雅安藏茶的化学成分及生物活性研究进展
作者: 熊元元 王云 唐晓波 王小萍 李春华 刘晓 马伟伟 刘飞 张厅
摘要雅安藏茶是四川黑茶的一种,属后发酵茶,历史悠久,具有降脂、助消化、抗氧化及抗辐射等保健功效,是藏族人民的生活必需品。对雅安藏茶的主要化学成分及其生物活性的研究进行了综述,旨在为雅安藏茶进一步的研究指明方向。
关键词雅安藏茶;化学成分;生物活性;研究方向
中图分类号TS272文献标识码A
文章编号0517-6611(2022)13-0014-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.13.005
Research Progress on Chemical Composition and Biological Activity of Ya’an Tibetan Tea
XIONG Yuan-yuan,WANG Yun,TANG Xiao-bo et al(Tea Research Institute of Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu,Sichuan 610066)
AbstractYa’an Tibetan tea is a kind of dark tea in Sichuan Province,belongs to post-fermented tea with lose weight,improving digestion,antioxidant,anti-radiation and other health function.Ya’an Tibetan tea which has a long history of production and marketing is the daily necessity of the minority living in the Tibet region.In this paper,the research progress on volatile substances,non-volatile substances and biological activity of Ya’an Tibetan tea was reviewed,and the future research interests of Ya’an Tibetan tea were also discussed preliminarily.
Key wordsYa’an Tibetan tea;Chemical composition;Biological activity;Research direction
雅安藏茶(Ya’an Tibetan tea)是四川黑茶的一种,其加工工艺主要是以雅安产茶区产出的1芽5叶以内的新梢或绿毛茶为原料,经杀青、揉捻、干燥、渥堆等初制工艺形成黑毛茶,再通过整理、拼配、蒸压、干燥等精制工艺制成黑茶类产品,其品质特征为褐叶红汤、陈醇回甘[1],因产于雅安销往藏区而得名,历史悠久,是藏族人民的重要生活物资。过去雅安藏茶专销藏区,如西藏、青海、甘肃、甘孜、阿坝等地(州),近年不仅渐渐被全国接受,还走向了国际市场,远销尼泊尔、德国、日本、韩国、法国等地。据报道,2019年四川黑茶产量达2.7万t,占全国黑茶产量的7.1%[2-3],同时,在2019年茶叶推荐会上,“雅安藏茶”品牌价值评估高达18.45亿元,被誉为“最具资源力品牌”。近年,雅安藏茶原料逐渐向“成熟而较细嫩”的高中档原料方向发展,各级政府围绕“雅安藏茶”区域品牌,不断加大雅安藏茶的品牌打造,全速推进雅茶产业提档升级,努力扛起振兴川茶发展的大旗,力争将雅安打造为闻名全球的“中国藏茶城”[4]。
雅安藏茶加工工艺十分复杂,传统工艺初制十八道工序,加上精制和蒸压共计三四十道工序。近年,随着内销需求的不断增加,同时为满足“藏茶汉饮”的市场需求,各茶企对生产工艺进行不断改进。成品雅安藏茶的主要品质特征为干茶褐黑油润、茶汤红黄明亮、香气浓郁持久、滋味醇和悠长[5]。特定的区域、原料嫩度、加工工艺和微生物的参与等因素共同形成了雅安藏茶专属的风味特征和保健功效。笔者重点对雅安藏茶的化学成分及生物活性等方面的研究进行了综述,旨在为雅安藏茶进一步的研究指明方向。
1雅安藏茶的主要化学成分
1.1雅安藏茶的香气成分渥堆是黑茶香气成分与绿茶和红茶有很大差异的关键工序[6]。雅安藏茶以“陈香”为主[7],另外还有一些产品具有“油香”[8]。目前,科研工作者主要通过HS-SPME/GC-MS和SDE/GC-MS等技术手段对雅安藏茶香气成分进行研究,鉴定出了大量的香气成分,其主要物质有醇类、酯类、酮类、醛类、酸类、萜烯类、烷烃类化合物等,含量较高的香气成分有植醇、β-紫罗酮、氧化芳樟醇、棕榈酸、芳樟醇、香叶醇、紫罗兰酮类化合物(表1)。
郑鹏程等[9]对康砖茶的香气成分进行研究,认为康砖茶以酮类(α-紫罗酮、反-香叶基丙酮、β-紫罗酮)和醛类(己醛、壬醛)等香气成分为主。甘甜等[10]对雅安藏茶香气成分在贮藏中的变化进行研究,结果表明藏茶香气组分主要包括醇、醛、酮、酯、烯烃等物质,贮藏初期酮类物质含量较高,中期醛类物质凸显,后期含量较高的物质为酯类、烯烃类和芳香类物质,这可能是雅安藏茶“陈香”特质的主要贡献者。陈应娟[14]在四川黑茶品质形成研究中发现,萜烯类化合物、酮类、醇类和醛类等物质是形成雅安藏茶香气的主要成分。王华夫[7]、郑淑娟等[16]认为,黑茶“陈香”的品质特征主要是由萜烯醇类化合物提供。Nie等[17]通过香气活度值法(OAV)对四川黑砖和茯砖茶的香气进行研究发现,活度值最高的香气物质是β-紫罗酮,呈现“花香”。
1.2茶多酚及其氧化产物儿茶素是多酚类物质的主要成分,含量达70%~80%[15]。雅安藏茶中儿茶素单体组成及其含量的研究结果如表2所示,总体上以EGC、C、EC、EGCG、GCG和ECG等为主。儿茶素的氧化产物主要包括茶黄素(TF)、茶红素(TR)、茶褐素(TB),其中TB是形成黑茶品质的重要化学组分[20]。Wang等[21]研究证明,TB是普洱茶中含量最高的水溶性色素。徐甜[22-23]等对茶褐素组分进行研究发现,茶褐素富含多酚、多糖类、咖啡碱、氨基酸等物质,其中蛋白质和茶多糖在雅安藏茶茶褐素中的含量分别为461%和16.36%,占比较高,是雅安藏茶的重要生物活性成分之一。
1.3茶色素茶色素包括水溶性色素和脂溶性色素,其中水溶性色素是构成茶汤色泽的主体成分,主要包括茶黄素(TF)、茶红素(TR)、茶褐素(TB)三类,由儿茶素为主的多酚类化合物氧化衍生而来[24-25]。TF、TR和TB的含量在渥堆过程中均明显增加,尤以TR和TB增速较快;在干燥过程中TB的含量达到峰值[26]。以往主要通过感官审评对茶叶色泽进行评价,现在计算机视觉[27-28]、色差计[29-30]等仪器被广泛运用于茶叶色泽分析中,这些技术手段可在雅安藏茶的色泽表征分析中提供更加客观的评价参考。
1.4呈味物质茶叶呈现的风味大致可分为苦味、涩味和鲜爽味,其呈味物质分别为咖啡碱、花青素、儿茶素类,多酚类、黄酮类和游离氨基酸及部分络合物等[31]。雅安藏茶中主要水溶性成分及其含量的相关报道汇总如表3所示,这些物质对雅安藏茶的滋味的形成具有重要影响。近年来,代谢组学分析技术[36-37]及近红外分析技术[38]等在茶叶滋味物质分析鉴定中被广泛采用;同时,Dot值法也常用于评估茶汤中的水溶性物质对茶汤滋味的贡献度[39]。然而,这些先进的分析技术在雅安藏茶滋味物质研究中的应用鲜见报道。
1.5其他非挥发性成分茶多糖(TPS)是茶叶中具有特殊生物活性的一类结构复杂的糖蛋白复合物,能调节血脂水平,对降低甘油三酯及低密度脂蛋白的水平有显著作用[40],且制茶原料越粗老茶多糖含量越高。李解等[41]在雅安藏茶茶多糖保健功能研究中发现,TPS对辐射损伤小鼠的抗氧化功能和造血功能具有较好的保护作用,并存在一定的剂量效应。Chen等[42-43]研究表明,TPS还具有改善代谢综合征、调节肠道微生物平衡等作用。
咖啡碱可以通过抑制α-淀粉酶的活性,从而抑制餐后血糖水平的升高[44-45]。据报道,咖啡碱在雅安藏茶成品茶中的含量范围在1.99%~3.64%[46]。
矿质元素与人体健康息息相关[47]。巩发永等[48]研究发现,四川边茶中的Se、Mn、Zn、Mo、Cu 的含量分别为 1.94、2661、67.15、0.89、22.06 μg/g。茶叶中还含有丰富的维生素[49],但是,关于雅安藏茶中维生素类物质的相关研究鲜见报道。
2雅安藏茶品质形成及相关微生物
渥堆是雅安藏茶品质形成的关键工序。渥堆过程中微生物大量繁殖并分泌胞外酶,通过代谢途径改变茶叶生化成分的组成,从而形成雅安藏茶的特有品质。齐兰兰[50]在四川黑茶渥堆过程中酶活性、微生物及茶叶品质三者之间关系的研究中发现,多酚氧化酶在无菌渥堆茶样的第一次翻堆后就无法再检测出,而在正常渥堆茶样中活性较高,表明在正常渥堆过程中微生物分泌了新的多酚氧化酶。雅安藏茶整个渥堆过程中微生物种群数量有显著的变化,其中细菌和霉菌的数量呈先增后下降的趋势,渥堆中期达到高峰期(>105CFU/g),渥堆后期明显下降[51]。朱燕[52-56]等对雅安藏茶渥堆过程中的优势微生物进行分离鉴定(表4),发现不同研究从雅安藏茶中分离鉴定出的优势微生物并不一致,这可能是因为茶叶样品生产企业不同且加工工艺有差异而导致鉴定出的优势微生物有差异。目前,关于雅安藏茶微生物的研究主要集中在微生物分离鉴定及多样性研究方面,而微生物次级代谢产物与茶叶品质之间的相关性研究鲜见报道。
3雅安藏茶的生物活性研究进展
目前,雅安藏茶生物活性相关研究主要集中在降脂减肥、抗氧化、抗辐射等方面。
3.1降脂减肥吕晓华等[57]通过人体试饮试验发现,试验结束时受试者体重、血清甘油三酯、低密度蛋白胆固醇、血糖等显著下降(P<0.05),说明藏茶在减肥、降低血清甘油三酯、调节血糖等方面有明显的作用。朱佳妮等[58]采取低、中、高剂量3个梯度的藏茶对高脂动物模型干预30天后,发现试验大鼠的增重、体重、体脂质量及脂/体比均低于对照组。袁野等[59]通过雅安藏茶对脂质代谢紊乱大鼠模型进行6周灌胃试验发现,大鼠的体重、血脂水平、脂体比及腹腔脂肪湿重等指标经干预后均有显著性降低;大鼠脂肪细胞出现不同程度缩小的现象,表明雅安藏茶在减肥降血脂方面有一定成效。徐甜[22]在四川边茶茶褐素(TB)对高血脂模型小鼠血脂水平的影响试验中发现,四川边茶TB对降低高血脂小鼠的血脂水平和动脉粥样硬化指数有显著,从而认为四川边茶具有降血脂活性。
3.2抗氧化郭金龙等[60]对雅安藏茶抗氧化能力评价研究中指出,雅安藏茶清除超氧阴离子自由基和羟自由基的效果都优于常用的抗氧化剂,如维生素C、维生素E、BHA、BHT等。郭金龙[61]在雅安藏茶活性级分筛选和评价研究中得出,雅安藏茶的抗氧化效果显著优于人工抗氧化剂,尤以儿茶素级分和茶黄素(TF)级分抗氧化的效果最好。Zheng等[62]通过茶多酚(TPP)和茶多糖(TPS)抗氧化活性评价的研究揭示出,TPP和TPS清除自由基的能力均较强,比较分析得出TPP的抗氧化活性优于TPS。艾小钰等[63]对10种不同茶饮产品的抗氧化能力进行比较分析发现,在铁离子还原试验中,坨藏茶和康砖茶的总还原能力分别排在第二和第五;在对O2-·清除率的比较中得出,坨藏茶对O2-·的清除能力最强,达85.86%。袁野等[64]在雅安藏茶抗氧化作用的研究中,用雅安藏茶浓缩液对代谢紊乱大鼠进行6周干预后发现,试验大鼠的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和血清超氧化物歧化酶(SOD)的活性显著提高,而丙二醛(MDA)的含量有所降低,从而推测雅安藏茶可以增强脂质代谢紊乱大鼠的抗氧化能力。
3.3抗辐射李解等[65]建立60Coγ射线辐射损伤小鼠模型后,设置雅安藏茶低、中、高剂量组,连续灌胃小鼠15 d,发现雅安藏茶中剂量组能明显提高辐射损伤小鼠的外周血细胞含量,对脏器免疫器官的损伤具有一定的缓解作用。李解[66]用雅安藏茶茶褐素(TB)与茶多糖(TPS)提取物对60Coγ射线辐射损伤小鼠进行灌胃试验发现,TB和TPS对提高试验小鼠的外周细胞数量、肝组织T-AOC、T-SOD活性和股骨骨髓DNA含量均有显著作用,而肝脏MDA含量极显著降低,且随着茶褐素和茶多糖浓度的增加,其抗辐射效果越好;通过对比分析发现,茶褐素提取物的抗辐射效果要优于茶多糖提取物。许靖逸等[67]对雅安藏茶茶褐素防辐射作用的研究发现,TB对辐射损伤小鼠的淋巴细胞(LYM)、血小板(PLT)、白细胞(WBC)数量和SOD及过氧化物酶(CAT)活性有极显著提高,对小鼠胸脾等免疫器官的萎缩有明显缓解作用,且高剂量组TB效果最好。