γ—氨基丁酸桑叶红茶开发研究

马圣洲++赵飞++吴琴燕++庄义庆

摘要：以采果后的果桑桑叶为原料，通过正交试验研究了桑叶含水率、处理温度以及厌氧/好氧交替次数对桑红茶GABA富集处理的效果；研究了加工过程中加入摇青处理后对桑红茶GABA含量和成茶感官品质的影响；考察了桑叶中GABA和多酚类物质含量随时间变化的规律及最适宜的采收时间。结果表明，以7—9月份采收的桑叶为原料，萎凋至含水率约65%，然后在30 ℃条件下厌氧/好氧交替处理2次，且每次厌氧前加1次轻摇青处理为最优工艺。

关键词：GABA；桑红茶；桑叶多酚

中图分类号： TS272.5+2文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）06-0393-03

收稿日期：2016-03-11

基金项目：江苏省句容市科技创新专项资金（编号：NY2014029）。

作者简介：马圣洲 （1982—），男，山东临朐人，硕士，助理研究员，主要从事茶叶加工及新产品开发。E-mail：markzhou983@163.com。

通信作者：庄义庆，博士，研究员，主要从事农业资源开发利用研究。E-mail：yqzhuang@sina.com。桑叶中含有多种对人体有益的功能性成分，其中含量丰富的GABA （γ-氨基丁酸）是一种重要的抑制性神经传递物质，具有极强的降血压、镇静等生理活性。目前将GABA含量超过1.5 mg/g的茶称作GABA茶[1-3]。已有研究报道，桑叶经过富集处理后GABA含量可达5.02 mg/g，远超GABA茶的最低标准[4]。

江苏丘陵地区的传统栽桑养蚕规模虽然逐渐减少，但是特色果树资源——果桑发展势头良好。事实上每年5月份桑果采摘结束后，大量的桑叶得不到任何利用，全部闲置浪费在田地间。根据此现象，本试验即采用果桑鲜叶为原料，经过研究加工技术去除桑叶绿茶所特有的青臭气与青涩味，制成口感较佳的GABA桑红茶，为桑叶资源利用、桑农增收提供新途径。

1材料与方法

1.1供试样品

供试桑叶于2014年5—11月采于江苏省句容市春城镇南山子村桑园，品种为台湾一号，叶位2～7片，均于晴朗天气上午08：00—10：00采摘。

1.2主要试剂与仪器

1.2.1主要试剂GABA标准品、没食子酸标准品、双蒸酚、次氯酸钠、甲醇、乙腈、碳酸钠、福林酚、均为分析纯，纯净水（娃哈哈）。

1.2.2主要仪器设备紫外分光光度计T6新世纪（普析通用）、6CR-35茶叶揉捻机（浙江上洋机械有限公司）、5B红茶发酵机（安溪县永丰机械有限公司）、微型粉碎机。1.3试验方法

1.3.1GABA富集处理将桑叶萎凋至不同含水率，在不同温度下进行厌氧富集处理，以真空密闭厌氧3 h后解封摊晾 1 h 为1次交替处理，应用正交表L9（34）设计3因素3水平正交试验，条件设置见表1，每个试验重复3次后取平均值。

1.3.2摇青处理在每次厌氧处理前将桑叶用摇青机轻摇1次，至青臭气强烈散发。

1.3.3桑红茶加工将桑叶揉捻90 min后置于红茶发酵机中发酵，根据本课题组其他试验结果，设置发酵温度30 ℃、湿度90%，发酵4 h；120 ℃烘干10 min，摊晾至室温后105 ℃烘至足干，取样待测。

1.3.4样品检测GABA含量检测参照冀宪领等的方法[5]；多酚含量测定参照GB/T 8313—2008；感官审评，采用专家密码审评，由于桑叶不同于茶叶，没有既定的参照标准来做比较，故只选用评语法评价成茶品质。

2结果与分析

2.1不同富集处理对桑叶GABA含量的影响

GABA富集的原理是对桑叶进行逆境处理，使鲜叶中的谷氨酸在谷氨酸脱羧酶作用下脱羧生成GABA，其中研究和利用最多的是厌氧/好氧交替处理。而厌氧处理时鲜叶含水率、处理温度、时间及厌氧/好氧交替次数等都会影响桑叶中GABA的生成量。

由表2、表3可知，处理温度是影响桑叶GABA的首要因素，其次是厌氧/好氧交替次数，桑叶含水率的影响最小，其中最优处理水平组合为A2B2C3。

温度对桑叶GABA富集的影响达极显著水平，其中5 ℃处理显著低于30 ℃和40 ℃水平的处理，但后两者差异不显著，而且40 ℃处理过程中容易造成桑叶发热劣变，所以最优水平为30 ℃处理。

厌氧/好氧交替次数对GABA富集的影响也达到显著水平。GABA含量随着处理交替次数的增加而升高，但是2次和3次处理的结果差异已不显著，而且厌氧次数越多对桑茶品质带来的负面影响就越明显。因此，实际生产中最优选厌氧/好氧交替次数为2次。

桑叶含水率对GABA富集的影响最小，各水平间无显著性差异，由表2直观分析，桑叶含水率65%为最优水平。实际生产中，桑叶中的水分在2次厌氧/好氧交替处理过程中会有大量散失。初始含水率55%的桑叶会因为含水率过低而影响GABA的富集，也不利于后续的揉捻和发酵等；初始含水率75%的桑叶，在富集处理之后仍需将其摊晾含水率至55%才适于揉捻和发酵。因此实际加工过程中，以含水率约65%为最优水平。

综上所述，实际生产中桑叶GABA富集的最优处理为A2B2C2，即桑叶含水率65%，在30 ℃条件下厌氧/好氧交替处理2次为最优工艺。

2.2摇青处理对富GABA桑茶品质的影响

摇青是乌龙茶加工过程中的关键步骤，目的是通过机械力损伤叶缘细胞，使茶叶内部发生一系列的理化变化，促进多酚类化合物的氧化、芳香化合物及香气前体物质的形成及青臭气的散失[6]。而青臭气是大多数桑叶茶产品中的共有缺点，本试验将乌龙茶的摇青工艺引入到桑叶茶的加工中，并考察了摇青对桑茶GABA富集效果和感官品质的影响。

由表4可知，和对照CK组相比经过摇青的桑叶茶中 GABA 含量有所上升。GAD是一种逆境酶，植物在低温、厌氧及机械损伤等逆境条件下可激活酶促反应[7]。摇青处理对桑叶造成轻微机械性损伤打破了底物和酶的区隔，促使两者接触；而且机械损伤会加速桑叶在厌氧状态下的无氧呼吸，加速细胞内部环境的酸化；同时，摇青的振荡作用促进了桑叶内部水分、物质的运输和重新分布，这些作用均有利于包括GAD等酶促反应的进行，从而提高了桑叶中GABA的含量。

感官品质方面，摇青处理的桑叶茶香气明显优于对照，特别是对桑茶所特有的“青臭气”具有明显的去除效果。这是因为摇青处理不但有利于低沸点青臭气物质的散失，促进生成高沸点香气物质及香气前体物质，而且摇青处理能促进蛋白质、多糖等大分子物质水解成氨基酸和水溶性糖，有利于茶汤浓厚度和回甘的形成。

2.3不同采收时间对GABA含量及红茶品质的影响

桑叶中多酚类和GABA含量有着明显的季节性变化。由图1可知，从5月份到10月份，多酚类变化呈现“凸”字形变化，而GABA则与之相反呈“凹”字形变化。桑叶多酚含量最高点出现在9月10日（4.36%），而此时GABA的含量最低，只有0.82 mg/g，10月份随着气温和光照度的下降，多酚类物质含量开始大幅下降，而GABA含量明显上升到最高点1.33 mg/g。这与茶叶中的茶多酚和游离氨基酸变化趋势相似，即随着气温的上升和光照的增强，桑树的碳素代谢加强而氮素代谢减弱，多酚类物质积累增加，而氨基酸类物质积累较少；反之，随着气温和光照的下降，多酚类积累减弱而氨基酸积累上升[6]。而且试验地区秋季相对干旱少雨，容易给桑树造成干旱胁迫从而激活GAD酶促反应，使得GABA含量上升。

桑叶多酚是GABA桑叶红茶的主要保健内含成分之一，其含量过低会造成桑红茶发酵困难，成茶留有青味，而延长发酵时间后又容易造成滋味发酸，影响成茶的最终质量，因此选择合适的采收时间也是生产实际要考虑的问题之一。由表5可知，不同月份的桑叶经过富集处理后，成茶GABA含量均能超过1.5 mg/g的标准；而且其感官审评得分与多酚类含量成正相关，其中以7—10月桑叶加工红茶质量较好，其他月份桑叶均存在发酵困难的现象，不适合加工红茶。

3讨论

试验结果显示，温度和厌氧/好氧交替处理次数是影响桑叶GABA富集效果的主要因素。虽然低温胁迫也能激活GAD酶促反应，但是GAD的最适温度在30～40 ℃之间，低温状态下酶促反应缓慢难以形成大量积累。试验显示厌氧/好氧交替处理次数以2次为宜，原因可能是随着处理时间的延长，桑叶中反应底物谷氨酸含量及GAD酶活性逐渐下降，造成GABA的富集效率降低；同时，处理次数越多耗费工时越多，而且会对桑茶品质造成不良影响。富集过程中加入摇青工艺，不但可以明显改善成茶的感官品质，同时还对GABA的富集起到积极作用。

采收时间方面，有研究报道桑树在5月份时多酚类和氨基酸含量均高[5，8]，但是本试验中的供叶品种为果桑，5月份正是果实成熟期，果实多而叶少，可能树体营养优先供应果实，所以叶部GABA和多酚含量较低，待6月份采果完毕后枝叶大量萌发时才有所回升。

因此综合考虑GABA含量及桑红茶品质的两面，认为最佳富集工艺为：以7—9月份桑叶为原料，萎凋至含水率约65%后，在30 ℃条件下厌氧/好氧交替处理2次，而且每次厌氧前加1次轻摇青处理为最优工艺。

参考文献：

[1]Okada T，Sugishita T，Murakami T，et al. Effect of the defatted rice germ enriched with GABA for sleeplessness，depression，autonomic disorder by oral administration[J]. Nippon Shokuhin Kagaku Kogaku Kaishi，2000，47（8）：596-603.

[2]Abe Y，Umemura S，Sugimoto K，et al. Effect of green tea rich in gamma-aminobutyric acid on blood pressure of Dahl salt-sensitive rats[J]. American Journal of Hypertension，1995，8（1）：74-79.

[3]王来仪. γ-氨基丁酸受体药理学及对心血管活动的调节[J]. 心肺血管学报，1991，10（1）：46-49.

[4]尹志亮，毛平生，王敏，等. 桑叶中γ-氨基丁酸的富集研究[J]. 蚕桑茶叶通讯，2009（3）：11-12.

[5]冀宪领，盖英萍，陈恒文，等. 桑叶中γ-氨基丁酸含量的测定及其影响因素的研究[J]. 蚕业科学，2007，33（2）：176-180.

[6]宛晓春. 茶叶生物化学[M]. 3版.北京：中国农业出版社，2007：140-144，251-253.

[7]Bown A W，Shelp B J. The metabolism and functions of γ-aminobutyric acids[J]. Plant Physiol，1997，115：1-5.

[8]沈维治，廖森秦，邹宇晓，等. 桑叶酚类物质的变化规律研究[J]. 中草药，2010，41（11）：1890-1892.