金孝芳 賈尚智 石亞亞 曹丹 龔自明
摘 要 以26份湖北地方茶樹種質(zhì)資源為供試材料,采用高效液相色譜分析檢測其春、夏、秋茶中CG、ECG、GCG、EGCG等4種主要酯型兒茶素組分含量。結(jié)果表明,CG、ECG、EGCG和酯型兒茶素總量在不同季節(jié)中的平均含量順序?yàn)橄牟?春茶>秋茶,GCG的順序?yàn)榇翰?夏茶>秋茶;在春、夏、秋茶中,絕大部分茶樹種質(zhì)資源酯型兒茶素組分含量間表現(xiàn)出的變化趨勢為EGCG>GCG>ECG>CG。各茶樹種質(zhì)資源春、夏、秋茶中酯型兒茶素的變異系數(shù)在13.21%~36.99%之間,季節(jié)間的變輻較小,個體間的變幅較大。基于酯型兒茶素的年均含量聚類分析顯示,第2類群中CG和ECG含量高,第4類群中GCG和酯型兒茶素總量含量高。鄂茶7號、五峰310、五峰602、宣恩65等4個資源的夏茶和五峰108的夏茶、秋茶、年平均EGCG含量均在9.0%以上,可視為高EGCG茶樹種質(zhì)資源,可在今后育種和生產(chǎn)中加以利用。
關(guān)鍵詞 湖北;茶樹種質(zhì)資源;酯型兒茶素;EGCG;高效液相色譜
中圖分類號 S571.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A
茶樹中含有豐富的兒茶素,其含量一般為茶鮮葉干重的12%~24%,包括酯型兒茶素(復(fù)雜兒茶素)和非酯型兒茶素(簡單兒茶素),是茶葉中主要化學(xué)成分之一[1]。其中,酯型兒茶素所占比例最大,主要由兒茶素沒食子酸酯(CG)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)等4種組分組成。有研究表明,酯型兒茶素不僅是影響茶葉品質(zhì)好壞的關(guān)鍵因子之一[2-4],還具有抗氧化、防癌抗癌、降低血脂、除膽固醇、抑制細(xì)菌病毒、抗突變等保健功能[5-9]。目前,酯型兒茶素尚不能人工合成,茶樹是其唯一來源,因此,近年來國內(nèi)相關(guān)學(xué)者開展了高酯型兒茶素茶樹種質(zhì)資源的篩選研究[10-12]。湖北省種茶歷史悠久,境內(nèi)茶樹種質(zhì)資源十分豐富。本文通過對收集保存于湖北省茶樹種質(zhì)資源圃的26份湖北地方茶樹種質(zhì)資源中主要酯型兒茶素組分進(jìn)行系統(tǒng)分析,旨在了解各種質(zhì)資源中主要酯型兒茶素組分的含量,從而為湖北省地方茶樹種質(zhì)資源的開發(fā)和利用提供科學(xué)參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
以湖北省茶樹種質(zhì)資源圃中收集保存的26份湖北地方茶樹種質(zhì)資源作為供試材料(表1)。采摘各茶樹資源的春、夏、秋季一芽二葉新梢鮮葉,蒸青固樣,烘至足干,保存?zhèn)溆谩?/p>
CG(純度>98%)、ECG(純度>98%)、GCG(純度>98%)、EGCG(純度>98%)等4種酯型兒茶素標(biāo)準(zhǔn)樣品均購于國家標(biāo)準(zhǔn)品研究中心。乙腈和冰乙酸均為色譜純級試劑,水為娃哈哈純凈水。
1.2 方法
1.2.1 固樣方法 待鋁鍋中的水蒸汽大量逸出時(shí),投入茶鮮葉,平攤于蒸架上,加蓋蒸3 min,取出茶樣,平攤于竹篩上晾干,移入鼓風(fēng)干燥箱110 ℃烘6 min,取出置竹篩上攤涼5 min,再次移入鼓風(fēng)干燥箱80 ℃烘至足干,裝袋、封口,保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 試液制備方法 稱取0.50 g磨碎茶樣置于150 mL三角錐瓶中,加沸純凈水80 mL,立即移入沸水浴中浸提30 min;浸提完畢后,立即趁熱過濾并洗滌茶渣數(shù)次,濾液冷卻后定容至250 mL;搖均后,取一定量過0.22 μm微孔濾膜,待測。
1.2.3 色譜分析條件 色譜柱:Phenomenex Gemini C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相A:0.3%乙酸水溶液(v/v),流動相B:乙腈;流速:0.8 mL/min,檢測波長:278 nm,柱溫:30 ℃,進(jìn)樣量:20 μL。流動相梯度冼脫程序見表2。
1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 準(zhǔn)確稱取各酯型兒茶素標(biāo)準(zhǔn)樣品,溶于一定量的25%乙腈水溶液中,分別配制成不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,制作工作曲線。
1.2.5 定性定量方法 根據(jù)酯型兒茶素(CG、ECG、GCG、EGCG)標(biāo)樣及相對保留時(shí)間作為定性方法,以峰面積計(jì)算其含量。
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003、SPSS 16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同季節(jié)中酯型兒茶素含量分析
不同季節(jié)中酯型兒茶素含量的測試分析結(jié)果(表3)表明,酯型兒茶素含量變異幅度較大。CG含量春茶為0.37%~1.09%,夏茶為0.46%~1.51%,秋茶0.30%~0.97%,其春、夏、秋茶的平均含量順序?yàn)椋合牟?春茶>秋茶。ECG含量春茶為0.79%~2.39%,夏茶為1.40%~4.22%,秋茶為0.79%~2.60%,其春、夏、秋茶的平均含量順序?yàn)椋合牟?春茶>秋茶。GCG含量春茶為1.97%~4.59%,夏茶為1.66%~3.81%,秋茶為0.39%~3.07%,其春、夏、秋茶的平均含量順序?yàn)椋捍翰?夏茶>秋茶。EGCG含量春茶為4.39%~8.30%,夏茶為4.50%~10.63%,秋茶為3.99%~9.14%,其春、夏、秋茶的平均含量順序?yàn)椋合牟?春茶>秋茶。酯型兒茶素總量春茶為8.14%~13.74%,夏茶為9.97%~17.15%,秋茶為7.23%~14.17%,其春、夏、秋茶的平均含量順序?yàn)椋合牟?春茶>秋茶。在春茶中,各茶樹種質(zhì)資源酯型兒茶素組分含量間的變化趨勢為EGCG>GCG>ECG>CG;除夏茶中鄂茶2號、鄂茶10號等2份資源和秋茶中鄂茶2號、鄂茶6號、鄂茶10號等3份資源表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律(EGCG>ECG>GCG>CG)外,其余茶樹資源在夏、秋茶中酯型兒茶素組分含量間的變化趨勢也均為EGCG>GCG>ECG>CG。
夏茶中CG含量的變異系數(shù)最大,為36.99%,春茶中酯型兒茶素總量的變異系數(shù)最小,為13.21%,這表明參試茶樹種質(zhì)資源酯型兒茶素含量的變異系數(shù)均較大,且其變異系數(shù)的變幅范圍也較大。此外,CG、ECG、GCG、EGCG和酯型兒茶素總量在不同季節(jié)(春、夏、秋)間的變異系數(shù)變輻較小,但其個體間的變異系數(shù)變幅較大。
2.2 茶樹種質(zhì)資源中酯型兒茶素含量綜合評價(jià)
基于酯型兒茶素含量綜合評價(jià)的統(tǒng)計(jì)分析見表4,從表4可知,在26份地方茶樹種質(zhì)資源中,CG、ECG、GCG、EGCG、酯型兒茶素總量的3季(春、夏、秋)含量平均值變化范圍分別為0.39%~1.11%、1.05%~3.07%、1.93%~3.56%、4.49%~9.36%、8.69%~14.74%,各組分含量間的總體變化趨勢為EGCG>GCG>ECG>CG。各組分3季含量平均值的變異系數(shù)最大的是ECG含量,為29.66%,其次為CG、EGCG、GCG和酯型兒茶素總量,變異系數(shù)的變化范圍較大。
2.3 茶樹種質(zhì)資源中酯型兒茶素含量聚類分析
根據(jù)各茶樹種質(zhì)資源中CG、ECG、GCG、EGCG、酯型兒茶素總量等組分的3季含量平均值進(jìn)行聚類分析,可以將26份茶樹種質(zhì)資源聚分為4個類群(圖1)。第1類群包括HBW-1、HBW-2、鄂茶5號、五峰210、五峰211、鄂茶4號、五峰602、五峰310、鄂茶3號、五峰212、鄂茶6號、鄂茶8號、五峰401、賀勝1號、五峰107、鶴峰40、鄂茶1號等17份資源,第2類群包括鄂茶2號、鄂茶10號等2份資源,第3類群包括鄂茶9號、鶴峰6號、五峰115等3份資源,第4類群包括鶴峰15、宣恩65、鄂茶7號、五峰108等4份資源。依據(jù)聚類分析結(jié)果對各類群的酯型兒茶素組分進(jìn)行比較分析(表5),可以看出第2類群中CG和ECG含量高,第4類群中GCG和酯型兒茶素總量含量高;對于EGCG而言,第1類群和第4類群中均存在高EGCG茶樹種質(zhì)資源。
3 討論與結(jié)論
通過對26份湖北地方茶樹種質(zhì)資源中主要酯型兒茶素組分含量分析,CG、ECG、EGCG和酯型兒茶素總量的春、夏、秋茶平均含量順序?yàn)椋合牟?春茶>秋茶,而GCG的春、夏、秋茶平均含量順序?yàn)椋捍翰?夏茶>秋茶;除夏茶中鄂茶2號、鄂茶10號等2份資源和秋茶中鄂茶2號、鄂茶6號、鄂茶10號等3份資源的酯型兒茶素組分含量間表現(xiàn)出不同的變化趨勢(EGCG>ECG>GCG>CG)外,其余茶樹種質(zhì)資源在春、夏、秋茶中表現(xiàn)出的變化趨勢均為EGCG>GCG>ECG>CG;各資源中CG、ECG、GCG和EGCG的年平均含量間的總體變化趨勢也為EGCG>GCG>ECG>CG。此外,26份茶樹種質(zhì)資源春、夏、秋茶中CG、ECG、GCG、EGCG和酯型兒茶素總量的變異系數(shù)變化范圍為13.21%~36.99%,變異系數(shù)及其變幅范圍均較大,這表明湖北地方茶樹種質(zhì)資源在酯型兒茶素組分上存在著豐富的遺傳多樣性;CG、ECG、GCG、EGCG和酯型兒茶素總量在不同季節(jié)間的變異系數(shù)變輻較小,但個體間的變異系數(shù)變幅較大。根據(jù)各茶樹種質(zhì)資源中CG、ECG、GCG、EGCG和酯型兒茶素總量的年均含量進(jìn)行聚類分析,可以將26份茶樹種質(zhì)資源聚分為4個類群,第2類群中CG和ECG含量高,第4類群中GCG和酯型兒茶素總量含量高。對于EGCG而言,第1類群和第4類群中均存在高EGCG茶樹種質(zhì)資源。
EGCG是茶葉酯型兒茶素的核心組分,是茶葉功能性的關(guān)鍵因子之一。目前,EGCG尚不能人工合成,茶樹是EGCG的唯一來源,因此近年來國內(nèi)相關(guān)學(xué)者開展了高EGCG茶樹種質(zhì)資源的篩選研究工作[11-15]。對于茶樹新梢中EGCG含量需高達(dá)多少才可視為高EGCG特異性資源尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),林金科等[13]研究認(rèn)為含量超過13%的視為高EGCG資源,唐曉波等[15]研究認(rèn)為含量超過9%的視為高EGCG資源,而龔志華等[16]研究認(rèn)為含量超過7%的視為高EGCG資源。因此,本試驗(yàn)的26份湖北地方茶樹種質(zhì)資源中,鄂茶7號、五峰310、五峰602、宣恩65等4個資源的夏茶EGCG含量均在9.0%以上,五峰108的夏茶、秋茶及年平均EGCG含量也均在9.0%以上,這些資源可視為高EGCG資源,既可作為茶樹品質(zhì)遺傳改良的重要種質(zhì)資源,又可作為從茶樹鮮葉中直接提取EGCG的特異資源,這對于茶樹新品種選育、EGCG工廠化生產(chǎn)等方面都具有重要意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 宛曉春. 茶葉生物化學(xué)[M]. 第三版. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2003.
[2] 阮宇成. 茶兒茶素的組成與綠茶品質(zhì)的關(guān)系[J]. 園藝學(xué)報(bào), 1964, 3(1): 6-9.
[3] 黃建安, 施兆鵬, 施 英, 等. 烏龍茶 ‘巖韻 與 ‘音韻 的感官體驗(yàn)及化學(xué)特性[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 29(2): 134-136.
[4] 單虹麗, 杜 曉, 鄭曉娟. 蒙頂茶中的兒茶素及氨基酸分析[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 51(12): 2 576-2 579.
[5] Lin Y L, Juan I M, Chen Y L, et al. Composition of polyphenols in fresh tea leaves and associations of their oxygen-radical-absorbing capacity with antiproliferative actions in fibroblast cells[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1996, 44(6): 1 387-1 394.
[6] Yamane T, Nakatani H, Kikuoka N, et al. Inhibitory effects and toxicity of green tea polyphenols for gastrointestinal carcinogenesis[J]. Cancer Supplement, 1996, 77(8): 1 662-1 667.
[7] Tan X H, Hu D R, Li S R, et al. Differences of four catechins in cell cycle arrest and induction of apoptosis in LoVo cells[J]. Cancer Letters, 2000, 158(1): 1-6.
[8] Ikeda I, Imasato Y, Sasaki E, et al. Tea catechins decrease micellar solubility and intestinal absorption of cholesterol in rats[J]. Biochimica et Biophysica Acta, 1992, 1 127(2): 141-146.
[9] Wu C D, Wei G, Wilson M. Tea as a functional food for oral health[J]. Food Constituents and Oral Health: Current Status and Future Prospects, 2009: 396-417.
[10] 林金科, 陳榮冰, 陳常頌, 等. 高酯型兒茶素含量的茶樹資源篩選研究[J]. 茶葉科學(xué), 2005, 25(1): 30-36.
[11] 蔣 堃, 肖 斌, 余有本, 等. 陜南地區(qū)高EGCG茶樹資源篩選[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2010, 19(9): 193-197.
[12] 馬 玲, 劉本英, 宋維希, 等. 特異高表沒食子兒茶素沒食子酸酯茶樹資源的篩選[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 39(20): 12 061-12 063.
[13] 林金科, 鄭金貴, 陳榮冰, 等. 高EGCG含量的特異茶樹種質(zhì)資源的篩選與研究[J]. 作物學(xué)報(bào), 2005, 31(11): 1 511-1 517.
[14] 鄭紅發(fā), 黃亞輝, 黃懷生, 等. 高EGCG茶資源篩選及適制地域研究[J]. 福建茶葉, 2007, (2): 16-18.
[15] 唐曉波, 王小萍, 羅 凡, 等. 四川高EGCG茶樹資源篩選研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2011, 24(5): 1 665-1 668.
[16] 龔志華, 田 娜, 肖文軍. 茶樹優(yōu)異資源篩選研究[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004, 30(6): 576-578.