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不同加工方式对茶叶风味物质和体外生物活性的影响研究

谢关华  
【摘要】:茶是世界上饮用历史最悠久的饮料,仅次于水。根据加工方式和风味特征的不同,茶叶可分为绿茶、白茶、黄茶、乌龙茶、红茶和黑茶。茶叶特征风味和生物活性受到很多因素的影响,包括茶树品种、生长条件、加工方法等。本研究以单一茶树品种——梅占(Camellia sinensis var.Meizhan)的鲜叶为原料,根据六大茶类典型工艺加工成茶。运用代谢组学和体外活性评价方法对六种茶的主要风味物质、体外抗氧化活性、对三种脂质代谢酶和α-葡萄糖苷酶的调节作用进行了研究,并进一步分析了它们之间的相关性,以此来探究不同加工方式对茶叶风味物质和生物活性的影响,以期为茶叶的生产以及通过改进加工方法来达到风味和生物活性的平衡提供依据。主要研究内容和成果如下:1.采用代谢组学技术对茶叶中的主要非挥发性成分进行了分析和比较,结果显示:随着鲜叶加工成不同种类的成茶,茶多酚含量显著降低,含量范围为133-238mg/g,儿茶素总量有不同程度的降低,而茶黄素含量呈现增加的趋势。绿茶中儿茶素以单体形式存在,在绿茶和黄茶中,(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯是含量最高的一种儿茶素组分,其次是(-)-表没食子儿茶素,但在红茶中没有检测到(-)-表没食子儿茶素。红茶中茶黄素总量最高,在不完全发酵茶(黄茶、乌龙茶和白茶)中,白茶的茶黄素总量最高,黑茶的茶黄素总量是所有茶中最低的。所有茶类的咖啡碱水平均无显著性差异,白茶中的氨基酸含量显著高于其他茶类。六大茶类中黄酮醇(苷)类的含量均较低,其在白茶、乌龙茶和黑茶中的含量略高于其他茶。红茶中的可溶性糖总量最高,其次是白茶,乌龙茶和黑茶中的含量较低,其他茶类间没有显著性差异。各样品中的有机酸含量以草酸、酒石酸、苹果酸和乙酸为主,不同茶类间存在较大差异,尤以乙酸在各类茶中的差异最大。通过正交偏最小二乘判别分析共筛选出有机酸总量、乙酸、(-)-表没食子儿茶素等9个变量,其含量变化对茶叶滋味的差异化形成起重要作用。2.通过计算各类茶中非挥发性化合物的滋味活度值(taste activity value,TAV)评价各化合物对成茶滋味的贡献度,以此来阐明不同茶类滋味形成的差异,结果显示:咖啡碱在各类茶中的TAV值没有明显差异,绝大多数苦味氨基酸的浓度在阈值以下,而各儿茶素组分的TAV值均较高,尤其是(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯,推测茶汤苦味的差异主要来源于儿茶素的浓度差异,不发酵或部分发酵茶中苦味属性化合物对滋味的贡献度要大于发酵茶。茶黄素类物质是儿茶素的主要氧化产物,带有明显的涩味属性,其在红茶中的TAV值显著高于其他茶类,推测对红茶滋味的贡献度要显著高于其他茶类。黄酮醇类物质具有明显的柔涩味,其在各茶类中的TAV值均较高。氨基酸类物质呈现多种滋味属性,但仅有部分氨基酸在白茶和红茶中的TAV值大于1,有助于白茶和红茶鲜甜滋味的形成。不同的加工方式通过影响滋味化合物的浓度来调控其滋味的形成,使得不同茶类具有明显不同的滋味特征。3.运用气相色谱质谱联用技术(gas chromatography–mass spectrometry,GC-MS)对六大茶类中挥发性化合物进行了检测,通过统计分析筛选每种茶的特有成分及关键变量,通过计算化合物气味活性值(odor activity value,OAV)和香气特征影响值(aroma character impact value,ACI)评价各挥发性化合物对成茶香气的贡献度,以此来探究六大茶类香气形成的差异。结果显示:除每种茶类的特有成分外,共筛选出(E)-橙花叔醇、苯甲醇、1-十五醇等10种化合物,其含量变化对茶类香气的差异化形成起重要作用。绿茶和白茶中呈现清花香属性的化合物在其香气构成中的比例较高,黄茶中青香、花香、果香化合物的比例较均衡,乌龙茶中呈现花香的化合物比例较高,红茶中花果香化合物占主要优势,黑茶中果香化合物的比例明显高于其他茶类。不同的加工方式通过影响挥发性化合物的组成和含量来调控六大茶类香气的形成,对茶叶香气有主要贡献的化合物多为六大茶类共有成分,各茶类香型差异的关键在于优势化合物的组成比例不同。4.对六大茶类的抗氧化活性、对脂代谢酶和糖代谢酶的调节作用以及与生物活性成分的相关性进行分析,结果显示:各类茶均表现出较强的抗氧化活性,活性高低与茶多酚或总儿茶素的含量呈显著正相关。抗氧化能力综合指数由高到低依次为绿茶、黄茶、乌龙茶、白茶、黑茶和红茶。此外,各类茶对胰脂肪酶(pancreatic lipase,PL)、3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase,HMG-COA还原酶)、卵磷脂胆固醇酰基转移酶(lecithin cholesterol acyltransferase,LCAT)和α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)均有抑制作用。茶叶对PL和α-葡萄糖苷酶的抑制作用与茶黄素总量呈显著正相关(r=0.863,r=0.857,p0.05),而对LCAT的抑制作用则与茶多酚含量呈显著正相关(r=0.902,p0.01)。白茶对α-葡萄糖苷酶的抑制作用最强,绿茶对HMG-COA还原酶的抑制率最高。


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