綠茶貯藏過程中主要生化成分和抗氧化活性的變化及相關性研究

趙 熙，黃 浩，銀 霞，黃懷生，粟本文，鄭紅發

?

綠茶貯藏過程中主要生化成分和抗氧化活性的變化及相關性研究

趙 熙，黃 浩，銀 霞，黃懷生，粟本文，鄭紅發

（湖南省茶葉研究所，湖南 長沙410125）

摘 要：對綠茶在貯藏期間主要生化成分、抗氧化活性的變化及二者的相關性進行了研究，結果表明，綠茶貯藏期間茶多酚含量和水浸出物含量下降明顯，且前4個月降幅較大，貯藏12個月后分別減少21.20%、14.61%；游離氨基酸總體下降，其中貯藏4個月后出現小幅上升，貯藏12個月后損失率約為31.81%；經過12個月貯藏咖啡堿含量降低17.68%；葉綠素和黃酮含量在貯藏期間分別降低37.81%、9.06%；綠茶貯藏過程中總抗氧化活性、抑制羥自由基活性、DPPH自由基清除活性均隨貯藏時間的延長而降低，其中總抗氧化活性下降幅度最大，降幅達到38.92%。相關性分析表明，生化成分的變化與抗氧化活性變化呈現顯著正相關；進一步采用多元逐步回歸分析表明，水浸出物和茶多酚含量與綠茶的總抗氧化活性和抑制羥自由基活性密切相關；水浸出物和總黃酮含量減少是綠茶DPPH自由基清除活性降低的主導因素。

關鍵詞：綠茶；生化成分；抗氧化活性；貯藏；變化；相關性

茶是世界上消費量最大的飲料之一，綠茶在我國產量和消費量最大，是最有優勢的茶類之一。綠茶中含有多種活性成分，如茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿、黃酮類等，這些活性成分使茶具有多種保健功能，如防治心血管疾病［1］、防癌抗癌［2］、防齲齒［3］等，而其抗氧化能力是體現其功能活性的一個重要指標。目前，關于綠茶品質與其化學成分之間的研究已有很多報道［4-6］。然而，關于綠茶的主要品質化學成分和抗氧化活性等方面的相關研究，目前尚無系統的報道。它們在一定程度上決定了綠茶的風味品質和保健功效，具有重要的研究價值。

綠茶內含成分組成復雜，影響抗氧化活性的因素很多，對主要生化成分與總抗氧化活性、抑制羥自由基活性和清除DPPH自由基活性變化相關性分析有助于確定導致綠茶抗氧化活性變化的主體生化成分，對綠茶的生產、貯藏及保健功能研究具有重要指導意義。本文以綠茶為研究對象，對貯藏過程中主要生化成分和抗氧化活性的變化進行探討，在此基礎上采用多元統計進行典型相關分析建立數學模型，確定影響綠茶抗氧化活性變化的主要因素，為進一步明晰綠茶貯藏過程中品質劣變機理、延長綠茶常溫貯藏保鮮期、提高其保健功能提供理論參考。

1　材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為保靖黃金茶綠茶，由湖南天牌茶葉有限公司提供。所有化學試劑均為分析純或色譜純，DPPH購自Sigma公司，總抗氧化能力測定試劑盒、羥自由基測定試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

主要儀器：TU-1901雙光束紫外可見光分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）、超聲波清洗機（上海臺姆超生設備有限公司）、恒溫磁力攪拌器（江蘇金壇市環宇科學儀器廠），HH-8恒溫水浴鍋（常州凱航儀器有限公司）。

1.2試驗方法

1.2.1 茶樣貯藏 供試綠茶按每包50 g規格用不透光鋁箔袋包裝，密封避光室溫貯藏12個月，每隔30 d測定主要生化成分和抗氧化活性。

1.2.2 主要生化成分含量測定 茶多酚總量測定采用酒石酸亞鐵分光光度法［7］；游離氨基酸總量測定參照GB/T8314-2013《茶 游離氨基酸總量測定》方法；水浸出物總量測定參照GB/T8305-2013《茶 水浸出物測定》方法；咖啡堿含量測定參照GB/T8312-2013《茶 咖啡堿測定》方法；黃酮類化合物總量測定采用三氯化鋁比色法［8］；葉綠素含量測定采用丙酮浸提比色法［9］。

1.2.3 總抗氧化活性測定 按GB/T 8312-2002中11.1的規定制備茶湯試液，稀釋一定倍數后進行總抗氧化活性測定，測定方法按試劑盒說明書操作。

1.2.4 抑制羥自由基活性測定 按GB/T 8312-2002 中11.1的規定制備茶湯試液，稀釋一定倍數后進行羥自由基活性測定，測定方法按試劑盒說明書操作。

有時候我常常會想，如果有這樣一種可能，或那樣一種可能，我們倆會不會最終走在一起。不過生活就是這樣，它不會給你那么多種可能。你的人生早已被你的性格決定。

1.2.5 DPPH自由基清除活性測定 按GB/T 8312-2002中11.1的規定制備茶湯試液。參照呂海鵬［10］測定方法，利用DPPH溶液的特征吸收峰，以分光光度法測定提取液A521的吸光度，通過公式計算得出有機自由基消除能力。反應體積3 mL，DPPH溶于少量甲醇后，以50%乙醇配制濃度為100 μmol/L的DPPH溶液。反應時加0.1 mL制備的茶湯試液及2.9 mLDPPH溶液。室溫下靜置20 min后測吸光度變化。

式中，A0為未加樣的DPPH（1.9 mLDPPH+0.1 mL50%乙醇）的吸光度；A為樣品與DPPH反應后的吸光度；B為樣品空白（樣品0.1 mL+1.9 mL50%乙醇）的吸光度。

1.3數據統計

試驗重復3次，每次結果以3個平行的平均值表示采用SPSS20.0數據處理軟件，對檢測數據進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 主要生化成分的變化

2.1.1 茶多酚含量變化 從表1可以看出，新制綠茶中茶多酚含量為25.07%，貯藏過程中茶多酚含量隨貯藏時間延長逐漸減少，貯藏12個月后總酚含量下降至19.78%，降幅達到21.10%，且表現出貯藏前期下降幅度大、后期降幅緩慢的趨勢，貯藏4個月后茶多酚含量下降幅度達到18.07%。

2.1.2 游離氨基酸含量變化 由表1可知，綠茶在貯藏過程中游離氨基酸的含量表現為先減少后小幅增加再減少的波浪型變化趨勢。貯藏3個月間，綠茶中的游離氨基酸含量明顯下降，損失率為14.31%。貯藏4個月后，游離氨基酸含量小幅增加，之后又呈現明顯下降的趨勢；貯藏8個月后下降幅度較平緩；貯藏12個月后，游離氨基酸含量下降至3.43%，降幅達到31.81%。

2.1.3 咖啡堿含量變化 從表1可以看出，綠茶在貯藏過程中咖啡堿含量隨貯藏時間的延長逐漸降低，貯藏前咖啡堿含量為4.13%，貯藏12個月后含量下降到3.40%，保留量為82.32%。

2.1.4 水浸出物含量變化 由表1可知，綠茶在貯藏期間水浸出物含量變化呈現出與茶多酚含量變化相似的趨勢，都隨貯藏時間的延長含量逐漸下降，但水浸出物含量的下降幅度小于茶多酚，經過12個月的貯藏，水浸出物含量由貯藏前的38.94%下降到33.25%，降幅為14.61%。

2.1.5 總黃酮含量變化 由表1可知，綠茶在貯藏過程中隨著貯藏時間的延長，總黃酮含量呈現總體降低的趨勢，但降低幅度不大，并且前6個月降低幅度較小，后6個月降低幅度較大。貯藏前綠茶中總黃酮含量為2.87%，經過12個月的貯藏，含量降低為2.61%，降幅為9.06%。

2.1.6葉綠素含量變化 由表1可知，隨著貯藏時間的延長，綠茶中的葉綠素含量顯著降低，經過12個月的貯藏，葉綠素含量由貯藏前的2.01%下降到1.25%，降幅達到37.81%；并且表現出在貯藏4～6個月期間，葉綠素下降速率較快，下降幅度達到26.46%。

表1 綠茶貯藏過程中生化成分的變化

2.2 抗氧化活性的變化

2.2.1 總抗氧化活性變化 綠茶貯藏過程中，總抗氧化活性隨貯藏時間延長的變化如圖1所示。貯藏前綠茶的總抗氧化活性達到12.82 U/mg，隨著貯藏時間延長，總抗氧化活性隨之減弱，貯藏12個月后，總抗氧化活性下降至7.83U/mg，降幅為38.92%。在總抗氧化活性下降的過程中，表現出與茶多酚相似的變化趨勢，即在貯藏周期中的前3個月下降幅度較大。

圖1 綠茶在貯藏期間總抗氧化活性的變化

2.2.2 抑制羥自由基活性變化 在抑制羥自由基活性方面，貯藏過程中隨著貯藏時間延長，綠茶的抑制羥自由基變化如圖2所示。隨著貯藏時間延長，抑制羥自由基活性逐漸減弱，表現出與總抗氧化活性相似的變化趨勢。經過12個月的貯藏，抑制羥自由基活性由貯藏前的73.56 U/mg下降至53.21 U/mg，降幅為27.66%。

2.2.3 DPPH自由基清除活性變化 在清除DPPH自由基活性方面，綠茶在貯藏過程中隨著貯藏時間的延長，DPPH自由基清除活性如圖3所示。與總抗氧化活性和抑制羥自由基活性不同的是，DPPH自由基清除活性并未在貯藏周期中前幾個月出現大幅降低，而是總體呈現緩慢下降的趨勢。經過12個月的貯藏周期，DPPH自由基清除活性從貯藏前的91.67%下降至70.48%，降幅為23.12%，低于總抗氧化活性和抑制羥自由基活性的降幅。

圖2 綠茶在貯藏期間抑制羥自由基活性的變化

圖3 綠茶在貯藏期間DPPH自由基清除活性的變化

2.3 主要生化成分與抗氧化活性的相關性分析 由以上分析可知，綠茶在貯藏期間主要生化成分和抗氧化活性變化均十分顯著。其中幾種生化成分的變化可能是導致抗氧化活性變化的直接原因。對主要生化成分與抗氧化活性的相關性分析表明，水浸出物和茶多酚與總抗氧化活性變化密切相關，其相關系數分別達到0.969和0.965；抑制羥自由基活性與水浸出物、咖啡堿、茶多酚的相關系數分別達到0.990、0.979和0.926；DPPH自由基清除活性與總黃酮含量變化高度相關，相關系數達到0.962，均達到極顯著水平（表2）。

表2 生化成分變化與抗氧化活性變化之間的相關性

表2表示綠茶中抗氧化活性變化與6種生化成分的相關性，進一步采用多元線性回歸分析研究它們之間的關系。采用多元回歸分析中的逐步篩選法（stepwise），分別建立了總抗氧化活性、抑制羥自由基活性、DPPH自由基清除活性與生化成分變化之間的回歸方程如下：

y（總抗氧化活性）=-15.322+0.421x4+0.470x1（1）

y（抑制羥自由基活性）=-41.486+1.512x4+0.9 12x1+8.056x3（2）

y（DPPH自由基清除活性）=-77.336+35.340 x5+1.749x4（3）

對方程進行擬合優度檢驗及顯著性檢驗，結果證明，方程（1）、（2）、（3）的調態后R2都達0.9以上，同時，從F Change的相伴概率值來看，均小于5%顯著水平，說明每組方程中引入的自變量對因變量都有比較顯著的貢獻。對各組回歸方程進行顯著性檢驗，結果表明每組方程的F值都很大，均在100以上，說明自變量造成因變量的變動遠遠大于隨機因素對因變量造成的影響，并且F相伴概率值明顯小于0.05，說明存在顯著的線性關系。

由方程（1）～（3）可知，水浸出物、茶多酚、總黃酮和咖啡堿的變化是導致綠茶抗氧化活性變化的主要原因。其中，水浸出物是影響總抗氧化活性、抑制羥自由基活性和清除DPPH自由基活性變化的因素之一，且對總抗氧化活性和清除DPPH自由基活性影響達到極顯著水平；茶多酚對總抗氧化活性和抑制羥自由基活性變化有極顯著影響；總黃酮只對清除DPPH自由基活性有顯著影響；咖啡堿只對抑制羥自由基活性變化有顯著影響；游離氨基酸和總葉綠素對抗氧化活性變化的影響不大。

3 結論與討論

3.1 主要生化成分與抗氧化活性變化

本研究結果表明，貯藏過程中綠茶6種生化成分和抗氧化活性都顯著降低。其中兒茶素發生氧化和茶多酚與咖啡堿、蛋白質等化合物的絡合沉淀是導致茶多酚含量減少的主要原因［11］。游離氨基酸含量明顯下降，損失率為14.31%，氧化損失可能是綠茶在貯藏期間氨基酸含量逐漸減少的原因之一。當貯藏4個月后，游離氨基酸含量小幅增加，之后又呈現明顯下降的趨勢，可能是因為游離蛋白質降解作用釋放出氨基酸，使得游離氨基酸的含量呈小幅增加的趨勢［12］。葉綠素含量在貯藏4～6個月期間下降幅度最大，其原因可能是該期間正處于夏季炎熱高溫季節（7～9月份），高溫加速了葉綠素的降解和氧化。抗氧化活性隨著貯藏時間的延長表現出不同程度的下降，其中總抗氧化活性下降程度最大，其次為抑制羥自由基活性，DPPH自由基清除活性降幅最小；并且總抗氧化活性和抑制羥自由基活性均表現出前期下降幅度較大的特點，這可能與影響其活性變化的主要生化成分含量降低有關。

3.2 主要生化成分與抗氧化活性變化相關性

本研究結果表明，綠茶在貯藏過程中生化成分和抗氧化活性都會發生顯著變化，兩者之間具有顯著相關性，且水浸出物、茶多酚和黃酮含量的減少與抗氧化活性的降低趨勢具有很好的對應關系。已有眾多研究表明，茶葉中的多酚類等物質和類黃酮化合物具有優異的抗氧化性能，它可以有效清除自由基［13］，這與本研究的結果一致。茶葉水浸出物中主要含有多酚類（包括水溶性色素）、可溶性糖、水溶果膠、水溶維生素、游離氨基酸、咖啡堿、水溶蛋白、無機鹽等，因而茶葉中的水溶性成分抗氧化性有一定的復雜性。本研究對綠茶的主要生化成分測定發現隨著抗氧化活性的降低，茶多酚、水浸出物和總黃酮含量的降低較為顯著，這在一定程度上佐證了茶多酚和總黃酮是體現綠茶抗氧化能力的主要成分物質，這與陳金娥等［13-14］的研究結果一致。

參考文獻：

［1］ Deka A，Vita J A. Tea and cardiovascular disease［J］. Pharmacological Research，2011，64（2）：136-145.

［2］ De Mejia E G ，Ramirez M M V，Puangpraphant sirima. bioactive components of tea：cancer，inflammation and behavior［J］. Brain，Behavior，and Immunity，2009，23（6）：721-731.

［3］ Ferrazzano G F，Amato I，Ingenito A，et al. Anticariogenic effects of polyphenols from plant stimulant beverages（cocoa，coffee，tea）［J］. Fitoterapia，2009，80（5）：255-262.

［4］ 孫紅. 綠茶品質與茶多酚，氨基酸，水浸出物含量關系分析［J］. 茶業通報，1989（2）：21-25.

［5］ 楊亞軍. 茶樹育種品質早期化學鑒定 Ⅱ鮮葉的主要生化組分與綠茶品質的關系［J］. 茶葉科學，1991，11（2）：127-131.

［6］ 管榮升. 十大名茶滋味與化學成分關系的探討［J］.茶業通報，1987（2）：1-5.

［7］ 黃意歡. 茶學實驗技術［M］. 北京：中國農業出版社，1995.

［8］ 張春花，單治國，周紅杰. 云南普洱茶加工中黃酮類化合物的研究［J］. 茶葉通訊，2008，35（1）：7-9.

［9］ 中國農業科學院茶葉研究所編. 茶樹生理及茶葉生化實驗手冊［M］. 北京：農業出版社，1983.

［10］ 呂海鵬，林智，張悅. 不同等級普洱茶的化學成分及抗氧化活性比較［J］. 茶葉科學，2013，33（4）：386-395.

［11］ 竇紅亮，李春美，郝菊芳. 綠茶飲料貯藏期間主要生化成分和典型香氣成分的變化及相關性研究［J］.茶葉科學，2008，28（3）：181-188.

［12］ 趙熙，黃懷生，粟本文. 不同茶樹品種制綠茶貯藏過程中品質變化規律［J］. 茶葉通訊，2014，41（4）：18-22.

［13］ 陳金娥，豐慧君，張海容. 紅茶，綠茶，烏龍茶活性成分抗氧化研究［J］. 食品科學，2009，30（3）：62-66.

［14］ 曹艷妮，劉通訊. 多種普洱茶水浸提物體外抗氧化性質研究［J］. 現代食品科技，2010（9）：944-947.

（責任編輯 白雪娜）

中圖分類號：S571.1

文獻標識碼：A

文章編號：1004-874X（2015）03-0120-05

收稿日期：2015-11-05

基金項目：湖南省科技重大專項（2014FJ1006）；國家現代農業產業技術體系建設專項資金（CARS-23）；湖南省科技計劃重點研發計劃項目（2015NK3042）

作者簡介：趙熙（1982-），女，碩士，助理研究員，E-mail：lzzx_11280609@163.com

通訊作者：鄭紅發（1975-） ，男，研究員，E-mail：zhenghongfa@sina.com

Change of main biochemical components and antioxidative activities of green tea during storage and their correlation

ZHAO Xi，HUANG Hao，YIN Xia，HUANG Huai-sheng，SU Ben-wen，ZHENG Hong-fa
（Hunan Tea Research Institute，Changsha 410125，China）

Abstract：The change of main biochemical components and antioxidative activities as well as their correction were studied. Results showed that the main biochemical components of green tea changed significantly during storage. The relative concentrations of tea polyphenol and water extract decreased significantly，especially in the first four months，decreased by 21.10% and 14.61% after 12 months storage. Amino acid content lowered overall and about 31.81% was lost after storage for 12 months，while during the 4th month，it rose slightly. Caffeine content lowered by 17.68% during 12 months storage. Chlorophyll and total flavonoids content decreased significantly with a rate of 37.81% and 9.06%. Antioxidative activities including total antioxidative activity，inhibition of OH radical activity and DPPH free radical scavenging activity in green tea decreased dramatically during the storage process. Among them，total antioxidative activity had the biggest down-range. By using the SPSS software，the correlation analysis showed that the change of main biochemical components and the change of antioxidative activities were positively correlated. Among them，the biggest down-range of total antioxidative activity was 38.92%. Water extract and tea polyphenol content were closely related with total antioxidative activity and inhibition of OH radical activity decrease of green tea，the decrease of water extract and total flavonoids content was the dominant factor of DPPH free radical scavenging activity decreasee by multiple gradually regression analysis method.

Key words：green tea；biochemical component；antioxidative activity；storage；change；correction