年份白茶中EPSF類成分研究進展

解東超，戴偉東，林智

中國農業科學院茶葉研究所，310008

隨著人們生活水平的提高，茶葉作為具有保健功能的風味飲品越來越受到歡迎。白茶不炒不揉，僅有萎凋與干燥兩道工序的加工工藝符合人們追求自然健康的現代生活潮流[1]。經過長時間適宜條件下貯藏存放的年份白茶被認為具有比新茶更好的保健功能，在主產地福建省福鼎市素來就有白茶“一年茶，三年藥，七年寶”的說法，并將其作為抗炎降火的良藥，對感冒、喉嚨腫痛、牙疼等有較好的功效[2]。但相比于新茶，年份白茶的化學物質基礎和特征化合物遠未清楚。近期，本課題組在年份白茶中發現了7 個N-乙基-2-吡咯烷酮取代的黃烷醇類（N-ethyl-2-pyrrolidinone-substituted flavan-3-ol，EPSF）成分，由白茶中的主要兒茶素類成分（EGCG、ECG、EGC、EC 等）與游離茶氨酸在長時間的貯藏過程中反應生成，生成量與白茶貯藏時間成正比[3]，預計與年份白茶的風味品質和保健功效具有關系。此外，國內的一些其他研究團隊在黑茶[4]、白毛茶[5]等茶葉中也發現了EPSF類成分。在白茶主產地之一的福建省福鼎市，一些茶企與茶葉從業人員將該類成分簡稱為“老白茶酮”。目前，該類成分已經成為茶葉化學研究領域的熱點，本文就近些年來年份白茶與EPSF類成分的相關研究進行簡要概述，以期為指導企業合理生產貯藏白茶和引導消費者客觀認識白茶成分提供理論參考。

一、EPSF類化合物的化學結構

茶葉中發現的EPSF類成分為一類在兒茶素的C-8位或者C-6位進行N-乙基-2-吡咯烷酮取代的化合物；吡咯環中與兒茶素相連的碳原子為手性原子，因此EPSF 類成分又具有R 型和S 型兩種構型。EPSF類化合物最早由北京大學屠鵬飛課題組于2014年在黑茶中發現，分別為EC、EGC、C、GC 這4 種兒茶素類成分在C-8 位取代形成的8 種化合物[4]。2018年，安徽農業大學[6]、中國科學院昆明植物所[5]、中國農業科學院茶葉研究所[3]分別在白牡丹白茶、白毛茶、年份白茶中發現了4、8、7 種在兒茶素C-8 或者C-6 位取代的EPSF 類成分。其中，本課題組在年份白毫銀針和白牡丹白茶中發現的7種在EGCG、ECG、EGC、EC的C-8位取代形成的EPSF類成分的化學結構式如圖1所示。EPSF化合物1和2分別為S型和R型8-C N-乙基-2-吡咯烷酮取代的EGCG（S-EGCG-cThea 和R-EGCG-cThea），EPSF 化合物3 為R 型8-C N-乙基-2-吡 咯 烷 酮 取 代 的ECG （R-ECG-cThea），EPSF化合物4和5分別為S型和R型8-C N-乙基-2-吡咯烷酮取代的EGC （S-EGC-cThea 和R-EGC-cThea），EPSF 化合物6 和7 分別為S 型和R 型8-C N- 乙基-2- 吡咯烷酮取代的EC（S-EC-cThea和R-EC-cThea）[3]。

二、EPSF類成分與白茶貯藏年份的關系

本課題組選用不同年份的市售白茶（白毫銀針和白牡丹）進行研究，發現年份白茶中的EPSF類成分的含量隨著貯藏年份的增長而增加，在1年、2～4年、＞4年的白毫銀針白茶組中，7種上述EPSF 類成分的平均總量分別為0.754、0.761、1.340 mg/g，在1年、2～4年、＞4年的白牡丹白茶組中，7 種上述EPSF 類成分的平均總量分別為1.009、1.028、1.930 mg/g，EPSF類成分的含量與白茶的貯藏年份間呈現強正相關性。此外，本課題組對在溫、濕度可控的人工氣候箱中對白牡丹白茶進行貯藏和定時取樣，發現這7種EPSF類成分的生成量與貯藏時間呈線性正相關，相關系數r=0.728～0.989。上述結果表明EPSF類成分是年份白茶的特征化合物，可作為白茶長時間貯藏的標志性化合物[3]。

EPSF類成分與其前體物質兒茶素類和茶氨酸含量成負相關[3]，對比不同年份不同花色白茶發現，不同年份白茶其兒茶素組成均以酯型兒茶素為主，兒茶素類總體含量隨著白茶貯藏年份的增加而呈降低趨勢[7-8]，茶氨酸含量變化也符合隨白茶貯藏年份增加而減少的趨勢[9]。

三、白茶貯藏過程中EPSF類化合物的形成機理

EPSF類成分的含量隨著白茶貯藏年份的增長而增加，表明貯藏時間是EPSF類成分形成的關鍵影響因素。根據相關文獻，結合實驗結果，推測年份白茶中EPSF成分的形成機理如下：茶氨酸首先發生Strecker降解，并進一步環化生成N-乙基-5-羥基-2-吡咯烷酮，然后與兒茶素共價結合形成N-乙基-2-吡咯烷酮取代的兒茶素類成分（圖2）。

為驗證以上推斷的年份白茶貯藏過程中EPSF類成分的形成途徑，本課題組以兒茶素類單體標樣與茶氨酸標樣在溶液中的化學反應進行模擬。結果發現S-EGCG-cThea 和R-EGCG-cThea 可由EGCG 標樣與茶氨酸標樣在溶液中化學反應制得，R-ECG-cThea 可由ECG 標樣與茶氨酸標樣在溶液中化學反應制得， S-EGC-cThea 和R-EGC-cThea 可由EGC 標樣與茶氨酸標樣在溶液中化學反應制得，S-EC-cThea 和R-EC-cThea 可由EC標樣與茶氨酸標樣在溶液中化學反應制得，且EPSF 類成分的生成量與反應時間成線性正相關。以上結果成功驗證了年份白茶的EPSF類成分是由白茶中最主要的兩類物質，即兒茶素類成分與茶氨酸發生化學反應形成。

圖1 年份白茶中發現的7個EPSF類成分的化學結構式[3]

圖2 白茶貯藏過程中EPSF類成分的形成機理

四、年份白茶與EPSF類成分保健功能研究進展

研究發現白茶具有抗氧化[10]、抗突變[11]、降血糖血脂[12]、抑制癌細胞活性[13]、減輕糖尿病引起的代謝紊亂[14]、保護肝臟[15]、降低膽固醇吸收[16]和治療胃潰瘍[17]等保健功能。如白茶抗炎效果的研究表明，白茶可以有效地抑制人類基質金屬蛋白（Matrix metalloproteinase 9，MMP-9）、彈性蛋白酶和P.gingivalis 膠原酶的活性，并且劑量依賴性地降低P.gingivalis 對口腔上皮細胞的依附以及口腔上皮細胞中致炎因子（IL-6、IL-8）的分泌，保護牙周組織[18]。白茶的乙醇提取物可以有效降低利血平誘導的胃潰瘍小鼠血清中致炎因子TNF-α、IL-6、IL-12、IFN-γ的含量，從而緩解胃潰瘍，進一步研究發現它是通過提高胃部閉合蛋白（Occludin）水平和降低p38蛋白的磷酸化水平實現的[17]。不同年份的白茶在生物活性和保健功效上具有一定的差異。何水平等[19]在不同年份白茶的抑菌實驗中發現黃酮類化合物具有較強的抑菌能力，其抑菌活性主要與黃酮芳香環上羥基數量和位置有關；隨著貯藏年份的增加，不同年份生產的白茶抑制腸道致病菌的效果隨著貯藏年份的增加呈降低趨勢。呂海鵬等[20]采用鐵還原抗氧化能力、DPPH、ABTS+，以及清除超氧陰離子自由基活性等4 種不同分析方法，檢測3 種花色種類不同年份白茶茶湯的體外抗氧化活性，發現貯存期為1～3年、3～6年、6～9年及以上的不同樣品之間的抗氧化活性能力之間無顯著性差異。

年份白茶中EPSF類成分的發現，可能可以為年份白茶的生物活性和保健功能增添新的解釋。如Wang等[4]在普洱茶中發現的EPSF類成分與兒茶素成分相比，其對過氧化氫誘導的人微血管內皮細胞損傷具有更好的保護作用，提示EPSF類成分可能具有抗心血管疾病功效。Li 等[6]發現EPSF 類成分可抑制晚期糖基化終末產物的形成，提示EPSF 類成分可能具有預防糖尿病發生發展的功效。Meng等[5]發現EPSF類成分具有明顯的體外抗氧化活性（DPPH、ABTS+實驗）及抑制乙酰膽堿酯酶活性的作用。未來更多關于EPSF類成分生物活性的研究，有可能揭開年份白茶的保健功效之謎。