王　麗，葉乃興，鄭德勇，楊江帆，3，鄔齡盛（1.武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院，福建武夷山35300；.福建農(nóng)林大學(xué)茶葉科技與經(jīng)濟(jì)研究所；3.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院/茶學(xué)福建省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建福州35000；.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建福安355015）

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加工工藝對(duì)白茶、烏龍茶、紅茶生化成分及抗氧化活性的影響

王麗1，2，葉乃興2，3 *，鄭德勇2，楊江帆2，3，鄔齡盛4
（1.武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院，福建武夷山354300；2.福建農(nóng)林大學(xué)茶葉科技與經(jīng)濟(jì)研究所；3.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院/茶學(xué)福建省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建福州350002；4.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建福安355015）

摘要：選取丹桂、黃觀音和金觀音3個(gè)茶樹(shù)品種，分別加工成白茶、紅茶和烏龍茶3種茶類(lèi)，測(cè)定其主要生化成分，以及DPPH自由基和羥基自由基的清除能力，并采取綜合模糊評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)抗氧化能力與活性成分之間的關(guān)系。結(jié)果表明：茶樹(shù)品種間、茶類(lèi)間清除自由基的能力存在顯著差異，茶類(lèi)間的清除率順序?yàn)椋喊撞瑁緸觚埐瑁炯t茶，茶樹(shù)品種間自由基清除率的排列順序?yàn)椋狐S觀音＞金觀音＞丹桂；抗氧化綜合評(píng)價(jià)值與水浸出物、茶多酚和兒茶素組分成正相關(guān)，并且與茶多酚和EGCG差異顯著，體現(xiàn)了多酚類(lèi)物質(zhì)含量和抗氧化活性之間的量效關(guān)系。

關(guān)鍵詞：茶；加工工藝；品種；生化成分；抗氧化活性

茶葉中富含茶多酚和微量元素等多種對(duì)人體有保健和醫(yī)療作用的物質(zhì)[1]，醫(yī)學(xué)研究表明，茶多酚具有美白、抗氧化、抗輻射、抗癌、降血脂、延緩衰老、增強(qiáng)免疫等多種藥理功能[2，3]，尤其是兒茶素，約占茶多酚總量的80％，可以有效的清除氧自由基和脂類(lèi)自由基[4]，是一種理想的天然抗氧化劑[5]。4種兒茶素的濃度相同時(shí)，其O-2和OH清除率的大小順序?yàn)椋篍GCG＞ECG＞EGC＞EC[6]。茶葉中除多酚化合物外，維生素（如維生素C、維生素E）、茶氨酸、茶多糖、葉綠素以及類(lèi)胡蘿卜素等非多酚類(lèi)物質(zhì)亦具有抗氧化活性[7]。現(xiàn)代人的生活節(jié)奏越來(lái)越快，越來(lái)越多的人開(kāi)始步入亞健康狀態(tài)?，F(xiàn)代病大多與人體缺乏抗氧化物質(zhì)有關(guān)，而人體可以通過(guò)外源性補(bǔ)充其具有抗氧化作用的物質(zhì)來(lái)對(duì)這些疾病進(jìn)行預(yù)防與治療[8]。因此，多飲茶有利于防病抗衰。

不同茶樹(shù)品種間生化成分存在顯著差異，因種植地域、生長(zhǎng)環(huán)境、茶葉品種、加工工藝和沖泡方式的不同，茶葉的活性成分和含量也不盡相同，其清除自由基的能力也不相同。周金偉等[9]通過(guò)ORAC 和DPPH法測(cè)定綠茶、烏龍茶、紅茶及黑茶共16種茶葉體外抗氧化能力進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)：未發(fā)酵茶＞半發(fā)酵茶＞全發(fā)酵茶和后發(fā)酵茶，茶多酚化合物是茶葉的主要抗氧化物質(zhì)。楊皓彬等[10]通過(guò)水提法提取白茶茶多酚，測(cè)定清除DPPH、·OH自由基的能力IC50值分別為0.181μg/ ml和6.2μg/ml。陳金娥等[11]用DPPH法、水楊酸法、鄰苯三酚法研究紅茶、綠茶、烏龍茶等八種茶葉活性成分的抗氧化性，得出茶葉中多酚含量順序與其對(duì)自由基的清除能力大小順序一致：綠茶＞半發(fā)酵烏龍茶＞紅茶；多糖和多酚是不同種類(lèi)茶葉抗氧化作用的主要有效成分，綠茶的抗氧化作用主要來(lái)自茶多酚，紅茶的抗氧化作用主要來(lái)自茶多糖；同一種茶葉，一般情況下茶葉中多酚含量高于多糖的含量。多酚含量與茶葉發(fā)酵程度密切相關(guān)，發(fā)酵程度越大，茶多酚含量越低；茶葉提取物的抗氧化活性與茶多酚含量呈現(xiàn)良好的量效關(guān)系[12]。

本試驗(yàn)選取丹桂、黃觀音和金觀音3個(gè)茶樹(shù)品種，分別加工成白茶、紅茶和烏龍茶3種茶類(lèi)，研究同一個(gè)茶樹(shù)品種加工成的各個(gè)茶類(lèi)之間、不同茶樹(shù)品種加工成的同一茶類(lèi)之間生化成分之間的關(guān)系；通過(guò)對(duì)DPPH自由基和羥基自由基清除率的測(cè)定，來(lái)評(píng)價(jià)不同茶樹(shù)品種的抗氧化活性的差異，為茶葉生物活性物質(zhì)的進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

茶樹(shù)鮮葉于春茶期間采自福建農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所種質(zhì)資源圃，按一芽二、三葉標(biāo)準(zhǔn)采摘丹桂、黃觀音、金觀音3個(gè)品種的鮮葉，分別加工成白茶（萎凋48h→80℃烘干）；按一芽二葉標(biāo)準(zhǔn)采摘鮮葉，分別加工成紅茶（萎凋18h→揉捻1.0～1.5h發(fā)酵2.0～2.5h→80℃烘干）；按開(kāi)面采鮮葉分別加工成烏龍茶（曬青20min→晾青、做青8-12h→殺青2.5min260-300℃→包揉→70℃烘干），所有樣品粉碎過(guò)40目篩低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2主要試驗(yàn)儀器

高速冷凍離心機(jī)，VV-2800AH紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，高效液相色譜儀（四元梯度泵，DAD、FLD檢測(cè)器），HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，AL-104電子分析天平，DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，ORION 4-STAR臺(tái)式pH計(jì)。

1.3試驗(yàn)方法

茶湯制備參照GB/T 8304-2002；茶葉水分測(cè)定參照GB/T 8304-2002（120℃烘干法）；茶葉水浸出物的測(cè)定方法參照GB/T 8305-2002；茶多酚參照GB/T8313-2002法；黃酮參照GB/T8313-2002法[13]；游離氨基酸總量：參照GB/T8314-2002法；兒茶素組分測(cè)定方法參照GB/T8313-2008，采用參考文獻(xiàn)[14]的方法測(cè)定茶葉中游離氨基酸組分和茶葉抗氧化（DPPH法和羥基自由基法）。運(yùn)用模糊評(píng)價(jià)理論建立多因素綜合評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型[15]，以期對(duì)所測(cè)茶樹(shù)品種的抗氧化能力作綜合比較研究。

1.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用excel 2003和DPS7.05數(shù)據(jù)分析軟件。

2　結(jié)果與分析

2.1不同茶類(lèi)的主要生化成分含量比較

由表1可知，3種茶類(lèi)的水浸出物含量、茶多酚含量以及游離氨基酸含量的順序均為：白茶＞烏龍茶＞紅茶。水浸出物含量范圍為：37.02％～47.67％，平均為40.78％。3個(gè)品種白茶平均水浸出物含量顯著高于烏龍茶和紅茶，這可能是烏龍茶與紅茶在加工過(guò)程中發(fā)生部分氧化的結(jié)果。

表1　茶類(lèi)主要生化成分含量

茶多酚的含量范圍為：12.48％～23.29％，平均為：18.21％，這說(shuō)明多酚的含量不僅跟品種有關(guān)，還跟發(fā)酵程度有關(guān)，發(fā)酵程度越重，多酚物質(zhì)轉(zhuǎn)化的越多。游離氨基酸的含量范圍為：0.39％～3.21％，平均為1.45％。氨基酸含量的變化規(guī)律為依白茶、烏龍茶、紅茶依次減少，這與茶類(lèi)加工工藝的不同是分不開(kāi)的。

黃酮類(lèi)化合物的含量順序?yàn)椋杭t茶＞白茶＞烏龍茶。茶葉黃酮類(lèi)物質(zhì)的變化依紅茶、白茶、烏龍茶依次減少，與茶多酚的變化有別。不同茶類(lèi)黃酮類(lèi)化合物含量范圍為：4.91～12.77 mg/g，平均為：9.69 mg/g。

2.2不同茶類(lèi)的兒茶素組分含量比較

兒茶素分為酯型兒茶素（EGCG和ECG）和游離型兒茶素（EC和EGC），7種兒茶素組分在茶葉中含量（表2）的總體趨勢(shì)是：EGCG＞EGC＞EC＞ECG＞GC＞C＞GCG。酯型兒茶素總量（EGCG+ECG+GCG）均高于簡(jiǎn)單兒茶素總量（C+EGC+EC+GC）?？傮w上，不同茶類(lèi)兒茶素組分含量的排列順序?yàn)榘撞瑁緸觚埐瑁炯t茶，白茶約是紅茶的5.75倍。其中金觀音白茶最高，為13.27％，其次是黃觀音白茶，為12.65％，含量最低的是丹桂紅茶，為1.53％，含量最高的白茶約是含量最低的紅茶的8.7倍。兒茶素總量的遞減規(guī)律基本上與茶多酚的變化成對(duì)應(yīng)關(guān)系，說(shuō)明茶葉在加工過(guò)程中酶的氧化作用對(duì)茶多酚和兒茶素的影響是一致的。

表2　不同茶類(lèi)兒茶素組分含量（％）

表3　不同茶樹(shù)品種氨基酸組分含量（mg/g）

2.3白茶、紅茶和烏龍茶的游離氨基酸組分含量比較

氨基酸是構(gòu)成茶葉滋味和香氣的重要物質(zhì)，此次共檢測(cè)出18種氨基酸，其中，6種為人體必需氨基酸。同種茶葉中氨基酸含量最高的是茶氨酸，約占游離氨基酸總量的55.85％～79.09％，可見(jiàn)茶氨酸在眾多游離氨基酸中起主導(dǎo)作用，可作為茶樹(shù)品種鑒定的重要指標(biāo)。含量最少的為甘氨酸和纈氨酸，其中甘氨酸所占比例約為0.10％～0.37％。不同茶樹(shù)品種中氨基酸總量（表3）存在較大的差異，其中，丹桂品種加工成的各茶類(lèi)總量最低，黃觀音品種加工的茶類(lèi)含量最高，黃觀音的氨基酸含量大約是丹桂的1.74倍。不同茶類(lèi)間氨基酸含量也存在很大差異，3個(gè)品種加工而成的成茶均以白茶氨基酸含量最高，紅茶所含氨基酸含量最低，3種茶類(lèi)的氨基酸總量變化范圍為13.25～41.73mg/g。這說(shuō)明加工工藝和品種的不同是構(gòu)成游離氨基酸組分含量差異的主要原因，也是形成各茶類(lèi)獨(dú)特的香氣和滋味的物質(zhì)基礎(chǔ)。

γ-氨基丁酸茶[16]具有顯著的降血壓效果，日本茶業(yè)界制定γ-氨基丁酸茶的GABA含量在150mg/100g以上的茶葉，日本曾經(jīng)通過(guò)N2厭氧處理鮮葉按一般茶葉加工法可使GABA含量由30mg/100g增至200mg/100g。3個(gè)品種在加工的3種茶類(lèi)中，γ-氨基丁酸分別表現(xiàn)出不同的含量，含量最高的為黃觀音白茶，為0.81mg/g，說(shuō)明這3個(gè)品種通過(guò)相應(yīng)的前期處理，有可能開(kāi)發(fā)出高γ-氨基丁酸茶。

2.4白茶、紅茶和烏龍茶的抗氧化性比較

2.4.1白茶、紅茶和烏龍茶清除DPPH自由基的能力

（1）不同茶類(lèi)清除DPPH自由基的能力

茶葉中的多酚類(lèi)、黃酮類(lèi)化合物、VC、VE，甚至一些微量元素如Zn、Mn等都具有一定的抗氧化作用。不同茶類(lèi)清除DPPH自由基能力差異很顯著。茶類(lèi)間清除率順序?yàn)椋喊撞瑁緸觚埐瑁炯t茶，3個(gè)品種白茶平均清除DPPH的IC50值為2.72，顯著高于烏龍茶和紅茶，清除率最高的為金觀音白茶和烏龍茶。茶類(lèi)清除率的順序變化與茶多酚和兒茶素的含量變化相一致。

表4　不同茶類(lèi)抗氧化綜合評(píng)價(jià)值

（2）清除DPPH自由基能力的方差分析

對(duì)3個(gè)品種加工成的3種茶類(lèi)清除DPPH自由基能力進(jìn)行方差分析（表5），結(jié)果表明，茶類(lèi)間、品種間、茶類(lèi)×品種間的交互作用對(duì)清除DPPH自由基能力均達(dá)到極顯著水平。結(jié)合表4，各品種茶類(lèi)清除DPPH自由基能力的分析知，金觀音白茶和烏龍茶的抗氧化性較高，說(shuō)明金觀音在其保健功效上的適制性較廣，從保健功效上看，多喝白茶更有益。

表5　不同茶類(lèi)清除DPPH自由基能力的方差分析

2.4.2白茶、紅茶和烏龍茶清除羥自由基的能力

（1）不同茶類(lèi)清除羥自由基的能力

羥自由基能力清除率最高（表4）的是黃觀音白茶91.86％，其次是烏龍茶84.43％，丹桂紅茶最低為36.93％。3個(gè)品種白茶平均清除羥自由基能力為73.04％，顯著高于紅茶與烏龍茶?？傮w上，茶類(lèi)的清除率順序均為：白茶＞烏龍茶＞紅茶。

（2）清除羥自由基能力的方差分析

對(duì)丹桂、金觀音和黃觀音分別加工成的白茶、紅茶和烏龍茶清除羥自由基能力進(jìn)行方差分析（表6），結(jié)果表明，茶類(lèi)間、品種間以及茶類(lèi)×品種間的差異均達(dá)到極顯著水平。結(jié)合表4知，黃觀音品種清除羥自由基的能力最強(qiáng)，其中其在抗氧化方面更適合加工成白茶和烏龍茶；3個(gè)品種加工成的白茶與烏龍茶和紅茶清除羥自由基的能力均較強(qiáng)，所以多喝白茶和烏龍茶更能有效的利用茶葉中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

表6　對(duì)不同茶類(lèi)清除羥自由基能力的方差分析

2.5白茶、烏龍茶和紅茶抗氧化活性的綜合模糊評(píng)價(jià)

利用DPPH法和羥自由基法對(duì)3個(gè)不同茶樹(shù)品種的抗氧化能力進(jìn)行測(cè)定，運(yùn)用模糊評(píng)價(jià)理論對(duì)所測(cè)茶樹(shù)的抗氧化能力作綜合比較研究，計(jì)算結(jié)果（表4）表明，按照不同方法測(cè)得茶類(lèi)的清除自由基的能力不同，可能是因?yàn)榧庸すに嚥煌斐稍诩庸み^(guò)程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化不同；不同茶類(lèi)中清除自由基的主要物質(zhì)的作用機(jī)理和含量的多少導(dǎo)致其抗氧化能力的差異。綜合兩種方法測(cè)定的抗氧化能力的結(jié)果，清除自由基的能力均最強(qiáng)的是黃觀音白茶。綜合品種的抗氧化活性，排列順序?yàn)椋狐S觀音＞金觀音＞丹桂。而對(duì)于茶類(lèi)來(lái)說(shuō)，綜合抗氧化能力排序?yàn)椋喊撞瑁緸觚埐瑁炯t茶。從保健功效上看，喝白茶的抗氧化效果更好；從風(fēng)味品質(zhì)和保健功效上看，多喝白茶和烏龍茶，既能品味到茶葉的不同風(fēng)味，又能充分利用茶葉的功能成分。

2.6白茶、烏龍茶和紅茶的抗氧化綜合評(píng)價(jià)值與其生化成分的相關(guān)性

3種茶類(lèi)的抗氧化綜合評(píng)價(jià)值與茶多酚含量的線性關(guān)系方程式為y = 0.131x - 1.2373，R2= 0.7909，與黃酮類(lèi)化合物的線性關(guān)系方程式為y =-0.152x + 2.6193，R2= 0.5616，表明這3種茶類(lèi)的抗氧化性與茶多酚和黃酮類(lèi)化合物有一定相關(guān)性，但線性相關(guān)不顯著。與氨基酸含量的關(guān)系，結(jié)果表明兩者的相關(guān)性較低（y = 0.0325x + 0.6755，R2= 0.3215），說(shuō)明氨基酸在清除自由基時(shí)不是直接參與抗氧化的過(guò)程。同時(shí)進(jìn)一步表明本試驗(yàn)測(cè)定的茶類(lèi)抗氧化的主要成分不僅是多酚類(lèi)物質(zhì)，可能還存在其他具有抗氧化作用物質(zhì)（如維生素、茶多糖等）的協(xié)同作用。

3　討論

3.1茶葉生化成分與茶類(lèi)的關(guān)系

茶葉在加工過(guò)程中，各種活性成分在微生物的作用下發(fā)生了很復(fù)雜的變化，這是形成茶葉湯色、滋味和香氣成分的主要原因，白茶和烏龍茶中的茶多酚顯著高于紅茶，這與文獻(xiàn)[17]中白茶多酚含量變化較小、紅茶茶多酚含量至少降低40％以上一致，這主要因?yàn)轷r葉在萎凋時(shí)多酚氧化酶和過(guò)氧化物酶活性提高，多酚類(lèi)物質(zhì)發(fā)生緩慢氧化，其含量逐步降低[16]，而紅茶除了呼吸作用消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，發(fā)酵過(guò)程中也可能轉(zhuǎn)化成不溶性的大分子物質(zhì)，所以其多酚物質(zhì)分解更多。兒茶素總量的變化按烏龍茶、白茶和紅茶呈現(xiàn)依次遞減的變化規(guī)律，以紅茶減少量最多，這是由于兒茶素的部分氧化和異構(gòu)化使其總量減少，兒茶素總量的變化趨勢(shì)基本上與茶多酚的變化成對(duì)應(yīng)關(guān)系，這說(shuō)明茶葉在加工過(guò)程中內(nèi)源酶的活性對(duì)茶多酚和兒茶素的影響是一致的。

氨基酸是茶葉的呈味物質(zhì)，與茶葉的香氣成分的形成分不開(kāi)，茶葉中的氨基酸含量以白茶最高，烏龍茶次之，紅茶最低。葉乃興等[16，18]對(duì)白茶的品種茸毛的生化特性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，茶樹(shù)嫩梢的茸毛具有高氨基酸含量和低酚氨比特性。加工工藝的不同，對(duì)不同茶類(lèi)的茸毛破壞程度不同，白茶較好的保留了茶葉茸毛；另外，白茶萎凋時(shí)水解酶活性增強(qiáng)，一些低分子蛋白質(zhì)和多肽類(lèi)酶促水解為氨基酸，有利于氨基酸的形成和積累；而紅茶在發(fā)酵過(guò)程當(dāng)中酶的氧化使氨基酸降解、同時(shí)氨基酸與兒茶素氧化成的醌結(jié)合成易揮發(fā)的醛類(lèi)而減少較多。

茶葉黃酮類(lèi)物質(zhì)的變化依紅茶、白茶、烏龍茶依次減少，與茶多酚的變化有別，這與楊偉麗[19]等研究結(jié)果相一致，這可能與加工過(guò)程中影響黃酮和多酚含量變化的主要機(jī)制不同有關(guān)。

3.2茶葉抗氧化綜合評(píng)價(jià)值與主要生化成分的關(guān)系

3種茶類(lèi)抗氧化綜合評(píng)價(jià)值與水浸出物、茶多酚和兒茶素組分成正相關(guān)，并且與茶多酚和EGCG差異顯著，與黃酮類(lèi)物質(zhì)和GCG差異不顯著。說(shuō)明不同的酚類(lèi)具有不同的結(jié)構(gòu)和量效關(guān)系，從而具有不同的抗氧化作用[20]；另一方面，抗氧化劑之間具有協(xié)同作用（相互增效），即使是同一茶樹(shù)品種，由于加工工藝不同造成茶葉的主要抗氧化物質(zhì)含量也不同；由于品種間的差異，即使采用相同的加工工藝制成的茶類(lèi)之間的抗氧化效果也是不同的。另外，由于本實(shí)驗(yàn)只測(cè)定了抗氧化能力與茶多酚、兒茶素、黃酮和氨基酸之間的關(guān)系，而茶多糖[11]是紅茶的主要抗氧化物質(zhì)，所以對(duì)于紅茶的抗氧化功效還需做進(jìn)一步的研究探討。

3.3茶葉抗氧化活性與茶類(lèi)的關(guān)系

茶葉中茶多酚和兒茶素組分的含量高低總體上與其對(duì)自由基的清除能力大小順序相一致，茶類(lèi)抗氧化的高低順序?yàn)椋喊撞瑁緸觚埐瑁炯t茶，這也進(jìn)一步證實(shí)了茶多酚是茶葉中主要的抗氧化物質(zhì)，與陳金娥[11]等的研究相一致。茶多酚抗氧化的作用機(jī)理[21]是由于其分子結(jié)構(gòu)上含有非常多的羥基，酚羥基具有較活潑的羥基氫，能夠爭(zhēng)奪活性氧，同時(shí)茶多酚分子抗氧化后生成的新的酚型化合物，繼續(xù)具有抗氧化功能。紅茶在發(fā)酵過(guò)程中多酚類(lèi)物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈的氧化、偶聯(lián)作用，酚羥基數(shù)量減少較多，抗氧化能力相應(yīng)降低，而半發(fā)酵的烏龍茶多酚物質(zhì)含量介于白茶和紅茶之間，體現(xiàn)了多酚類(lèi)物質(zhì)含量和抗氧化之間很好的量效關(guān)系。

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*通訊作者：葉乃興，教授，碩士，E-mail：ynxtea@126.com。

作者簡(jiǎn)介：王麗（1984-），女，武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院茶學(xué)助教，碩士，主要從事茶葉品質(zhì)化學(xué)與資源利用研究。E-mail：421966141@163.com。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31270735）和福建省科技廳產(chǎn)學(xué)研重大專(zhuān)項(xiàng)資助（2013N5009）