何水平，郭春芳，2，孫 云

(1.福建農(nóng)林大學園藝學院，福建 福州350002;2.福建教育學院，福建 福州350001)

茶葉中的有機酸作為一種水溶性物質，是茶葉香氣和滋味的主要成分之一，約占其干物質總量的3%左右［1］。有機酸參與茶樹的新陳代謝，在一些水解及氧化反應中常為碳水化合物分解的中間產(chǎn)物。目前對茶葉中有機酸組分與含量、代謝特點及其與茶葉品質的相關性研究較少。本文系統(tǒng)闡述了茶葉中有機酸的測定方法、保健功效及其對茶葉品質的影響，分析了有機酸主要分析方法的原理及優(yōu)缺點，以期為今后有機酸的研究提供依據(jù)。

1 茶葉中有機酸的組成

廣義上含有羧基的有機化合物均被稱為有機酸，但從茶葉化學成分的測定角度來看，有機酸又有不同的劃分歸類，如氨基酸是蛋白質的基本組分之一;綠原酸和沒食子酸則劃歸于多酚類物質;抗壞血酸為維生素的一種;而乙酸、丁酸和己烯酸則被歸類于易揮發(fā)的化合物［2］。因此，可將茶葉中的有機酸分為兩大類:(1)二元羧酸和羥基多元羧酸，如琥珀酸、檸檬酸、酒石酸、枸櫞酸、烏頭酸等;(2)含有環(huán)狀結構的脂肪酸，如奎尼酸、莽草酸、乙烯酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、戊酸等［3］。譚和平等［4］研究表明，茶葉中含有近30 種的有機酸，有些是香氣成分，如乙烯酸;有些自身無氣味，但可經(jīng)氧化轉變?yōu)橄銡馕镔|，如亞油酸等;有些是良好的香氣吸附劑，如棕櫚酸。

2 茶葉中有機酸的測定方法

有機酸是茶湯香氣和呈味物質的重要成分之一。目前，茶葉中有機酸測定方法主要包括酸堿滴定法、原子吸收法、氣相色譜法、離子交換色譜法、高效毛細管電泳法、高效液相色譜法等。

2.1 酸堿滴定法

酸堿滴定法是利用酸堿反應進行總量測定的方法［5］。該測定法是根據(jù)pH 指示劑的顏色變化來確定滴定終點，但茶葉的水提液或醇提液的顏色往往較深，因而會對滴定終點的確定造成較大誤差。酸堿滴定法雖然便捷但靈敏度低，且無法對有機酸的組分進行測定。

2.2 原子吸收法

原子吸收法多用于測定茶葉中的草酸含量，其原理是通過對樣品浸提液中的多酚類化合物進行沉淀分離，并用氨水進行中和反應，利用Ca2+緩沖液將樣品溶液中的草酸根沉淀為草酸鈣，最后用原子吸收法測出Ca 的含量，即可計算出草酸含量。尹方［2］利用該方法測定出紅茶和綠茶樣品中草酸根含量均為0.1 mg·g－1。

2.3 氣相色譜法

氣相色譜法是根據(jù)樣品各組分在固定相和流動相之間的分配系數(shù)的差異進行分離。當汽化后的試樣進入色譜柱時，其組分就在固液兩相間進行多次分配，分配系數(shù)小的組分能較快地從色譜柱末端流出，從而達到分離的目的。Wipawee et al［6］使用氣相色譜法測定日本綠茶中6 種有機酸的含量，包括草酸、莽草酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、奎尼酸，各有機酸組分的保留時間均為5 －12 min。

氣相色譜法雖然能夠對有機酸進行定性定量分析，但難以分析分子量大的有機酸，且分離前需要對有機酸進行復雜的衍生化處理，以增加其揮發(fā)性，因而導致繁瑣費時、回收率低等。

2.4 離子交換色譜法

離子交換色譜法是根據(jù)待分離組分與固定相之間發(fā)生離子交換的能力差異來實現(xiàn)分離。張光軍等［7］通過離子交換色譜法測定綠茶中有機酸和無機陰離子的含量。Innocenzo et al［8］利用銅修飾電極——陰離子交換色譜法，通過簡單的樣品處理，測定了茶葉中的酚酸及有機酸。Ding et al［9］也利用該方法測定茶葉中的蘋果酸、檸檬酸、酒石酸及琥珀酸，各組分的檢出限在0.48 －1.34 mg·L－1之間。Alcazar et al［10］使用陰離子交換色譜法測定出黑毛茶含0.57 mg·g－1蘋果酸、2.34 mg·g－1檸檬酸及83.97 mg·g－1琥珀酸。

由于特殊的淋洗液和柱填料的使用，離子交換色譜法對檢測樣品的蛋白質含量有嚴格要求，對于成分復雜的樣品分析難度較大，且樣品中大量無機陰離子與有機酸同時存在時，該方法對低分子量有機酸的檢測難度也會有所增加。

2.5 高效毛細管電泳法

高效毛細管電泳法是以毛細管為通道，高壓電場為驅動力，利用樣品中各組分間電泳的差異來完成分離的技術。該方法包含6 種操作模式，即毛細管區(qū)帶電泳、毛細管電色譜、毛細管凝膠電泳、毛細管等電聚焦、毛細管等速電泳和毛細管膠束電泳。其中，毛細管區(qū)帶電泳法應用最多，該電泳法是利用電解質在電場中具有不同的電泳淌度來實現(xiàn)分離的。Hideki et al［11］使用該方法對樣品進行簡單的前處理，分離出茶湯中的奎尼酸、檸檬酸、草酸及蘋果酸，回收率高達97% －105%。

高效毛細管電泳法具有分離效率高、樣品用量少及操作簡便易行等優(yōu)點，但該方法在重現(xiàn)性方面仍存在不足。

2.6 高效液相色譜法

高效液相色譜法是依據(jù)樣品在兩相中流動時，由于各組分在高效液相色譜儀的兩相中具有不同的分配系數(shù)，經(jīng)過反復吸附—解吸的分配，各組分物質在移動速率上產(chǎn)生的差異較大，從而達到分離的效果。丁玲等［12］建立了一種利用高效液相色譜測定緊壓茶中草酸、α-酮戊二酸、D-蘋果酸、L-蘋果酸、乳酸、乙酸、檸檬酸、琥珀酸、丙酮酸、抗壞血酸等10 種有機酸的方法，該方法有機酸添加回收率達92.5% －101.3%，相對標準差0.62% －2.73%。Jayabalan et al［13］使用高效液相色譜法測定了發(fā)酵茶中的乙酸、葡糖醛酸、乳酸、檸檬酸，該方法操作簡便易行，回收率達到90.5%以上。袁玲等［14］利用高效液相色譜分析方法測定出茯磚茶樣品中草酸、抗壞血酸、α-酮戊二酸、檸檬酸、蘋果酸、富馬酸、乳酸、琥珀酸、酒石酸、丙酮酸、乙酸等11 種有機酸組成與含量，回收率達90.12% －105.74%，相對標準差＜1.80%。陸敏等［15］運用高效液相色譜法測定出綠茶中的7 種有機酸，包括檸檬酸、DL-蘋果酸、草酸、酒石酸、丁二酸、抗壞血酸、乳酸，這些有機酸分離效果良好，且回收率達95.6% －102.5%。

與上述幾種方法相比，高效液相色譜法具有操作簡易、分離效果較好、重現(xiàn)性高等優(yōu)點，是近幾年檢測有機酸較為廣泛的方法。

3 有機酸對茶葉品質的影響

茶葉中有機酸含量雖僅為干物質總量的3%，卻影響著茶樹體內(nèi)的物質形成與轉化。且有機酸作為一些水解和氧化反應過程中碳氫化合物分解的中間產(chǎn)物，對茶湯香氣與滋味的形成有較大影響。

趙和濤［16］研究表明，紅茶經(jīng)過萎凋、揉捻、發(fā)酵等加工工序后，有機酸總量呈增長趨勢，如草酸、琥珀酸、蘋果酸等有機酸，鮮葉中含量為1.44%，萎凋葉中含量為1.51%，揉捻葉中含量為1.72%，直至干燥時才有所降低。另外，紅茶加工過程中大多數(shù)的羧酸類芳香物質含量表現(xiàn)出增長態(tài)勢［16］，特別是構成祁門紅茶特殊香氣的月桂酸等芳香物質呈大幅度增加，這對祁門紅茶香氣的形成具有重要作用［17］。呂連梅等［18］對紅茶萎凋和發(fā)酵工藝的研究發(fā)現(xiàn)，茶葉中不飽和脂肪酸會氧化降解為具有揮發(fā)性的小分子醛、酮、酸等物質，從而構成發(fā)酵茶類的香氣組分。

在茶葉儲藏過程中，有機酸種類與含量的變化對茶葉香氣和滋味產(chǎn)生不同程度的影響。謝嬌枚等［19］對祁門紅茶進行品質分析發(fā)現(xiàn)，在長時間的存放過程中，祁門紅茶的酸類物質總量呈增加態(tài)勢，但各有機酸組分含量均有所改變，如草酸、乙酸等物質含量為增加趨勢，而檸檬酸下降到0.29%，其含量的降低對茶湯滋味的影響相關性較大。謝嬌枚［20］對黑毛茶存放中品質的變化研究發(fā)現(xiàn)，黑毛茶樣中的有機酸總含量在17.18 －22.34 mg·g－1之間，在存儲過程中各有機酸組分含量呈波浪狀，無明顯規(guī)律。有機酸是茶葉香氣形成的主要成分之一，其中脂肪酸影響著茶葉香氣組分的形成。一方面是由于一部分脂肪酸自身具有一定的香氣，是構成茶葉芳香物質的組分，如乙酸、正丁酸等;另一方面是由于茶葉中的亞麻酸、亞油酸等氧化降解可生成己烯醇和己烯醛等芳香物質［21］。隨著茶葉貯藏時間的延長，其脂類化合物會水解成游離脂肪酸，在茶葉“沖泡”過程發(fā)生氧化降解，產(chǎn)生霉味或腐敗味［22］。在較高溫度、強光照和有氧的貯藏條件下，茶葉中的脂類化合物將進一步水解氧化分解，產(chǎn)生具有揮發(fā)性的小分子醛、酮、醇等成分［23］，這是茶葉陳化或劣變的主要原因之一。吳小崇［24］研究發(fā)現(xiàn)，隨著綠茶貯藏時間的延長，其品質呈現(xiàn)出下降趨勢，其中月桂酸、亞麻酸、棕桐酸等物質與茶葉香氣呈正相關，而硬脂酸、油酸等表現(xiàn)為負相關。

4 茶葉中有機酸的保健功效

有機酸有助于茶多酚激活α-淀粉酶、胰蛋白酶的酶活性，從而促進蛋白質和淀粉的消化吸收［25］。丁玲［26］研究發(fā)現(xiàn)，在不影響脂肪吸收的情況下，茯磚茶中的兒茶素和有機酸相互作用能夠增強人體對淀粉和蛋白質的消化吸收能力。茯磚茶在渥堆過程中能夠產(chǎn)生豐富的具有調(diào)節(jié)人體腸胃道功能的有機酸［27］。吳香蘭［28］研究了黑茶對改善小鼠胃腸道功能發(fā)現(xiàn)，黑茶發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量的有機酸，降低了胃腸道內(nèi)的酸度值，從而抑制胃腸道致病菌的生長繁殖。翁蔚等［29］發(fā)現(xiàn)云南黑茶和綠茶的酵母發(fā)酵液中含有大量有機酸，其對腸道乳酸桿菌具有較高的激活作用。可以推測飲用富含有機酸的黑茶對調(diào)節(jié)人體胃腸道功能具有一定的效用。袁玲等［14］認為茯磚茶渥堆、發(fā)花工序中產(chǎn)生的大量有機酸對茯磚茶品質形成有很大影響，且有機酸的產(chǎn)生與微生物菌群密切相關，通過測定茯磚茶中有機酸的種類推測微生物菌群，對探明茯磚茶對人體消化系統(tǒng)的作用具有重要意義。此外，研究還發(fā)現(xiàn)較高濃度的有機酸可以幫助兒茶素在人體中的吸收，具有提高茶多酚抗氧化性能和調(diào)節(jié)婦女生理周期、緩解關節(jié)疼痛等生理功能［30－33］。

5 展望

有機酸是茶葉品質成分的重要組成部分。目前，國內(nèi)外對有機酸的研究主要側重于測定方法上，有關有機酸與茶葉品質的相關性還未做出系統(tǒng)研究，且有機酸保健功效的研究主要為黑茶茶類。筆者認為對茶葉中有機酸的研究可從以下幾個方面入手。(1)目前，茶葉中有機酸的分析測定方法存在多樣化，各實驗室有機酸的測定結果可比性較低，將各茶類中的有機酸測定方法進行標準化，才能有效保證測定結果的可靠性和可比性。(2)酸的新陳代謝作用對紅茶香氣成分的形成與轉化具有重要作用，如何利用酸代謝作用來提高紅茶的香氣品質，是值得進一步研究的新課題。(3)在茶葉貯藏過程中茶湯滋味和香氣易出現(xiàn)酸變現(xiàn)象，有機酸的代謝與這種酸變現(xiàn)象是否具有相關性值得進一步探究。(4)近年來，白茶市場上掀起了一股“老白茶熱”，陳年白茶與黑茶相似，具有調(diào)理腸胃等保健功效。因此，老白茶中有機酸的含量和種類是值得研究的方向，這對進一步探明老白茶品質與其改善人體腸胃功能具有重要意義。

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