

茯砖茶具有一定的抗肿瘤作用，叶飞等[42]测试了红茶、绿茶、普洱茶、乌龙茶、茉莉花茶及茯砖茶等茶类提取物对保护人支气管上皮细胞(HBE)及抑制人肺癌细胞株(A549)增殖作用，结果表明，茯砖茶提取物对A549细胞的抑制作用最强，A549细胞的活力及存活率极低。宋鲁彬等[43]研究了六堡茶、普洱茶、茯砖茶、青砖茶、花砖茶、黑砖茶等6种黑茶对人胃癌细胞株(SGC-7901)和人结肠癌细胞系(HCT-8)的抗癌作用结果表明，所有试验用的黑茶均对消化道肿瘤细胞的生长有较好的抑制作用。

2.5免疫调节功能

近年来，有部分学者研究茯砖茶对免疫功能的影响作用，吴香兰等[44]研究显示，茯砖茶水提物能修复受损黏膜、调节肠道免疫功能。刘平[45]研究发现，茯砖茶灌胃能提高体液免疫功能和小鼠中枢免疫器官的质量，能促进B细胞产生抗体，提高T淋巴细胞的活性，增加CD4+T和CDS+T琳巴细胞数目，从而提高小鼠的免疫功能。

2.6其他

茯砖茶在解酒护肝、促消化和缓解糖尿病等方面有一定的作用。瞿绍明[46]等人结果显示，茯砖茶和红茶都能明显改善小鼠血清ALT、AST、TC、TG和肝脏中SOD、GSH-Px、MDA和肝脏系数水平。杜琤[47]等研究发现，茯砖茶能有效地降低酒精对雌性小鼠的血清酶的损伤。邓放明等研究发现，冠突散囊菌能提高α-淀粉酶、蛋白酶的活力，这说明经过冠突散囊菌发酵的茯砖茶能促进糖和蛋白的消化吸收，可以消滞。宋鲁彬[48]研究发现，对PPARs与代谢综合症，茯砖茶均有预防和治疗作用，有望能够从茯砖茶中发现治疗糖尿病的新药物。

3　茯砖茶的发展前景展望

我国茯砖茶历史悠久，制法独特，所含功能性化学成分丰富，具有多种保健功能，是中国传统特色产品，要将茯砖茶推向国际市场，在茯砖茶的加工、研究和推广等方面都有大量的工作要做。

3.1进一步改进茯砖茶加工工艺

虽然从20世纪50年代起实现了茯砖茶的机器制作，但其制作周期过长，参与发酵的菌种过多，发酵改变或产生的化学物质难以控制，因此在相对成熟的茯砖茶传统加工工艺基础之上，要不断的创新。有部分专家们利用有益优势菌控制发花工艺中的有害腐败菌，已在“接种悬液”、“诱发剂”、 “复合菌剂”、“孢子粉”等方面开展了大量研究[49-51]，并证明人工接种“发花”可行，成品茶中冠突散囊菌数量多、发花速度快、周期短，更有利于茯砖茶品质的提升。

3.2进一步控制茯砖茶产品质量

茶树是富氟的植物，不少流行病学调查发现，茯砖茶的摄人与少数民族地区氟中毒现象呈正相关，茯砖茶降氟技术也有待进一步研究。另外，茯砖茶的霉菌毒素残留，农药残留等问题也要足够重视，该如何控制或者消除是茯砖茶发展必须面对和解决的问题。

3.3进一步研究与开发茯砖茶功能成分

对功茯砖茶能成分进行提取、纯化和再加工，既提高了茯砖茶的利用效率，也丰富了天然药物的来源。此外，冠突散囊菌作为金花菌，无论在茯砖茶的制作过程，还是在成品品质和功能特性上都起着重要作用，大量研究证明，其发酵液或菌粉保健功能显著，开发相关方便益生菌剂、益生菌饮料也是茯砖茶发展不可忽视的重要方向。

3.4加强茯砖茶功能基因组学研究

茯砖茶保健功效显著，但具体是茶汤中哪种物质起到这一功能尚不清楚，因此茯砖茶功能基因组学的研究为我国特色茯砖茶推向国际市场提供科学依据。◇

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(责任编辑李婷婷)

Research Progress on Chemical Composition and Functional Features of Fuzhuan Brick Tea

HOU AI-xiang， LI Zong-jun

(School of Food Science and Technology,Hunan Agricultural University，Changsha 410128，China)

The chemical composition and functional features of Fuzhuan brick tea were reviewed comprehensively，the broad for development prospects of Fuzhuan brick tea were pointed out.

Fuzhuan brick tea；Golden-flower fungus；tea polyphenol

国家自科基金项目“茯茶中冠突散囊菌作用下的代谢物变化及形成机理研究”(项目编号：31471706)；湖南省自科基金项目“茯砖茶改善Ⅱ型糖尿病功效及其机理研究”(项目编号：13JJ4067)。

侯爱香(1982—)，女，在读博士研究生，讲师，研究方向： 食品微生物技术。