張寶會(huì),姚新轉(zhuǎn),陳湖芳,張傳明,呂立堂,※
(1.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/農(nóng)業(yè)生物工程研究院山地植物資源與種質(zhì)創(chuàng)新省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽 5500251;2.貴州大學(xué)茶學(xué)院,貴州 貴陽 550025;)
刺梨具有很高的營養(yǎng)價(jià)值。它富含山梨素、維生素C、多酚、多糖和-谷甾醇等物質(zhì),其中所含維生素C為27 040 mg/kg[1],被稱為“維生素C 之王”。前期研究發(fā)現(xiàn),刺梨具有多種生理功能:山梨素具有消化、健脾、收斂和止瀉的作用,主要用于治療腹脹和腹瀉等疾?。稽S昌娥等[2]研究刺梨提取物可在體外抗肝癌細(xì)胞增殖,對(duì)肝癌有一定抑制作用;王輝等[3]發(fā)現(xiàn)刺梨干粉可以調(diào)節(jié)腎功能并延緩腎功能衰竭;王慧等[4]研究了刺梨中砷的吸附機(jī)理;李俊等[5]發(fā)現(xiàn)刺梨粉具有解毒作用;楊江濤等[6]發(fā)現(xiàn)刺梨花可以提高小鼠的抗氧化能力并延緩衰老。由于刺梨的各種作用,其果實(shí)的研究已經(jīng)廣泛開展。目前市場(chǎng)上有刺梨干果、刺梨酒、刺梨飲料、刺梨果粉、刺梨蜜餞和刺梨軟糖等產(chǎn)品,價(jià)格便宜,營養(yǎng)豐富,易于保存,并有良好的市場(chǎng)反應(yīng)。
刺梨(Rosa roxburghii Tratt.F. normalisRehd. Et Wils.)是多年生的落葉喬木薔薇科灌木[7],廣泛分布在中國西南地區(qū),如貴州、廣西、湖南、四川和重慶。刺梨果是可食用的,長期以來一直被用作傳統(tǒng)中草藥[8],因此,作為貴州獨(dú)特的植物資源一直是貴州保健食品研究領(lǐng)域的熱點(diǎn),但刺梨幼葉未得到合理地應(yīng)用,主要因?yàn)槠溆兹~很難采摘,且產(chǎn)量很小。刺梨幼葉通過茶的加工工藝制成的刺梨葉茶,由于其獨(dú)特的茶香氣和保健功效,在當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)上供不應(yīng)求。然而,關(guān)于刺梨葉茶研究的報(bào)道很少,因此,本實(shí)驗(yàn)以刺梨鮮葉為原料,研究不同加工工藝對(duì)刺梨葉茶的品質(zhì)、主要營養(yǎng)成分和抗氧化活性的影響,對(duì)將來在保健飲料、營養(yǎng)食品和化妝品行業(yè)中使用刺梨葉開發(fā)功能性產(chǎn)品具有重要的意義。
2019 年6 月15 日,在貴州省貴陽市龍里縣的“刺梨溝”種植基地采摘刺梨的新芽。它們由1 芽、1 芽1葉、1 芽2 葉和少量的1 芽3 葉組成。所用標(biāo)準(zhǔn)品沒食子酸(CAS號(hào):149-91-7)、野薔薇苷(CAS號(hào):88515-58-6)、胡蘿卜苷(CAS號(hào):474-58-8)、蘆?。–AS號(hào):153-18-4)及試劑1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)均購自上海源葉生物技術(shù)有限公司(中國上海),所有標(biāo)準(zhǔn)品均為色譜純,其他試劑為分析純。
將刺梨鮮葉均勻地?cái)偡旁谥裣希捎? 種制茶加工工藝對(duì)刺梨鮮葉進(jìn)行加工,它們的投葉量都是10 kg,具體方法如下:
刺梨葉綠茶加工分為:1)微波殺青(中國格蘭仕集團(tuán)有限公司微波爐型號(hào):WP700P21):殺青1 min、揉捻20 min、干燥60 ℃12 h;2)滾筒殺青(浙江上洋機(jī)械有限公司型號(hào):6CST-40):滾筒溫度360℃,殺青45 s、揉捻15 min、干燥60 ℃12 h;3)蒸汽殺青(蘇泊爾不銹鋼蒸鍋):殺青2.5 min、揉捻15 min、干燥60 ℃12 h。
刺梨葉紅茶加工:萎凋15 h、揉捻15 min、發(fā)酵3.5h,將發(fā)酵后的葉子(約1 cm 厚)鋪在干燥機(jī)(浙江綠峰機(jī)械有限公司,瞿州,6CZG-60)的干燥盤上,最后將發(fā)酵后的葉子用80 ℃的干燥方法處理,以得到每100 g葉子中約含5 g 水分的紅茶[9]。
刺梨葉白茶加工:采摘鮮葉用竹匾及時(shí)攤放,厚度均勻,不可翻動(dòng)。攤青后,選用室內(nèi)(24±2℃)自然萎凋,當(dāng)茶葉達(dá)七、八成干時(shí),室內(nèi)自然萎凋刺梨葉進(jìn)行并篩。初烘烘干機(jī)溫度100~120 ℃,10 min;攤涼15 min,復(fù)烘溫度80~90 ℃;低溫長烘70 ℃左右。茶葉干茶含水分控制在5%以內(nèi),放入冰庫,溫度1~5 ℃。
重復(fù)測(cè)試3 次。將一部分茶葉樣品保存下來,將另一部分研磨并通過孔徑為0.425 mm 的篩子進(jìn)行篩分,進(jìn)行物理化學(xué)分析。
1.3.1 感官評(píng)審 由貴州大學(xué)茶學(xué)院的5 位評(píng)茶員(2 男,3 女)對(duì)不同的刺梨葉茶的外形、湯色、香氣、滋味和葉底5 項(xiàng)因子進(jìn)行評(píng)價(jià)并打分。計(jì)算公式為:感官得分=外形(25%)+湯色(10%)+香氣(25%)+滋味(30%)+葉底(10%)[10]。茶樣品用隨機(jī)數(shù)盲編碼,將干茶放入專門的白板中以評(píng)估干茶的外形等,用新鮮煮沸的純凈水分別向標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)審?fù)胫凶⑷胨崛〔铇悠罚? g)5 min。小組成員被要求聞及品茶水等,并在樣品之間暫停30s[11]。紅茶、綠茶和白茶的感官特性的定義和等級(jí)參考國家標(biāo)準(zhǔn)[12]。
1.3.2 抗壞血酸含量的測(cè)定 稱量100 g代表性樣品的可食用部分,放入組織搗碎器中,加入100 mL提取劑,然后迅速搗碎成勻漿,稱量10~40 g 漿液樣品,將樣品轉(zhuǎn)移到帶有萃取劑的100 mL 容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻并過濾,按中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 6185-6186-2016)[13]測(cè)定。
1.3.3 氨基酸含量的測(cè)定 稱取10 g 過篩(100 目)粉末,吸取1 mL 樣品提取物和1 mL L-1谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液分別加入到10 mL試管中,然后分別加入0.5 mL磷酸鹽緩沖液(pH 8.0)和2%0.5 mL L-1的茚三酮溶液,將試管在沸水浴中放置10 min,然后立即在冰浴中冷卻至室溫,定容至25 mL,放置10 min,用分光光度計(jì)在570 nm 下測(cè)量樣品的吸光度,以試劑空白溶液做參照,用標(biāo)準(zhǔn)品吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算方式參考中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 8314-2013)[14]。
1.3.4 總黃酮含量測(cè)定 精密稱取4 g 干茶過篩(100目)粉末,置于150 mL 具塞錐形瓶,加適量甲醇溶液提取,每次提取30 min,共2次,濾過,濾液置于100 mL容量瓶中,加甲醇稀釋至刻度,搖勻,通過微孔濾膜濾過,濾液作為供試品溶液參考中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 20574-2006)[15]。
1.3.5 高效液相色譜檢測(cè) 刺梨葉茶中蘆丁、野薔薇苷、沒食子酸及胡蘿卜苷的含量。
(1)樣品提取方案:
(a)取樣品約0.5 g,加入色譜級(jí)甲醇2.5 mL,渦旋震蕩1 min。
(b)4 ℃,水浴超聲30 min,4 ℃,10 000 g 離心1 min,取上清液。
(c)沉淀再次加入色譜級(jí)甲醇2.5 mL,重新提取1 次。
(d)4 ℃,10 000 g 離心1 min,取上清液,合并兩次上清液。
(2)HPLC-MS/MS 方法
液相條件
色譜柱:Agilent ZORBAX SB-C8 反相色譜柱(2.1150,3.5m)。
柱溫:35 ℃。
流動(dòng)相:A:0.1%甲酸;B:乙腈。
流速:0.3 mL min-1。
表1 液相梯度參數(shù)Table 1 Gradient Parameters of HPLC
儀器所測(cè)得濃度為最終提取液的濃度,經(jīng)計(jì)算獲得原樣品中物質(zhì)含量,計(jì)算方法如下:
物質(zhì)含量(ng g-1)=檢測(cè)濃度(ng mL-1)稀釋體積(mL)/稱取質(zhì)量(g)
其中稀釋體積為樣品最終溶解進(jìn)樣時(shí)所用的溶液體積,稱取質(zhì)量為提取時(shí)的取樣質(zhì)量。檢測(cè)濃度由待測(cè)物質(zhì)峰面積代入標(biāo)曲方程,由儀器自動(dòng)求得。
所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均由獨(dú)立的3 次重復(fù)試驗(yàn)計(jì)算得出,標(biāo)為均值±標(biāo)準(zhǔn)差。使用單向方差分析(ANOVA)分析結(jié)果。Fisher 最小顯著差異(LSD)檢驗(yàn)用于評(píng)估均值差異,P <0.05 被認(rèn)為是顯著的。所有統(tǒng)計(jì)分析均使用SPSS 統(tǒng)計(jì)軟件(SPSS,美國伊利諾伊州芝加哥市)進(jìn)行。
對(duì)不同的加工工藝的刺梨葉茶進(jìn)行了感官審評(píng),結(jié)果表明,制成的刺梨葉茶的感官品質(zhì),不同的加工方式存在較大差異,見表1。刺梨葉制成的紅茶總評(píng)分最高,顏色紅明亮,有花果香氣,沖泡的茶湯滋味醇厚鮮爽,綜合品質(zhì)分析,刺梨幼嫩鮮葉可用于制作高品質(zhì)的紅茶。微波殺青刺梨葉綠茶顏色嫩綠明亮,但沖泡茶湯的香氣稍顯不足;綠茶蒸汽殺青和綠茶滾筒殺青茶葉湯色深黃色或黃綠欠亮,香氣不足。刺梨白茶顏色尚綠明亮,湯色欠明亮,香氣清香,滋味鮮爽,葉底軟嫩欠明亮,勻整。結(jié)果分析可知,刺梨鮮葉適合制紅茶,其次是微波殺青綠茶。
圖1 刺梨葉茶樣品Fig.1leaves tea sample
表1 不同加工方法刺梨葉茶樣品的感官質(zhì)量得分Table 1 Sensory quality scores ofleaves tea samples with different processing methods
表1 不同加工方法刺梨葉茶樣品的感官質(zhì)量得分Table 1 Sensory quality scores ofleaves tea samples with different processing methods
注:括號(hào)里的數(shù)值表示該項(xiàng)評(píng)分占總分的比例,同一列中‘*’表示差異達(dá)到顯著水平(P <0.05)。Note:The value in brackets indicates the proportion of the score in the tatal score,‘*’in the same column means the difference has reached a significant level(P <0.05).
序號(hào)Code葉底(10%)Leaf bottom 總分Total score評(píng)語 得分Comments score外形(25%)Appearance香氣(25%)Aroma湯色(10%)Liquor color滋味(30%)Taste評(píng)語 得分Comments score評(píng)語 得分Comments score評(píng)語 得分Comments score評(píng)語 得分Comments score刺梨葉綠茶微波殺青Rosa roxbunghii leaves green tea microwave wrap刺梨葉綠茶滾筒殺青Rosa roxbunghii leaves green tea tumbler wrap刺梨葉綠茶蒸汽殺青Rosa roxbunghii leaves green tea steam wrap刺梨葉紅茶Rosa roxbunghii leaves black tea嫩綠90±0.5 Verdant嫩綠87±1.5 Verdant嫩綠85±1.9 Verdant烏黑油潤,緊結(jié)93±1.2*Jet black oily,tight knot尚高爽89±1.2 Still Fresh清香88±0.6 Fragrant清香82±1.5 Fragrant嫩香85±1.3 Tender fragrance綠明亮88±1.8 Bright green綠明亮84±1.3 Bright green綠明亮83±3.1 Bright green紅明亮90±2.7 Bright red鮮醇88±0.6 Fresh alcohol清爽88±0.17 Refreshing清爽86±1.8 Refreshing鮮醇91±0.3*Fresh alcohol勻齊86±0.6 Evenly 88±0.94勻齊86±0.12 Evenly 86.6±0.74勻齊87±2.0 Evenly 84.6±2.06細(xì)嫩92±0.7*Tender 90.2±1.24刺梨葉白茶Rosa roxbunghii leaves white tea尚勻整83±0.9 Still neat清香83±0.8 Fragrant尚綠黃85±2.5 Still green yellow醇厚87±2.4 Mellow尚灰綠明亮84±0.9 Grayish green and bright 84.4±1.5
本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),刺梨葉綠茶和刺梨葉紅茶的維生素C 含量低于刺梨葉白茶,可能是因?yàn)榫G茶殺青高溫和紅茶發(fā)酵過程中維生素C 降解速度比白茶快(圖2 A);刺梨葉茶中不同加工方式氨基酸的含量,刺梨葉微波殺青綠茶含量最高28.8 mg/g,其次是白茶25.9 mg/g(圖2 B)。刺梨葉中含有生物活性物質(zhì)黃酮類化合物的含量,白茶>紅茶>蒸汽殺青綠茶(圖2 C)。
圖2 不同刺梨葉茶中抗壞血酸、氨基酸和黃酮的含量Fig.2 The contents of ascorbic acid,amino acids and flavonoids in different Rosa roxbimghi leaves tea
本實(shí)驗(yàn)采用HPLC-MS/MS 對(duì)刺梨葉茶中野薔薇苷、沒食子酸、胡蘿卜苷和蘆丁含量進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果見圖3,野薔薇苷含量在刺梨葉綠茶和刺梨葉白茶中比刺梨葉紅茶中高,差異極顯著,綠茶中野薔薇苷含量是紅茶的3.8倍,白茶是紅茶的3.2 倍(圖3A);沒食子酸在紅茶中含量是54758.09ng/g,在微波殺青綠茶中是15 484.1 ng/g,在白茶中是31 045.49 ng/g(圖3 B);胡蘿卜苷在紅茶中含量是1 104.04 ng/g,在微波殺青綠茶中是244.32 ng/g,在白茶中是804.81 ng/g(圖3 C);蘆丁含量在紅茶中是650.3ng/g,在微波殺青綠茶中是408.38 ng/g,在白茶中是506.11 ng/g(圖3 D),分析結(jié)果可知,不同的處理方式對(duì)刺梨葉茶中化學(xué)成分含量具有一定的影響,但是化學(xué)成分在刺梨葉紅茶中的含量比刺梨葉綠茶中的含量穩(wěn)定。
圖3 不同刺梨葉茶中野薔薇苷、沒食子酸、胡蘿卜苷和蘆丁的含量Fig.3 The content of rosamultin,gallic acid,carotin and rutin in different leaves tea
分別提取刺梨葉茶中的黃酮和維生素C,黃酮和維生素C 對(duì)DPPH 均具有一定的清除能力,但是刺梨葉茶總黃酮的DPPH 清除能力小于維生素C。不同加工方式刺梨葉茶中黃酮的DPPH 清除率:紅茶(76.16%)>微波殺青綠茶(75.86%)>白茶(75.57%)>蒸汽殺青綠茶(71.67%)>滾筒殺青綠茶(71.58%);不同加工方式刺梨葉茶中維生素C 的DPPH 清除率:紅茶(91.16%)>微波殺青綠茶(90.19%)>白茶(89.90%)>蒸汽殺青綠茶(81.67%)>滾筒殺青綠茶(81.58%)。研究表明黃酮具有較好的抗氧化性[18,19],刺梨葉茶中的黃酮也有一定的抗氧化活性。
圖4 不同加工方式刺梨茶中的黃酮和維生素C 對(duì)清除DPPH自由基能力的測(cè)定Fig.4 Determination of the ability of flavonoids and Vc in different processing methods to scavenge DPPH free radicals
刺梨是貴州特有植物資源,其對(duì)提高免疫功能、延緩衰老、抗氧化和降血脂等方面有明顯作用。本實(shí)驗(yàn)首次以刺梨鮮葉為原料,通過不同的加工方式加工成綠茶、紅茶和白茶,并對(duì)這些茶進(jìn)行感官評(píng)審及綜合評(píng)分,結(jié)果表明,刺梨鮮葉適制紅茶(顏色紅明亮,有花果香,沖泡的茶湯滋味醇厚鮮爽)。刺梨被稱為“維C 之王”,特別是刺梨富含的超氧化物歧化酶(簡(jiǎn)稱SOD),是具有抗衰、防癌作用的活性物質(zhì);此外還具有抗病毒、抗輻射的作用,在心血管、消化系統(tǒng)和各種腫瘤疾病防治方面,應(yīng)用十分廣泛。結(jié)果可知刺梨葉綠茶和刺梨葉紅茶維C 含量低于刺梨葉白茶,可能是綠茶高溫殺青和紅茶發(fā)酵過程中維生素C 降解。氨基酸是刺梨葉茶中最重要的化學(xué)成分之一,是新鮮,輕快的口感的主要成分之一,是形成香氣的基礎(chǔ)[11],刺梨葉茶中不同加工方式氨基酸的含量,刺梨葉綠茶微波殺青含量最高28.8 mg/g,其次是白茶25.9 mg/g。刺梨中含有生物活性物質(zhì)黃酮類化合物,具有消炎、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈、影響血壓、保護(hù)心血管、清除自由基和抗腫瘤等重要生物活性[20]。刺梨葉白茶黃酮類含量最高,但DPPH 清除能力低于刺梨葉紅茶,可能是在測(cè)定黃酮過程中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差或者是紅茶中還有其他物質(zhì)也參與了自由基清除。野薔薇苷是發(fā)揮抗缺氧作用的主要活性成分[21,22],具有肝保護(hù)作用[23],此外野薔薇苷還具有抗HIV、抗氧化應(yīng)激等作用[24-26],結(jié)果顯示,不同的制茶工藝對(duì)野薔薇苷含量具有一定的影響,在綠茶中野薔薇苷含量最高,其次是白茶和紅茶。同時(shí),對(duì)刺梨葉茶中沒食子酸、胡蘿卜苷和蘆丁進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果發(fā)現(xiàn),這3 種物質(zhì)在紅茶中含量最高且差異顯著,其次是白茶和綠茶,差異不顯著,紅茶發(fā)酵很大程度上取決于葉內(nèi)氧化酶活性的強(qiáng)弱[27],使葉內(nèi)化學(xué)成分發(fā)生了變化。綜合茶葉感官審評(píng)結(jié)果和茶葉主要品質(zhì)成分分析,刺梨鮮葉適制紅茶。
本實(shí)驗(yàn)對(duì)不同刺梨葉茶的黃酮進(jìn)行了DPPH 清除能力測(cè)定,并以維生素C 為對(duì)照,初步評(píng)價(jià)了其抗氧化活性:紅茶(76.16%)>綠茶微波殺青(75.86%)>白茶(75.57%)>綠茶蒸汽茶青(71.67%)>綠茶滾筒殺青(71.58%),也為今后深入對(duì)其降糖、降脂和降壓等藥理研究提供了基礎(chǔ)[28],為貴州特有野生資源刺梨葉茶的研究與開發(fā)提供了一定的科學(xué)參考依據(jù)。