绿茶久置后茶多酚含量变化对运动员身体机能的影响研究

作者: 杨芸菲

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茶叶中对健康最有利的成分是茶多酚,它是一种纯天然抗氧化剂,其抗氧化能力是维生素C的100倍、维生素E的20倍,不仅可以清除自由基、防癌抗癌、降血脂,还具有天然、高效、无副作用的属性。多酚类物质在包括烯活化键起到的活化作用的多个水平上起作用,导致线粒体效率提高,血流量增加,从而将更多的氧气输送至线粒体。多酚的关键功能是用新的线粒体代替受损的线粒体,由于线粒体向肌肉细胞提供85%-95%的能量,因此线粒体效率越高,运动表现就越好。

运动员的肌肉性能和能量代谢取决于多个方面,包括环境、饮食和运动强度等,同时运动员的身体在运动过程中会产生大量氧化反应,积累大量自由基,这些自由基会破坏细胞结构,损害运动员的身体健康。而饮用富含茶多酚的饮品,有助于帮助运动员恢复体能,解除疲劳,降低血液粘稠度,增加毛细血管的柔韧性。基于此,本文以GTE(绿茶提取物)中茶多酚的含量变化作为研究对象,在进行不同时间的久置后,比对哪种饮品与运动员增强抗氧化功能、提升耐力有关。

一、材料与仪器

1.材料与试剂。早春碧螺春(原产地四川成都);碳酸钠、甲醇、福林酚试剂(成都市科龙化工试剂厂),硫酸、盐酸、没食子酸等,均为国产分析纯。

2.仪器与设备。感量0.001g分析天平,北京赛多里斯天平有限公司;AUX-12A15型(升级版)电热开水壶,佛山市海迅电器有限公司,功率1500W,容量2.0L;BCD-278TAJ型电冰箱,青岛海尔股份有限公司;TU-1901双光束紫外可见分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司;1736R型离心机,韩国LRBOCENE;KSW-4D-11电阻炉温度控制器,上海实验电炉厂;Deer可控调温电炉,成都天星电器有限公司;电热恒温鼓风干燥箱,上海跃进医疗器械有限公司;磨碎机,九阳股份有限公司。

二、实验与方法

1.试剂与药品配制。(1)10%福林酚(Folin-Ciocalteu)试剂:将10mL福林酚(Folin-Ciocalteu)试剂转移到100mL容量瓶中,用水定容并摇匀(现配)。

(2)Na2CO3溶液(质量浓度7.5%):称取7.5g±0.01g的Na2CO3,加适量水溶解,转移至100mL容量瓶中,定容至刻度,摇匀(室温下可以保存一个月)。

(3)没食子酸储备溶液(1000μg/mL):称取0.110g±0.001g没食子酸(GA,相对分子质量188.14),于100mL容量瓶中溶解并定溶至刻度,摇匀(现配)。

(4)没食子酸工作液:用移液枪分别移取1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL的没食子酸标准储备溶液于100mL容量瓶中,分别用水定溶至刻度,摇匀,浓度分别为10、20、30、40、50μg/mL。

(5)碱式乙酸铅溶液:称取50g碱式乙酸铅,用100mL水溶解后冲泡过夜,取滤液备用。

(6)硫酸溶液(9mol/L):量取浓硫酸62.5mL,沿着烧杯壁缓慢加入水中,并且不停搅拌,直到溶液总体积为250mL为止。

(7)盐酸溶液(0.01mol/L):量取浓盐酸225μL,用水稀释至250mL。

2.试验茶样制备。(1)开水量取。将烧杯放在电子秤上,底部垫厚度为1cm的页岩砖,防止开水倾倒影响电子秤的准度。开水烧开至100℃,导入烧杯至100g,再将烧杯中的开水倾倒至盛放茶叶的150mL烧杯中。

(2)储存条件。新泡茶汤初次取样后放置15min左后,待茶叶降至常温,将第一组继续留在室温(20℃)阴凉处静置,第二组放入冰箱(0℃)储存,第三组放入水浴(40℃)锅中储存。其他条件不变,将茶汤静置4h、8h、12h,以待测量其中茶多酚的成分变化。

3.茶多酚含量测定。本实验参照《GB/T 8313-2008 茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》,并做出适当修改:由于本实验要求为久置茶汤中的茶多酚含量变化,因此省去浸提过程,改为模拟日常茶叶浸泡方法。

测定茶汤中的茶多酚含量时,用移液枪移取1mL茶汤试样于数个25mL刻度试管中,加入5mL的10%福林酚(Folin-Ciocalteu)试剂(现配),摇匀后静置3-8min使其充分反应。再加入4mL的Na2CO3溶液(质量浓度7.5%),定容后塞紧塞子摇匀,避光保存1h。最后用10mm比色皿,在765nm波长的条件下,用紫外分光光度计测定其吸光度(A)。做三组平行实验,根据没食子酸标线和公式计算茶多酚含量。

三、结果与分析

1.标准曲线。以没食子酸为标样建立标准曲线,如图1所示,标准曲线方程为:Y=0.01058X+0.07712,R2=0.9987,其中Y表示吸光度值(A),X表示没食子酸工作液浓度(μg/mL)。

2.茶叶称重。结果如表1所示。

3.新泡茶汤中茶多酚含量。散装早春碧螺春的茶多酚含量很高,原因是新制茶叶在贮藏过程中,部分茶多酚的氧化中间产物因为一时难以向一个方向进一步聚合,可溶性茶多酚含量回升趋势明显,之后随着湿度、温度和含水量的加大,茶多酚呈下降趋势。

4.久置茶汤放置4h、8h、12h后不同保存温度的变化特性。茶汤放置4h后,常温下茶多酚含量最低,在茶叶多酚氧化酶的作用下,酯型儿茶素氧化期间伴随着脱没食子和异构化过程,存在氧化脱没食子化反应。即使茶多酚浸出量相同,但在不同的保存温度下,室温下茶多酚被氧化量最大,因此检出茶多酚量最少。

茶多酚的浸出比率随着冲泡时间的延长、温度的升高而增大,且温度越高、时间越久,浸出比率越高。总体趋势是,冷藏和常温下的茶多酚含量低于两组高温储藏条件下的茶多酚含量。

从传质角度看,溶质从植物固相向液相进行扩散的两相间扩散传质过程就是植物功能成分的浸提过程。早春碧螺春比较特殊,茶多酚随时间的迁移而递增,其他三叶茶中多酚都在放置4h后有所增加,放置8h后略减少,放置12h后达到茶多酚含量的最高点。原因可能是早春碧螺春在杀青过程中,由于工匠技术纯熟,炒制过程的温度被严格控制,且时间短暂,化学变化并非充分,因此保留的茶多酚底物较多,在多酚氧化酶的作用效果和浸出速率的共同作用下形成了递增的效果。

另外,这三个时间段的茶多酚变化趋势较为一致。前4h,茶多酚含量增加,说明在冷藏条件下氧化反应不强烈,茶多酚溶出量较多被保留;4-8h期间,茶多酚含量减少,说明这期间茶多酚浸出速率(K)、活化能(E)、扩散系数(D)和分离常数(K)的综合作用没有茶多酚被氧化的作用效果明显;8-12h期间,茶多酚浸出速率(K)、活化能(E)、扩散系数(D)和分离常数(K)又起到主导作用,因此得到12h茶多酚含量最高的结果。

5.久置茶汤在常温条件下保存茶多酚随时间的变化趋势。由图2可知,在常温条件下,久置茶汤的茶多酚含量先增加,8h时增速略有减少,12h时总酚含量达到最高,说明浸泡时间的延长对久置茶的影响是有益的。原因可能是随着时间的增加,茶叶表面和内部的茶多酚越来越富集到茶水中,并且在4-8h的过程中与空气以及溶解在水中的氧化物质发生氧化反应而略有减少,8-12h的过程中反应速率减慢,茶多酚继续在茶汤中富集,最终达到最高点。

6.久置茶汤在40℃水浴条件下保存茶多酚随时间的变化趋势。由图3可知,茶多酚在8h后趋于稳定,提示GTE对疲劳状态下性能的潜在影响具有重要的实际应用价值。

四、结论

久置4h后茶多酚保持低温浸出较高,从常温到高温保存梯度条件下呈递增结果;久置8h后,早春碧螺春的茶多酚随放置温度递增而递增。

久置茶汤在冷藏条件下保存,茶多酚随时间的迁移递增,放置12h后达到茶多酚含量的最高点;久置茶汤在常温条件下保存,大体上是先增加,8h时略有减少,最后12h时总酚含量达到最高;久置茶汤在水浴条件下保存,茶多酚的含量变化趋势为持续增加。

因此,就茶多酚的含量来看,久置12h、水浴40℃条件下,茶水中的多酚含量较高,适宜运动员饮用。

作者简介:杨芸菲(1992-),女,新疆昌吉人,助教,硕士研究生,研究方向为运动营养。

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