潘顺顺,赖幸菲,孙伶俐,黎秋华,向丽敏,孙世利
(广东省农业科学院茶叶研究所/广东省茶树资源创新利用重点实验室,广东广州510640)
不同季节翠玉品种3大茶类生化成分及抗氧化活性研究
潘顺顺,赖幸菲,孙伶俐,黎秋华,向丽敏,孙世利*
(广东省农业科学院茶叶研究所/广东省茶树资源创新利用重点实验室,广东广州510640)
对不同季节(春、夏、秋)翠玉品种3大茶类(绿茶、乌龙茶和红茶)的生化成分含量及抗氧化能力进行分析研究。结果表明:不同季节翠玉绿茶中,夏茶的抗氧化能力最强,其茶多酚、儿茶素总量较春茶低,但酯型儿茶素的含量为最高;不同季节翠玉乌龙茶中,夏茶的抗氧化能力最强,其茶多酚、儿茶素和酯型儿茶素的含量均为最高,其茶多糖的含量也较绿茶和红茶夏茶高;不同季节翠玉红茶的抗氧化能力差异不大。从不同茶类来看,翠玉品种的茶叶的抗氧化能力表现为绿茶>乌龙茶>红茶。
翠玉;绿茶;乌龙茶;红茶;季节;抗氧化
茶叶按照采摘季节的不同,大致可分为春茶、夏茶和秋茶,一般春茶的品质最优,秋茶次之,夏茶最次。夏茶由于夏季光照时间强、时间长,温度较高,茶树新梢生长迅速且容易老化,茶叶中的氨基酸、维生素的含量明显减少,咖啡碱、茶多酚的含量明显增加,成茶的苦涩味重、香气低、色泽差[2],因此品质低下。夏暑茶品质低下是世界难题,尤其在广东省,夏暑茶生长周期最快,产量最高,据预测,夏暑茶年产量占1/3以上[1]。夏暑茶价格低廉,很多地方甚至不采摘,造成了大量茶叶资源的浪费,同时也降低了农民的经济收入,影响了茶农种茶的积极性。但夏暑茶中活性成分的含量丰富,特别是茶多酚、儿茶素等活性成分含量较高,具有潜在的开发利用价值。
翠玉茶树品种从我国台湾引入广东省并大量推广和种植的优良茶树品种,也称台茶13号,适制乌龙茶,同时也可制绿茶和红茶,其加工制作而成的茶叶风格独特,具有玉兰花香兼蔗糖香[3],香气清高持久。本研究以翠玉茶树品种加工而成的绿茶、红茶和乌龙茶,以春茶为对照,分析夏暑茶中的主要活性成分的含量,检测各茶样的总抗氧化能力,以期为利用夏暑低值茶研发具有保健功效的茶叶新产品提供理论依据,为夏暑茶的出路和低值茶资源的创新利用提供理论参考。
1.1 材料与试剂
1.1.1 试验材料
春、夏、秋3季翠玉绿茶、红茶和乌龙茶采制于广东茗皇茶业有限公司茶叶生产基地,绿茶和红茶按一芽二叶的标准采摘,乌龙茶按一芽三、四叶的标准采摘。各干茶样经过粉碎后过40目筛,置于干燥器中保存。
1.1.2 主要试剂
儿茶素单体EGCG、EC、EGC、ECG、C、GC、CG、GCG:Sigma公司;咖啡碱和4种茶黄素单体TF、TF-3-G、TF-3’-G、TFDG:上海源叶生物技术有限公司;甲醇、乙腈:色谱纯;其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器设备
1200高效液相色谱仪:安捷伦科技有限公司;ZMQS5001型Millipore纯水仪:密理博(Millipore)公司;HHS型恒温水浴锅:上海博讯实业有限公司医疗设备厂;OHAUS准微量电子天平:奥豪斯仪器(常州)有限公司;752N紫外分光光度计:上海菁华科技仪器有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 常规生化成分含量的测定
水分测定:103℃恒重法;茶多酚含量:GB/T 8313-2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》;水浸出物测定:GB/T 8305-2013《茶水浸出物测定》;氨基酸含量:GB/T 8314-2013《茶游离氨基酸总量的测定》;可溶性糖含量:蒽酮-硫酸比色法;茶红素、茶褐素测定:系统比色法[4]。
1.3.2 茶汤浸提液的制备
准确称取茶叶粉碎样1.500 g,置于三角烧瓶中,加入沸蒸馏水225 mL,置于沸水浴中浸提45 min,中间搅拌2次~3次,浸提完毕后趁热抽滤,滤液转入250 mL容量瓶中,冷却后加蒸馏水定容。
1.3.3 HPLC法检测茶汤浸提液中儿茶素类单体和咖啡碱的含量
色谱柱:Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18柱,150 mm×4.6 mm;检测温度28℃;检测波长280 nm;流动相A:含2%甲醇、1%乙腈和0.5%乙酸的水溶液,流动相B:含20%甲醇、10%乙腈和0.5%乙酸的水溶液;洗脱步骤:在0~30 min内,A相由72.5%到20%,B相由27.5%到80%,30 min~35 min内,A相由20%恢复到72.5%,B相由80%恢复到27.5%;流速1.0 mL/min;进样量为10 μL,采用外标法按峰面积进行定量[5-6]。
1.3.4 HPLC法检测茶汤中茶黄素单体的含量
色谱柱:Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18柱,150 mm×4.6 mm;检测温度35℃;检测波长280 nm;流动相A:乙腈与乙酸乙酯(体积比)为7∶1,流动相B:2%乙酸溶液;洗脱步骤:在0~30 min内,A相由18%到26%,B相由82%到74%;流速0.8 mL/min;进样量为10 μL,以外标法按峰面积进行定量[7]。
1.3.5 茶叶的总抗氧化能力测定
1.3.5.1 FRAP工作液配制
分别配制300 mmol/L pH3.6的醋酸盐缓冲液、10 mmol/L2,4,6-三吡啶基三嗪(TPTZ)溶液和20mmol/L FeCl3溶液按照(体积比)10∶1∶1的比例混合而成,现配现用[8-9]。
1.3.5.2 标准曲线的制作
分别吸取0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mmol/L的FeSO4标准液,加入3 mL FRAP工作液,再加入0.3 mL超纯水,快速混匀后准确反应20 min,于593 nm处测定其吸光度,用超纯水调零,绘制标准曲线y(吸光度)= 1.358 2x(浓度)+0.007 2,R2=0.999 7。样品的抗氧化活性(FRAP值)以达到相同吸光度所需FeSO4的毫摩尔数表示。
1.3.5.3 茶叶总抗氧化能力的测定
吸取上述1.3.1浸提的茶汤,分别配制梯度浓度为100、200、300、400、500、600 μg/mL的茶汤溶液。吸取0.1 mL的样品溶液,加入3 mL FRAP工作液,再加入0.3 mL超纯水,快速混匀后准确反应20 min,于593 nm处测定其吸光度,并计算FRAP值。
1.4 数据统计分析
运用Spss19.0软件进行数据统计分析,以春茶为对照,进行单因素的方差分析(LSD法),分析夏茶、秋茶与春茶之间的显著性,当p<0.05时代表差异显著,当p<0.01时代表差异极显著。
2.1 不同季节翠玉品种各茶样中主要生化成分含量
2.2.1 不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的茶多酚含量比较
不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的茶多酚含量比较结果见图1。
图1 不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶茶多酚的含量Fig.1Contents of tea polyphenols of Cuiyu green tea,black tea and oolong tea in different seasons
从图1的结果可知:不同季节的翠玉绿茶中,春茶的茶多酚含量最高,夏茶次之,秋茶最低,且夏茶和秋茶的与春茶的茶多酚含量达到极显著差异;不同季节的翠玉乌龙茶中,夏茶的茶多酚含量最高(p<0.01),秋茶次之(p<0.01),春茶最低;不同季节翠玉红茶中,茶多酚含量为秋茶(p<0.01)>春茶>夏茶(p<0.01),夏茶的茶多酚含量最低可能原因是由于夏季茶叶中多酚氧化酶和过氧化物酶的活性较高,多酚类被氧化分解较多而最终导致茶多酚的含量较低。
2.2.2 不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的氨基酸含量比较
不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的氨基酸含量比较结果见图2。
从图2的结果可知:不同季节翠玉绿茶中,氨基酸的含量表现为秋茶最低(p<0.01),春茶和夏茶的含量相差不大;不同季节的翠玉乌龙茶中,氨基酸的含量则是夏茶最高(p<0.01),春茶次之,秋茶最低(p<0.01);不同季节翠玉红茶中,氨基酸含量为夏茶(p<0.01)>春茶>秋茶(p<0.01)。
2.2.3 不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的可溶性糖含量比较
不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的可溶性糖含量比较结果见图3。
图3 不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶可溶性糖的含量Fig.3Contents of soluble sugar of Cuiyu green tea,black tea and oolong tea in different seasons
从图3的结果可知:不同季节翠玉绿茶中,可溶性糖的含量秋茶最高(p<0.01),春茶次之,夏茶最低(p<0.05);不同季节的翠玉乌龙茶中,可溶性糖的含量为秋茶最高(p<0.01),春茶次之,夏茶最低(p<0.01);不同季节翠玉红茶中,可溶性糖的含量为秋茶(p<0.01)>夏茶(p<0.05)>春茶。
2.2.4 不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的水浸出物含量比较
不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的水浸出物含量比较结果见图4。
图4 不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶水浸出物的含量Fig.4Contents of water extract of Cuiyu green tea,black tea and oolong tea in different seasons
从图4的结果可知:不同季节翠玉绿茶中,水浸出物含量为春茶>夏茶(p<0.01)>秋茶(p<0.01);不同季节的翠玉乌龙茶中,水浸出物的含量表现为秋茶含量最高(p<0.05),夏茶次之(p<0.05),春茶最低;不同季节翠玉红茶中,水浸出物含量为秋茶(p<0.01)>春茶>夏茶(p<0.01)。
2.2.5 不同季节翠玉品种乌龙茶和红茶的茶三素含量比较
不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的茶三素含量比较结果见图5~图7。
图5 不同季节翠玉品种乌龙茶和红茶茶黄素的含量Fig.5Contents of theaflavins of Cuiyu black tea and oolong tea in different seasons
图6 不同季节翠玉品种乌龙茶和红茶茶红素的含量Fig.6Contents of thearubigins of Cuiyu black tea and oolong tea in different seasons
图7 不同季节翠玉品种乌龙茶和红茶茶褐素的含量Fig.7Contents of theabrownins of Cuiyu black tea and oolong tea in different seasons
从图5~图7的结果可知:不同季节翠玉乌龙茶中,茶色素的含量表现为秋茶的茶黄素、茶红素和茶褐素的含量均为最高,夏茶次之,春茶最低,并且均达到显著差异或极显著差异;不同季节翠玉红茶中,茶色素的含量表现为秋茶的茶黄素和茶红素含量最高,均达到显著差异,夏茶的茶褐素的含量最高(p<0.01)。
2.2 不同季节翠玉品种各茶样的儿茶素和咖啡碱的含量
不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的儿茶素和咖啡碱含量结果见表1。
表1 不同季节的翠玉品种各茶样中8种儿茶素单体和咖啡碱含量Table 1Contents of eight kinds of catechin monomers and caffeine of Cuiyu green tea,black tea and oolong tea in different seasons mg/g
从表1的结果可知,翠玉绿茶春茶的儿茶素单体含量为EGCG>EGC>GC>EC>ECG>GCG>C>CG,夏茶的儿茶素单体含量为EGCG>EGC>EC>GC>ECG>GCG>C>CG,秋茶的儿茶素含量为EGCG>EGC>GC>EC>GCG>ECG>C>CG。不同季节的翠玉绿茶中,儿茶素总量表现为春茶>夏茶(p<0.05)>秋茶(p<0.01),酯型儿茶素的含量则表现为夏茶(p<0.01)>春茶>秋茶(p<0.01)。虽然在儿茶素总量上夏茶含量较春茶低,但夏茶的酯型儿茶素的含量明显高于春茶,可见,翠玉绿茶的儿茶素含量符合季节的变化规律。
翠玉乌龙茶春茶和夏茶的儿茶素单体含量均表现为EGCG>EGC>GC>EC>GCG>ECG>C>CG,秋茶的儿茶素含量为EGCG>EGC>GC>GCG>ECG>C>EC>CG。不同季节的翠玉乌龙茶中,儿茶素总量表现为夏茶(p<0.01)>秋茶(p<0.01)>春茶,酯型儿茶素的含量表现出同样的规律,夏茶(p<0.01)>秋茶(p<0.01)>春茶。可见,翠玉乌龙茶的儿茶素总量和酯型儿茶素的含量均符合季节的变化规律。
翠玉红茶春茶的儿茶素单体含量为EGCG>EGC>GC>GCG>ECG>EC>C>CG,夏茶的儿茶素单体含量为GC>EGCG>EGC>GCG>CG>EC>C>ECG,秋茶的儿茶素含量为GC>EGCG>EGC>GCG>EC>CG=ECG>C。不同季节的翠玉红茶中,儿茶素总量表现为秋茶(p<0.01)>夏茶(p<0.05)>春茶,酯型儿茶素的含量则表现为春茶>秋茶(p<0.01)>夏茶(p<0.01)。翠玉红茶夏茶和秋茶的儿茶素总量高于春茶,符合季节变化规律,而酯型儿茶素则表现为夏茶最低。
2.3 不同季节翠玉品种各茶样的茶黄素单体含量
不同季节翠玉红茶的4种茶黄素单体的含量结果见表2。
表2 不同季节翠玉红茶中4种茶黄素单体的含量Table 2Contents of four kinds of theaflavins monomers in Cuiyu black tea in different seasonsmg/g
由表2的结果可知,不同季节的翠玉红茶中,春茶和夏茶的TF含量较高,春茶的TF-3-G含量最高,其他茶黄素单体含量相差不大,从4种茶黄素的总量来看,不同季节翠玉红茶的茶黄素总量也差异不大。
2.4 不同季节翠玉品种各茶样的总抗氧化能力的比较
不同季节翠玉品种绿茶、乌龙茶和红茶的总抗氧化能力比较结果见图8。
图8 不同季节翠玉各茶样的总抗氧化能力的比较Fig.8The FRAP value of total antioxidant activity of Cuiyu green tea,black tea and oolong tea in different seasons
由图8可知,随着茶汤浓度的增大,FRAP值也随之增大,茶叶提取液的抗氧化活性也逐渐增大,呈现剂量依赖关系。从不同季节来看,翠玉绿茶抗氧化能力强弱表现为夏茶>春茶>秋茶;不同季节的翠玉乌龙茶的抗氧化能力强弱表现为夏茶>秋茶>春茶;不同季节翠玉红茶的抗氧化能力则表现为秋茶最强,春茶和夏茶相差不大。
不同季节的翠玉绿茶中,夏茶的总抗氧化能力最强,春茶次之,秋茶最弱。茶多酚是茶叶中主要的活性成分(占茶叶干重20%~30%),其主要化学成分为儿茶素(占茶多酚含量的65%~80%)[10],大量研究证明,茶多酚和儿茶素具有很强的抗氧化和清除自由基的能力,其中以酯型儿茶素的抗氧化能力最强[11-13]。通过比较不同季节翠玉绿茶的生化成分含量可发现,夏茶的茶多酚、儿茶素总量比春茶低,但其酯型儿茶素的含量显著高于春茶。可见,翠玉绿茶夏茶的抗氧化活性强与其酯型儿茶素含量较高有关。
不同季节的翠玉乌龙茶中,夏茶的总抗氧化能力最强,秋茶次之,春茶最低。从生化成分含量可发现,翠玉乌龙茶的夏茶的茶多酚、儿茶素及酯型儿茶素的含量均为最高,春茶次之,秋茶最低,与其抗氧化能力呈现相关性。可见,翠玉乌龙茶夏茶的抗氧化活性强与其茶多酚和儿茶素含量较高有关。此外,翠玉乌龙茶的春茶、夏茶和秋茶的茶多糖含量均较高,许多研究表明[14-17]茶多糖具有增强免疫力、降血脂、降血糖、抗辐射、抗氧化、抗血凝、抗血栓等功效。
不同季节翠玉红茶的抗氧化能力强弱趋势表现为秋茶>春茶>夏茶,但相互之间的抗氧化能力相差不大。与其他茶类相比,翠玉红茶的抗氧化能力明显要低,这与其茶多酚和儿茶素含量较低有关(见表1和表2),其中翠玉红茶夏茶的茶多酚含量最低,这可能是由于夏茶的酶活性较高,酯型儿茶素在酶的作用下较非酯型儿茶素更容易发生氧化聚合或异构化而导致其含量下降。红茶中的茶黄素单体也具有较强的抗氧化能力,有研究还表明[18-19]茶黄素单体的抗氧化能力比儿茶素单体还要强,但由于其在红茶中的含量不高,对红茶的抗氧化能力影响不大。
综上所述,翠玉绿茶具有多酚类含量高,抗氧化能力强等特点,其中夏茶的酯型儿茶素含量最高,因此可利用翠玉绿茶夏茶为原料提取酯型儿茶素等活性成分进行茶叶深加工产品的研发;翠玉乌龙茶夏茶具有抗氧化能力较强、茶多糖含量较高的优势,因此可以提取其茶多糖等功能成分,研发具有抗氧化、降血糖等功效的产品;采用翠玉品种夏茶加工成红茶,茶多酚含量较低,较之其他茶类更有利于减少多酚类等苦涩物质的含量,酚氨比更为协调,有利于提高茶叶品质。
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Research on the Chemical Components and the Antioxidant Activities of Cuiyu Green Tea,Oolong Tea and Black Tea in Spring,Summer and Autumn
PAN Shun-shun,LAI Xing-fei,SUN Ling-li,LI Qiu-hua,XIANG Li-min,SUN Shi-li*
(Tea Research Institute of Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Key Laboratory of Tea Plant Resources Innovation&Utilization,Guangzhou 510640,Guangdong,China)
The chemical components and the antioxidant activities of Cuiyu green tea,oolong tea and black tea in summer,spring and autumn were determined.The results showed that Cuiyu green tea in summer showed the strongest antioxidant ability.The content of tea polyphenols and catechins of Cuiyu green tea in summer were lower than that in spring,however,its esters-catechin was the highest among all the green tea in different seasons.The antioxidant ability of Cuiyu oolong tea in summer was strongest in different seasons.The content of tea polyphenols,catechins and esters-catechin of Cuiyu oolong tea in summer were also the highest among all the oolong tea in different seasons.Moreover,it contained the highest concentration of tea polysaccharide among all the teas in summer.There was no significant difference in the antioxidant activities of Cuiyu black tea in different seasons.For the different types of teas,Cuiyu green tea had the strongest antioxidant ability,followed by oolong tea and black tea.
Cuiyu;green tea;oolong tea;black tea;season;antioxidant
10.3969/j.issn.1005-6521.2017.09.006
2016-08-06
广东省农业科学院院长基金(NO201534);广东省科技厅项目(2012B091100165;2015B090906027;2016B090918118);广东省大叶种红茶产业技术创新平台建设(粤科规财字[2014]208号)
潘顺顺(1982—),女(汉),助理研究员,硕士,研究方向:茶叶资源综合利用。
*通信作者