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        5種海棠葉茶抗氧化成分組成及品質差異性分析

        2016-12-16 00:55:03劉天慶李厚華辛轉霞劉小微湯努爾瓦力拜
        食品工業(yè)科技 2016年21期

        劉天慶,李厚華,辛轉霞,劉小微,李 果,湯努爾·瓦力拜

        (西北農(nóng)林科技大學風景園林藝術學院,陜西楊凌 712100)

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        5種海棠葉茶抗氧化成分組成及品質差異性分析

        劉天慶,李厚華*,辛轉霞,劉小微,李 果,湯努爾·瓦力拜

        (西北農(nóng)林科技大學風景園林藝術學院,陜西楊凌 712100)

        以5種海棠葉制成的茶為材料,利用高效液相色譜法(HPLC),DPPH·,ABTS+·清除力測定以及總還原力測定等方法對其抗氧化成分及能力進行差異性分析,并按照《GB/T23776-2009茶葉感官評審方法》對海棠葉茶進行感官評價。結果表明:五種海棠葉茶總酚含量變化范圍為(69.32±2.16)~(89.54±1.14) mg/g,雪球海棠最高,鉆石海棠最低。5種海棠葉茶檢測出酚類物質有沒食子酸、原花青素B2、根皮苷、綠原酸、蘆丁、櫟素、矢車菊素半乳糖苷,其中根皮苷含量最高??寡趸瘜嶒灲Y果表明,王族海棠,湖北海棠,雪球海棠在DPPH·,ABTS+·清除能力,以及總還原力上均明顯高于草莓果凍與鉆石海棠。茶葉感官評價結果顯示,與傳統(tǒng)湖北海棠葉茶比較,王族海棠、雪球海棠葉茶色澤均勻,香氣濃耐聞,口感醇香,具有茶澀味,整體品質佳。結果表明,王族海棠、雪球海棠葉茶抗氧化能力強,茶葉品質佳,開發(fā)成新型茶葉潛力大。

        海棠葉茶,抗氧化能力,成分含量,感觀品質

        隨著社會的發(fā)展,人們對茶的認識已經(jīng)涵蓋了可用來沖泡、保健的一切飲品,例如近年研制成的枸杞葉茶、梨棗葉茶、香椿葉茶等。梨棗葉與香椿葉之所以能開發(fā)成茶葉,與其富含多酚及較強的抗氧化能力密不可分[1-2]。多酚是植物體中重要的次生代謝產(chǎn)物,具有生物活性及藥理功能,其含量與抗氧化能力具有相關性,長期飲用富含多酚的茶葉能改善老齡化神經(jīng)細胞,降低癌癥發(fā)病率及死亡率[3-5]。據(jù)記載,海棠葉作為茶飲已有400多年歷史,在三峽地區(qū)廣為飲用[6]。其中湖北海棠又名茶海棠、花海茶,俗稱花紅茶,屬于無毒物質,國家衛(wèi)計委于2014年批準其葉為新食品原料[7-9],但對湖北海棠葉茶多酚含量及抗氧化能力研究鮮有報道[10-11]。前期我們對王族海棠(Malus‘Royalty’)成色色素分析中發(fā)現(xiàn),其葉也富含多酚成分且比湖北海棠葉茶高[12],這些研究為多種海棠葉開發(fā)成保健茶提供了可能性。

        湖北海棠(Malushupehensis)、‘雪球’海棠(Malus‘Snow Drift’)、‘王族’海棠(Malus‘Royalty’)、‘鉆石’海棠(Malus‘Sparkler’)、‘草莓果凍’海棠(Malus‘Strawberry Parfait’)均屬薔薇科蘋果屬[13]。本研究將5種海棠葉制作茶,測定其總酚、單體酚、清除DPPH·能力、ABTS+·清除能力、總還原能力、水浸出物、可溶性糖、氨基酸的含量多少,并對5種海棠葉茶感觀品質進行評價,為5種海棠葉茶的制作進一步提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料與儀器

        海棠嫩葉 采摘于西北農(nóng)林科技大學海棠種質資源圃,4月初采摘各品種嫩葉,當天制茶。色譜級甲醇及乙腈購自品譜公司;標準品沒食子酸、原花青素B2、根皮苷、綠原酸、蘆丁、櫟素、矢車菊素半乳糖苷 購自天津金測分析技術有限公司;福林酚試劑、DPPH 西格瑪奧德里奇公司,ABTS 沃爾森公司;Trolox Sigma公司;乙酸乙酯、無水甲醇、鹽酸、無水乙醇、碳酸鈉、氫氧化鈉、硝酸鋁及亞硝酸鈉等分析純試劑 品譜公司。

        SIGMA3-18K高速冷凍離心機 美國西格瑪;JD200-3電子天平 沈陽龍騰電子有限公司;UV-2450分光光度計 日本島津;L-2000高效液相色譜儀 日本日立;LGJ-100冷凍干燥機 北京四環(huán)儀器公司;MS-100恒溫混勻儀 美國賽默飛;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司。

        1.2 實驗方法

        1.2.1 抗氧化活性物質提取 稱取茶葉5 g,450 mL沸水沖泡10 min,室溫下冷卻過濾后定容到500 mL,6000 r/min 離心5 min,取上清液冷藏備用[2]。

        1.2.2 總酚含量測定 總多酚含量測定參考YI等[14]的方法并稍作修改。取5 μL提取液于試管中,分別加入1.58 mL ddH2O、100 μL FC(Folin-ciocalteu∶H2O=1∶1),混勻充分反應1 min,再加入300 μL 20%水合碳酸鈉(w/v)混勻,室溫黑暗中放置30 min,于波長765 nm處測量混合液的吸光度??偡右詻]食子酸當量(mg GAE/100 g DW)表示。

        1.2.3 酚類物質分析 酚類物質分析參考LI等[15]液相色譜檢測參數(shù):Inertsil ODS-3柱:4.6 mm×250 mm,5 μm(GL,Japan),柱溫30 ℃,流速1.0 mL/min。流動相參數(shù);A:10%的甲酸水溶液,B:色譜級乙腈包含10%的甲酸,1.36%的水。采用梯度洗脫,洗脫程序為;95% A(0 min),85% A(25 min),78% A(42 min),64% A(60 min),95% A(75 min)。酚類物質檢測波長280,320,365、525 nm。

        1.2.4 抗氧化活性測定 DPPH·清除能力測定參考FRIEDMAN等[16]并稍作修改。取10 μL甲醇提取液和2 mL的62.5 μmol/L DPPH溶液,混勻后立即測517 nm波長下的吸光度A1。將其在室溫黑暗下放置30 min,再次測定吸光度A2。以Trolox 為標準品,樣品DPPH·清除能力以100 g 干樣中所含Trolox 的當量毫摩爾數(shù)表示(μmol Trolox eq./100 g DW)。

        ABTS+·清除能力測定參考TAI等[17]方法并稍作修改。配制7 mmol/L的ABTS+·溶液,用0.2 mol/L pH4.5的醋酸鈉緩沖液將其稀釋至吸光度為0.7±0.02。取1 mL稀釋后的ABTS+·溶液和5 μL甲醇提取液,混勻后于734 nm波長下測定吸光度A1。反應2 min后,再次測定吸光度A2。以Trolox(水溶性VE)作為標準品,結果以每100 g茶樣樣品中含有Trolox的當量(μmol TE/100 g)表示。

        總還原力測定:將10 μL的樣品溶液與0.2 mol/L的磷酸鈉溶液(pH6.6)2 mL和1%鐵氰化鉀溶液2 mL混合后,于50 ℃水浴鍋下保溫反應20 min,再快速冷卻后加入10%三氯乙酸2 mL混勻,于3000 r/min離心10 min,得到上清液。取1 mL上清液,然后加入0.1%的三氯化鐵溶液0.2 mL和1 mL蒸餾水混勻于試管中,反應30 min后于700 nm下測定吸光值。以維生素C為標準品,樣品中所含維生素C的當量毫克數(shù)表示(mg vitamin C eq./g DW)。

        1.2.5 海棠葉茶感官品質審評 制作工藝:嫩葉采摘→清洗→瀝干萎蔫→殺青→揉捻攤晾→烘干→冷卻干燥→檢驗包裝。按照《GB/T23776-2009茶葉感官評審方法》[18]稍作修改對海棠葉茶沖泡及評價評分。沖泡方式為:每樣品4克,放入200 mL透明的茶杯中,倒入開水沖泡,封口靜置4 min,樣品匿名。由具有感官評價技能的7人組成評價小組對海棠葉茶進行感官評價,采用權重值對香氣、滋味、湯色進行評分。觀察評判后記錄數(shù)據(jù)。感官品質計算公式:百分制×權重值(U),U={香氣(30%),滋味(40%),湯色(30%)},總分=香氣+滋味+湯色,評分標準如表1所示。

        表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation standard

        1.2.6 海棠葉茶滋味品質分析 水浸出物含量測定參照GB/T 8305-2002《茶水浸出物測定》;可溶性糖含量測定參照蒽酮比色法;氨基酸含量測定參照GB/T 8314-2002;《茶游離氨基酸總量測定》采用茚三酮比色法測定。

        茶多酚含量測定參考Yao L H等[19]的方法,稱取2 g(精確到0.001 g)茶葉樣品于250 mL錐形瓶中,加入200 mL煮沸蒸餾水,90 ℃水浴中浸提10 min,過濾,殘渣用熱蒸餾水洗滌2~3次,合并濾液,冷卻至室溫、定容。準確吸取茶葉提取液2 mL,注入25 mL的容量瓶中,加入蒸餾水4 mL,酒石酸鹽溶液5 mL,用pH7.5磷酸鹽緩沖溶液稀釋定容至25 mL,混勻后,在540 nm處,以試劑空白溶液作參比,測定吸光度。

        表2 不同品種海棠葉茶單體酚含量(mg/100 g DW)Table 2 Comparative contents of polyphenols in crabapples leaf tea(mg/100 g DW)

        茶多酚(%)=3.914×E×V0×100/1000/V1/W

        式中:E:吸光值;V0:茶葉浸提液總體積(250 mL);V1:測定所用茶葉浸提液體積(2 mL);W:茶葉樣品的干物質質量。

        1.2.7 數(shù)據(jù)處理與分析 采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理、SPSS Statistics19進行顯著性分析,0.01

        2 結果與分析

        2.1 總酚含量分析

        5種海棠葉茶的總酚含量測定結果表明:含量范圍為(69.32±2.16)~(89.54±1.14) mg/g,不同品種海棠葉茶之間總酚含量存在著明顯的差異性(p<0.05)。鉆石海棠葉茶含量最低(69.32±2.16) mg/g,雪球海棠葉茶總酚含量最高,達到(89.54±1.14) mg/g,比鉆石海棠高出29.17%。湖北海棠、王族海棠、草莓果凍海棠葉茶多酚含量分別比鉆石海棠高出10.68%、22.39%、20%,但均超過了梨棗葉[(31.37±0.21) mg/g][2],說明這5種海棠葉茶總酚含量整體上最高(圖1)。

        圖1 不同海棠葉茶總酚含量比較Fig.1 Comparative contents of total phenols of different varieties of crabapples leaf tea注:不同小寫字母代表差異顯著(p<0.05),圖3~圖5同。

        2.2 海棠葉茶單體酚類物質成分定性分析

        經(jīng)高效液相色譜儀定性分析,在不同的波長檢測下,還存在未知的酚類物質,說明海棠葉茶中酚類物質成分比較復雜。其中,5種海棠葉茶中已檢測到的酚類物質有:沒食子酸、原花青素B2、根皮苷、綠原酸、蘆丁、櫟素、矢車菊素半乳糖苷。5種海棠葉茶已知的單體酚中,根皮苷含量最高且在不同海棠中差異性顯著(p<0.05),蘆丁、矢車菊素半乳糖苷及櫟素含量其次,綠原酸、沒食子酸、原花青素B2含量較少。沒食子酸能有效降低食管癌細胞的增殖與侵襲[20],其中王族海棠葉茶沒食子酸含量最高;原花青素B2對脂多糖誘導的細胞凋亡具有保護作用[21],其中雪球海棠葉茶原花青素B2最高,是含量最低的王族海棠葉茶的4倍;綠原酸能輔助降血糖[22],其中雪球海棠葉茶綠原酸含量最高,是含量最低的湖北海棠葉茶的10倍左右;蘆丁能保護硝普鈉誘導神經(jīng)細胞損傷[23],其中草莓果凍海棠葉茶蘆丁含量最高,是含量最低的鉆石海棠4.7倍;櫟素具有止瀉作用的一種黃酮類化合物[24],其中湖北海棠葉茶櫟素含量最高,是含量最低的王族海棠葉茶的5倍;矢車菊素半乳糖苷是紅色葉的主要色素,在食品與藥品方面開發(fā)具有廣闊前景[25],其中草莓果凍海棠葉茶矢車菊素半乳糖苷含量最高,是含量最低的雪球海棠葉茶的203倍(表2)。

        圖2 HPLC分析海棠葉茶酚類物質Fig.2 HPLC of phenolic compositions in pear crabapples leaf tea注:A-1、A-2、A-3、A-4分別代表標準樣品在280、320、365、520 nm吸收峰值;B-1、B-2、B-3、B-4分別代表樣品(王族海棠葉茶)在280、320、365、520 nm吸收峰值;1.沒食子酸;2.原花青素B2;3.根皮苷;4.綠原酸;5.蘆丁;6.櫟素;7.矢車菊素半乳糖苷。

        圖3 5種海棠葉茶DPPH·清除率Fig.3 DPPH· clearance rate of 5 kinds of crabapples leaf tea

        圖4 5種海棠葉茶ABTS+·清除能力Fig.4 ABTS+· clearance capacity of 5 kinds of crabapples leaf tea

        表3 海棠葉茶主要品質分析Table 3 Crabapples leaf tea major quality analysis

        表5 5種海棠葉茶感官評分結果Table 5 Results for the sensory evaluation of five tea of leaves crabapples

        2.3 海棠葉茶抗氧化能力分析

        由圖3可知,5種海棠葉茶均具有較強的清除DPPH·的活性,清除率具有明顯的差異性(p<0.05)。其中,王族海棠葉茶清除能力最強,比清除率最差的草莓果凍海棠高78.41%。雪球海棠葉茶與湖北海棠葉茶的ABTS+·清除能力明顯高于王族海棠、草莓果凍海棠、鉆石海棠葉茶(圖4)。5種海棠葉茶總還原力具有明顯的差異性(p<0.05),湖北海棠、雪球海棠、王族海棠葉茶總還原能力明顯高于草莓果凍海棠與鉆石海棠葉茶(圖5)。說明湖北海棠、雪球海棠與王族海棠葉茶具有較高的抗氧化能力。

        圖5 5種海棠葉茶總還原能力Fig.5 The total capacity of 5 kinds of crabapples leaf tea

        2.4 海棠葉茶主要品質分析

        5種海棠葉茶水浸出物含量在40.66%±0.01%~44.49%±0.02%,5種海棠葉茶浸出物差異性不明顯(p>0.05)。5種海棠葉茶可溶性糖含量差異性明顯(p<0.05),草莓果凍海棠葉茶可溶性糖含量最高,雪球海棠含量最低,最高者含量比最低者高出26.22%。茶多酚含量,湖北海棠含量最高,雪球海棠含量最低,王族海棠、草莓果凍海棠茶多酚含量差異性不明顯(p>0.05)。5種海棠葉茶氨基酸含量中,湖北海棠葉茶含量最高7.43%±0.17%,鉆石海棠含量最低3.35%±0.21%,最高者比最低者高出1.22倍。5種海棠葉茶酚氨比值大小順序為鉆石海棠>草莓果凍海棠>湖北海棠>王族海棠>雪球海棠。

        2.5 5種海棠葉總酚及酚類物質含量與抗氧化活性的相關分析

        總酚及酚類物質含量與抗氧化活性的相關分析見。海棠葉茶5種酚類物質含量與抗氧化活性差異性大,總酚含量與還原力相關性明顯(p<0.01),r值為0.91,其他單體酚相關性未見顯著,這表明海棠葉茶中的多酚與對抗氧化起主要作用(表4)。

        表4 5種海棠葉總酚及酚類物質含量 與抗氧化活性的相關分析Table 4 Correlation analysis of five kinds crabapples leaf total phenols,flavonoids and polyphenols content and antioxidant activity

        注:*相關性在0.05水平顯著;**相關性在0.01水平顯著。2.6 5種海棠葉茶感官評價

        對5種海棠葉茶在同一條件下沖泡,分別按照茶湯香氣、滋味和湯色3項因子評分,結果表明湖北海棠與雪球海棠、王族海棠葉茶差異性不顯著(p>0.05),與草莓果凍海棠、鉆石海棠葉茶差異性顯著(p<0.05)。王族海棠葉茶在總評分中最高,總分達到81.54,其色澤均勻,香氣濃耐聞,口感醇香具茶澀味,品質最佳,同時具有相對較高的抗氧化能力。雪球海棠與湖北海棠葉茶評分相近,也適宜制茶。鉆石海棠、草莓果凍海棠制作的茶香氣較淡,有草腥味,湯色渾濁等缺點,茶感官評分較低(表5)。

        3 結論

        湖北海棠葉茶具有治療消化不良、抗菌消炎、降血糖等功能,這些治療功效與其葉富含多酚關系密不可分[26-27]。湖北海棠多酚含量為(84.84±1.23) mg/g,而王族海棠與湖北海棠多酚含量相差無幾,雪球海棠總酚含量比湖北海棠多出5.53%。說明與湖北海棠葉茶相比較,這2種海棠葉茶也富含多酚成分。已檢測酚類物質中,發(fā)現(xiàn)5種海棠葉茶中含有沒食子酸、原花青素B2、根皮苷、綠原酸、蘆丁、櫟素、矢車菊素半乳糖苷等成分,后期的實驗中還需要對未知的單體酚物質進行測定。在本實驗中根皮苷含量在幾種酚類物質中含量最高的,草莓果凍海棠葉茶含量最低為(165.93±7.67) mg/100 g,最高為湖北海棠葉茶(1423.77±115.35) mg/100 g,說明海棠葉茶具有高根皮苷含量的特點,在董華強的研究中表明高含量的根皮苷對防治糖尿病效果顯著[28]。海棠葉茶總酚與總還原能力之間存在較高相關性(p<0.01),對于DPPH自由基和ABTS+酚類的相關性不明顯。與湖北海棠相比較,雪球海棠與王族海棠葉茶也表現(xiàn)出較強的抗氧化能力,且對于DPPH自由基、ABTS+,總還原能力等不同測定方法中表現(xiàn)出一致性。

        有研究表明茶葉水浸出物的含量在30%~47%與茶葉品質呈正相關,且可溶性糖使茶湯具有甜味,對茶湯的滋味影響呈負相關[29-30],5種海棠葉茶浸出物均在40%上,說明浸出物含量比較豐富。與湖北海棠相比,雪球海棠、王族海棠可溶性糖含量較低,這有利于其提高品質。茶多酚使茶湯呈苦澀,氨基酸含量越多,茶湯越呈鮮爽性,茶葉品質越高,茶多酚和氨基酸的比值(酚氨比)反映茶湯的生化指標[31-33]。因此,雪球海棠、王族海棠與湖北海棠相比較,兩者也具有低含量茶多酚、高氨基酸的特點,這使雪球海棠與王族海棠茶湯具有了苦澀味較輕,滋味鮮爽,品質優(yōu)良的物質保證。

        實驗結果表明,草莓果凍海棠與鉆石海棠雖具有一定的抗氧化能力,但其制作的茶缺點明顯,口感略差,而王族海棠,雪球海棠與傳統(tǒng)的湖北海棠葉茶相比,抗氧化能力更強,且制出的茶綜合評價更高,可開發(fā)為新型的健康茶飲。

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        Differences in antioxidant components and activity of 5 crabapples(Malus)leaf tea

        LIU Tian-qing,LI Hou-hua*,XIN Zhuan-xia,LIU Xiao-wei,LI Guo,Walibai Tangnuer

        (College of Landscape Architecture and Arts,Northwest A&F University,Yangling 712100,China)

        Thephenoliccompoundsandantioxidantactivityof5kindsofteafromtheleavesofcrabappleweredeterminedusingHighPerformanceLiquidChromatography(HPLC),DPPH·andABTS+·radicalscavengingmethods.ThesensoryevaluationsofcrabapplesleafteawereassayedbyGB/T23776-2009methods.Theresultsindicatedthatthetotalphenolsrangedfrom(69.32±2.16)to(89.54±1.14)mg/g,andthehighestwasMalus ‘SnowDrift’,whilethelowestwasMalus ‘Sparkler’.Phenoliccompoundsmainlyweregallicacid,procyanidin-B2,phlorizin,chlorogenicacid,rutinum,quercitrin,Cyanidin-3-galactoside,inwhichthehighestcontentwasphlorizin.TheteaantioxidantcapacityofMalus hupehensis,Malus ‘SnowDrift’,Malus ‘Royalty’leafweresignificantlyhigherthantheMalus ‘StrawberryParfait’,Malus ‘Sparkler’leafteainallthreemethods.ComparedwiththetraditionalMalus hupehensisleaftea,Malus ‘Royalty’,Malus ‘SnowDrift’leafteahaduninformedcolor,strongeraromaresistantsmell,bettermellowtaste,teaastringentandoverallquality.AlltheresultsshowedthatMalus ‘Royalty’andMalus ‘SnowDrift’hadgreatpotentialinantioxidantabilityandbeingnewhealthyleafteainfuture.

        Crabapplesleaftea;antioxidantcapacity;ingredientcontent;sensoryquality

        2016-05-16

        劉天慶(1988-),男,碩士研究生,主要從事園林植物分子生物學研究工作,E-mail:491539762@qq.com。

        *通訊作者:李厚華(1973-),男,博士,教授,主要從事植物基因工程和類黃酮次生代謝研究,E-mail:lihouhua73@163.com。

        國家自然科學基金(3050215130);西北農(nóng)林科技大學基礎科研業(yè)務費(Z109021563)。

        TS201.2

        A

        1002-0306(2016)21-0060-06

        10.13386/j.issn1002-0306.2016.21.003

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