◎ 楊 云,郜秋艷,尹 杰,彭 葉,黃 濤,劉建軍
(貴州大學茶學院,貴州 貴陽 550025)
茶,是世界上約30個國家的重要經濟作物,如中國、印度、肯尼亞和日本等。茶是除水以外消費最廣的飲料,是當前最普及的飲品。高γ-氨基丁酸茶不僅富含碳水化合物、氨基酸、有機酸、礦物質以及維生素等營養(yǎng)物質,還含有茶多酚、咖啡堿、茶多糖、茶黃素和γ-氨基丁酸等成分[1],具有降血壓、抗癌、抗氧化、提高免疫力和治療癲癇等功效[2],其保健功能已被廣泛認可。茶葉中γ-氨基丁酸含量高于1.5 mg·g-1時,在日本稱為γ-氨基丁酸茶。γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)主要存在于植物、動物和微生物中,在不同的生物體中扮演著不同的角色。例如,在茶樹中,γ-氨基丁酸在脅迫應激條件下會大量富集,參與茶樹的脅迫應激保護機制;在動物中,γ-氨基丁酸是中樞神經系統(tǒng)中主要的抑制性神經遞質之一[3]。較多研究表明γ-氨基丁酸具有治療帕金森、抗癌、促進乙醇代謝、調節(jié)生殖和增強肝功能等保健功效[4]。本文綜述了高γ-氨基丁酸茶富集技術、保健功效和γ-氨基丁酸測定方法等方面的研究進展,以期為高γ-氨基丁酸茶的進一步開發(fā)和應用提供理論依據。
高血壓是導致心血管疾病發(fā)生的關鍵風險因素之一,影響全球大約10億人。高血壓通常會導致心臟病發(fā)作和中風,每年導致數百萬人死亡。已經有很多研究表明,γ-氨基丁酸茶不僅能夠降血壓還能緩解自發(fā)性高血壓大鼠的心臟凋亡,對人體有著重要的保健作用。Nejati等研究表明,γ-氨基丁酸的降壓機制基于抑制外周交感神經末梢釋放去甲腎上腺素,從而抑制血管周圍神經刺激[5]。譚俊峰等采用蒸餾水溶解粒徑為60 μm左右的γ-氨基丁酸超微綠茶粉,用其茶湯灌胃自發(fā)性高血壓小鼠,實驗結果顯示高劑量組(5.00 g·kg-1)小鼠血壓顯著低于對照組,且對該組大鼠的心率無顯著性影響,對正常動物的血壓和心率均無影響[6]。該研究表明γ-氨基丁酸超微綠茶粉具有輔助降血壓功能,為相關功能產品的研究開發(fā)提供了實驗理論依據。
睡眠是一種復雜的神經行為,對生命健康十分重要,而失眠是最常見的睡眠障礙。WU Chunlan等研究表明γ-氨基丁酸毛葉茶提取物具有促進睡眠的作用,該研究通過觀察每天灌胃0.83 g·kg-1、1.67 g·kg-1和3.33 g·kg-1劑量的γ-氨基丁酸毛葉茶提取物的實驗小鼠和對照小鼠,結果發(fā)現在0.83~3.33 g·kg-1內,戊巴比妥鈉誘導小鼠睡眠時間與γ-氨基丁酸毛葉茶提取物成正相關關系,給予3.33 g·kg-1劑量的γ-氨基丁酸毛葉茶提取物可顯著縮短小鼠睡眠潛伏期,睡眠時間延長88.41%[7]。陳子彤等將180只健康雄性Balb-c小鼠隨機分為3組,每組小鼠又隨機分為對照組以及高、中、低(275 mg·kg-1BW、183 mg·kg-1BW、92 mg·kg-1BW)3個劑量處理組,通過直接睡眠實驗、巴比妥鈉睡眠潛伏期實驗、戊巴比妥鈉閾下劑量催眠實驗以及延長戊巴比妥鈉睡眠時間實驗發(fā)現酸棗仁提取物、γ-氨基丁酸和茶氨酸聯合使用,在低劑量92 mg·kg-1BW灌胃30 d后可以有效縮減小鼠的睡眠潛伏期,延長小鼠睡眠時間,改善小鼠睡眠[8]。
癲癇是一種常見的慢性神經系統(tǒng)疾病,由大腦神經元放電異常而導致反復發(fā)作。Chien-wei等通過體內外實驗,分析γ-氨基丁酸對神經元損傷是否有保護作用,結果顯示,γ-氨基丁酸和高γ-氨基丁酸普洱茶提取物能夠顯著降低COX-2(Cyclo-oxygenase-2)和p38MAPK(Mitogen-activated protein kinase)的表達,改善KA(Kainic acid)誘發(fā)的癲癇持續(xù)狀態(tài)的氧化應激[9]。該研究揭示了γ-氨基丁酸保健茶可緩解興奮性毒素所引起的神經損傷,使其在治療癲癇臨床應用中具有一定的現實意義。
除上述保健功能外,γ-氨基丁酸還具有抗癌、參與組織再生、保護肝臟、調節(jié)生殖、緩解焦慮和抗抑郁等功能。γ-氨基丁酸信號能夠調節(jié)下丘腦-垂體-性腺軸,在調節(jié)雌性動物內分泌、卵細胞發(fā)育和初情期等過程中扮演重要的角色。目前有關γ-氨基丁酸調節(jié)生殖發(fā)育方面的潛在價值越來越受到研究學者的重視,其機理可作為未來進一步的研究方向。
茶葉中的γ-氨基丁酸主要在γ-氨基丁酸支路中生成,即谷氨酸在谷氨酸脫羧酶的催化作用下脫羧形成γ-氨基丁酸。馬林龍等研究了引種到湖北茶區(qū)的3種高氨基酸茶樹品種(系)白葉1號、中黃1號、黃金茶1號,發(fā)現其水浸出物、茶多酚、兒茶素以及酚氨比均顯著低于對照品種鄂茶1號,而氨基酸總量和18種氨基酸組分均高于對照品種鄂茶1號[10]。該研究為選擇高氨基酸茶樹品種鮮葉生產高γ-氨基丁酸保健茶奠定了理論基礎。
有研究表明,添加外源物制備高γ-氨基丁酸保健茶,多采用谷氨酸、谷氨酸鈉、天冬氨酸、丙氨酸、丙苯胺酸和甘氨酸等。邊偉采用谷氨酸、谷氨酸鈉和天冬氨酸3種外源添加物,定量噴灑到桑葉上面,探討外源添加物對高γ-氨基丁酸桑葉茶的影響。研究發(fā)現,噴施3種外源物均能增加桑葉茶γ-氨基丁酸含量,且呈現隨著時間的延長先增加后降低的趨勢,效果以谷氨酸最優(yōu),其次是谷氨酸鈉和天冬氨酸[11]。目前,根據國家標準,茶葉生產中不允許添加外源物,所以該方法僅限于實驗研究階段,與實際生產關聯性較小。
Omori等發(fā)現充N2厭氧處理6 h后,茶葉中γ-氨基丁酸含量大幅度增加,γ-氨基丁酸含量高于1.5 mg·g-1,厭氧處理后茶葉中茶氨酸、咖啡堿和茶多酚含量均沒有顯著變化[12]。CHEN Qi等通過變量分析和聚類分析發(fā)現,厭氧處理不僅使茶葉中γ-氨基丁酸得到快速積累,還影響茶葉中乙醛酸代謝途徑、半乳糖代謝途徑和苯丙氨酸代謝途徑發(fā)生較大變化[13]。厭氧處理在高γ-氨基丁酸茶制備中應用較為廣泛,但是該技術在茶葉加工過程中容易產生酸味或者其他異味,影響成品茶的滋味和香氣。該技術可以與其他加工工藝(如花茶加工工藝)相結合起來,進而提升高γ-氨基丁酸保健茶的感官品質。
乳酸菌具有多重有益功能,同時乳酸菌發(fā)酵合成γ-氨基丁酸被認為是較為高效、安全的方法。李亞莉等研究發(fā)現,菌株GPT-5-11以液態(tài)形式接種到普洱茶中,能夠顯著提高茶樣中γ-氨基丁酸含量[14]。劉璐等通過薄層色譜法和Berthelot比色法對117株疑似乳酸菌進行定性定量分析,最終獲得產γ-氨基丁酸能力較高且發(fā)酵性能和益生效果也較為突出的植物乳桿菌Y279[15],該研究篩選出可用于接種發(fā)酵高產γ-氨基丁酸的乳酸菌,為工業(yè)化生產提供了一定的理論依據。
測定γ-氨基丁酸較為廣泛的方法有高效液相色譜法、高效液相色譜-質譜連用法、氨基酸自動分析儀法、分光光度法和酶標儀比色法等。此外還有毛細管電泳法、薄層層析法、超高效液相色譜法、放射性免疫法、紙層析-酶標儀法以及毛細管氣相色譜法等。γ-氨基丁酸的測定方法研究及其特點見表1。
表1 γ-氨基丁酸的測定方法研究現狀表
γ-氨基丁酸保健茶含有豐富的有益活性成分,具有多重保健功能,擁有廣闊的市場發(fā)展前景?,F如今,人們越來越關注身體健康,γ-氨基丁酸的保健功能如果能夠得到更大限度的產品轉化,面向更多的消費者,將會對人類健康將產生重大意義。但目前我國有關高γ-氨基丁酸保健茶產品的開發(fā),仍處于初級階段,高γ-氨基丁酸保健茶產品在市面上相對較少。同時,根據國家統(tǒng)計局統(tǒng)計數據,我國茶葉種植面積約307萬hm2,穩(wěn)居世界第一,但我國大部分茶區(qū)的夏秋茶鮮葉資源浪費嚴重。通過采用適宜的γ-氨基丁酸富集方法,開發(fā)不同種類的高γ-氨基丁酸含量保健茶產品,不僅可以調整產品結構、繁榮市場,還有利于增加夏秋茶產品附加值,提高企業(yè)經濟效益,促進我國茶產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,具有重大的經濟價值和社會意義。