浸泡處理對(duì)茶葉中γ-氨基丁酸含量的影響研究

鄭紅發(fā) 黃懷生 黃亞輝 粟本文

（1湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所·長(zhǎng)沙·410125；2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院·廣州·510642）

茶葉中γ-氨基丁酸(GABA)是由L-谷氨酸在L-谷氨酸脫羧酶的催化作用下脫酸形成，這一合成途徑已由14C-Glu經(jīng)L-谷氨酸脫羧酶催化下轉(zhuǎn)化成14C-GABA證實(shí)[1]。目前國(guó)內(nèi)外γ-氨基丁酸茶加工過程中鮮葉處理方法主要有厭氧處理、厭氧好氣交替處理、紅外線照射處理、微波照射處理、谷氨酸鈉溶液綜合處理等方法[2～5]，以厭氧處理效果為最好。本研究利用水中無(wú)氧環(huán)境代替真空無(wú)氧環(huán)境，研究鮮葉浸泡處理后茶葉中γ-氨基丁酸含量的變化；同時(shí)研究了不同濃度谷氨酸鈉溶液浸泡鮮葉對(duì)茶葉中γ-氨基丁酸含量的影響，力圖為高γ-氨基丁酸茶的生產(chǎn)找到一種新的途徑。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

湖南省茶葉研究所高橋?qū)嶒?yàn)基地10年生茶樹一芽二葉春梢，品種為白毫早。

1.2 儀器與設(shè)備

加工設(shè)備：普通綠茶生產(chǎn)設(shè)備、制蒸青樣設(shè)備、真空泵、氮?dú)夤?、自封塑料袋。儀器：γ-氨基丁酸測(cè)定高效液相色譜儀（日本島津LC-4A）、純水發(fā)生器及過濾系統(tǒng)（Millipore公司產(chǎn)）。試劑：鄰苯二甲醛(OPA)、Fluka公司產(chǎn)γ-氨基丁酸標(biāo)樣 （Sigma公司產(chǎn)品）、蒸餾水、谷氨酸鈉（分析純）。

γ-氨基丁酸HPLC測(cè)定的色譜條件：分離柱：ISC-07Na型(4.6mmi.d×150mm，5μm)，流動(dòng)相：0.2M檸檬酸鈉緩沖液，pH3.2～10.0，梯度洗脫，流速0.3ml／min；溫度 55℃；檢測(cè)器：RF-530，Ex=348nm，Em=450nm；進(jìn)樣量 5μl；蠕動(dòng)泵 PRR-2A 0.25ml／min；采用鄰苯二甲醛柱后衍生。

γ-氨基丁酸HPLC測(cè)定的實(shí)驗(yàn)過程：樣茶磨碎，準(zhǔn)確稱取2.000g磨碎茶樣于50ml容量瓶中，加入30ml雙蒸水，于85℃水浴中浸提2h，冷卻后定容，過0.45μm濾膜，待上機(jī)分析。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

方案1：蒸餾水浸泡處理對(duì)茶葉中γ-氨基丁酸含量的影響研究。

處理工藝為：鮮葉→浸泡處理→脫水→蒸青→干燥→成品。浸泡處理設(shè)不同時(shí)間因素，分別為0h、3h、6h、9h、12h、15h、18h 等 7 個(gè)處理，浸泡水溫為室溫(22℃，以下同)，每個(gè)處理用葉200g，重復(fù)3次。

方案2：谷氨酸鈉溶液浸泡對(duì)茶葉中γ-氨基丁酸含量的影響研究。

處理工藝為：鮮葉→谷氨酸鈉溶液浸泡處理12h→脫水→蒸青→干燥→成品。設(shè)不同谷氨酸鈉溶液濃度因素5個(gè)處理，分別為0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，每個(gè)處理用葉200g，重復(fù)3次。

方案3：不同加工工藝對(duì)對(duì)茶葉中γ-氨基丁酸含量的影響研究。

處理工藝為：①對(duì)照：鮮葉→攤放12h→炒青綠茶加工→成品。②真空充氮法：鮮葉→真空充氮12h→炒青綠茶加工→成品。③谷氨酸鈉溶液浸泡法：鮮葉→1.5%谷氨酸鈉溶液浸泡12h→脫水→鼓風(fēng)吹干表面水→炒青綠茶加工→成品，每個(gè)處理用葉40kg。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 蒸餾水浸泡處理對(duì)茶葉中γ-氨基丁酸及主要成分的影響

在不對(duì)鮮葉進(jìn)行處理的條件下，白毫早茶樹鮮葉中γ-氨基丁酸含量很低，僅為0.19mg／g。采用蒸餾水進(jìn)行浸泡處理后，在0～15h的范圍內(nèi)，茶葉中γ-氨基丁酸含量一直呈上升趨勢(shì)，浸泡15h后茶葉中γ-氨基丁酸含量提高了9.5倍。浸泡18h后，γ-氨基丁酸含量不再上升，這可能是浸泡時(shí)間過久，鮮葉內(nèi)含物質(zhì)出現(xiàn)了少量溶解所致，因?yàn)榻?5h和18h兩個(gè)處理，浸泡后蒸餾水微帶顏色，浸泡18h后蒸餾水尤為加深。從茶葉主要內(nèi)含成分變化來(lái)看，茶多酚在浸泡過程中一直處于下降趨勢(shì)，在浸泡18h后，由于其自身氧化及溶解，茶多酚含量下降13.5%；氨基酸在浸泡前9h內(nèi)，含量處于逐步上升趨勢(shì)，在12～18h內(nèi)又逐步下降；咖啡堿在整個(gè)過程中變化不大，只是在浸泡18h后才有下降趨勢(shì)；水浸出物方面，在0～12h內(nèi)，水浸出物含量逐步上升，但在處理的12h后，含量逐步下降。從γ-氨基丁酸和茶葉主要內(nèi)含成分變化來(lái)看，使用蒸餾水進(jìn)行浸泡處理的時(shí)間應(yīng)控制在12h左右，此時(shí)生成γ-氨基丁酸接近最大值，同時(shí)又不影響茶葉品質(zhì)成分（表1）。

表1 蒸餾水浸泡時(shí)間對(duì)茶葉中γ-氨基丁酸及主要成分含量的影響Table 1 Soaking period's effect on γ-aminobutyric acid and other content of tea

2.2 不同濃度谷氨酸鈉溶液浸泡處理對(duì)茶葉中γ-氨基丁酸及主要成分的影響

在蒸餾水浸泡處理基礎(chǔ)上，浸泡液配制成不同濃度的谷氨酸鈉溶液，使鮮葉在處理過程中吸收一定的谷氨酸，從而使得在由谷氨酸向γ-氨基丁酸轉(zhuǎn)化過程中，反應(yīng)底物濃度增加，因此生成更多量的γ-氨基丁酸。從表2可以看出，谷氨酸鈉溶液濃度從0%一2.0%的范圍內(nèi)，γ-氨基丁酸含量隨著濃度增加而增加，但濃度達(dá)到1.5%以上時(shí)，增加相對(duì)量明顯下降，2.0%的濃度比1.5%的濃度γ-氨基丁酸含量只增加了3.7%。根據(jù)廖明星等[6]報(bào)道，使用谷氨酸鈉溶液浸泡處理加工γ-氨基丁酸茶時(shí)，谷氨酸鈉溶液濃度過高會(huì)影響成品茶品質(zhì)，同時(shí)綜合考慮γ-氨基丁酸增加相對(duì)量與使用成本二者的關(guān)系，認(rèn)為1.5%谷氨酸鈉溶液是適宜濃度。從茶葉內(nèi)含成分變化來(lái)看，茶多酚、咖啡堿及水浸出物在浸泡過程中變化不大，氨基酸隨著谷氨酸鈉溶液濃度增加呈增加趨勢(shì)，但增加幅度不大。

表2 不同濃度的谷氨酸鈉溶液浸泡處理對(duì)茶葉中γ-氨基丁酸主要成分的影響Table 2 Different concentration of sodium glutamate's effect on γ-aminobutyric acid content of tea

2.3 不同加工工藝對(duì)γ-氨基丁酸茶品質(zhì)的影響

由表3分析結(jié)果可知，與普通綠茶相比，茶葉四種常規(guī)成分中咖啡堿、水浸出物變化差異不大；茶多酚略有變化，表現(xiàn)為真空充氮法處理比普通綠茶下降7.6%，谷氨酸鈉溶液浸泡法比普通綠茶提高1.1%；氨基酸有少量增加，表現(xiàn)為真空充氮法處理比普通綠茶提高4.9%，谷氨酸鈉溶液浸泡法比普通綠茶提高9.8%。品質(zhì)成分中變化最大的是γ-氨基丁酸，谷氨酸鈉溶液浸泡法生產(chǎn)γ-氨基丁酸茶中γ-氨基丁酸的含量達(dá)到了2.85mg／g，比普通綠茶含量(0.18mg／g)提高了15.8倍，比真空充氮法生產(chǎn)γ-氨基丁酸茶含量(2.12mg／g)提高了34.4%。

表3 不同加工工藝γ-氨基丁酸茶品質(zhì)成分分析Table 3 Content analysis of γ-aminobutyricacid tea with different processing

對(duì)不同工藝成品茶進(jìn)行感官審評(píng)可知 (表4)，與普通炒青綠茶相比，真空充氮法生產(chǎn)γ-氨基丁酸茶感官品質(zhì)上具有兩大特征：香氣中帶有明顯的悶氣味；葉底出現(xiàn)紅邊現(xiàn)象，飲用品質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常綠茶品質(zhì)。谷氨酸鈉溶液浸泡法生產(chǎn)γ-氨基丁酸茶感官品質(zhì)和普通炒青綠茶基本一致，幼嫩芽葉未出現(xiàn)紅變現(xiàn)象，成品茶的品質(zhì)更加符合消費(fèi)者口味。同時(shí)生產(chǎn)實(shí)際表明，在谷氨酸鈉溶液浸泡法生產(chǎn)γ-氨基丁酸茶過程中，具有易操作、易規(guī)?；?、低成本、成茶品質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)。

表4 不同加工工藝γ-氨基丁酸茶感官審評(píng)結(jié)果Table 4 Sensory taste of γ-aminobutyricacid tea with different processing

3 討論

植物性食品原料中，γ-氨基丁酸形成機(jī)理和富集因素已有一些研究[7，8]，證明在缺氧、冷害、熱刺激以及機(jī)械刺激等逆境條件下γ-氨基丁酸含量均有明顯增加。茶葉中γ-氨基丁酸富集方法實(shí)際上也遵循這一原理，不論是厭氧處理還是其它照射處理，實(shí)質(zhì)上是給茶鮮葉造成一種逆境條件，在逆境條件下谷氨酸脫羧酶活性得到激活，促使谷氨酸向γ-氨基丁酸大量轉(zhuǎn)化，因此提高茶葉中γ-氨基丁酸含量技術(shù)關(guān)鍵在于如何最大限度地提高谷氨酸脫羧酶的活性。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)茶鮮葉進(jìn)行浸泡處理，在造成鮮葉缺氧條件下，同時(shí)又造成鮮葉淹漬條件，兩種逆境綜合作用激活了谷氨酸脫羧酶的活性，從而使茶葉中γ-氨基丁酸含量得到增加，研究也證明在一定的浸泡時(shí)間內(nèi)(0～15h)，γ-氨基丁酸含量與浸泡時(shí)間呈正相關(guān)。在使用谷氨酸鈉溶液浸泡鮮葉處理時(shí)，在谷氨酸脫羧酶得到激活的同時(shí)，轉(zhuǎn)化反應(yīng)的底物濃度得到加強(qiáng)，使得茶葉中γ-氨基丁酸含量增加得更快。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，采用1.5%谷氨酸鈉溶液浸泡12h處理茶鮮葉來(lái)加工γ-氨基丁酸茶是一種實(shí)用、易于推廣的方法。

1 Tsushida T，Murai T.Conversion of Glutamic Acid to γ-Aminobutyric Acid inTea Leaves under Anaerobic Conditions[J].Agric Boil Chem，1987，51(11)：2865～2871.

2 楊勝遠(yuǎn)，陸兆新，呂風(fēng)霞，等.γ-氨基丁酸的生理功能和研究開發(fā)進(jìn)展[J].食品科學(xué)，2005，26，（9）：546～550.

3 黃亞輝，鄭紅發(fā)，曾 貞.金白龍茶(GABARON)的研制及臨床試驗(yàn)[J].茶葉通訊，2001，(4)：3～5.

4 林 智，大森正司.γ-氨基丁酸茶(Cabaron Tea)降血壓機(jī)理的研究[J].茶葉科學(xué)，2001，21(2)：153～156.

5 林 智，林鐘鳴，尹軍峰，等.厭氧處理對(duì)茶葉γ-氨基丁酸含量及其品質(zhì)的影響[J].食品科學(xué)，2004，25（2）：35～39.

6 廖明星，陳志杰.原料鮮茶葉γ-氨基丁酸富集的關(guān)鍵技術(shù)[J].食品科技，2007，（9）：92～95.

7 田小磊，吳曉嵐，張蜀秋，等.γ-氨基丁酸在高等植物逆境反映中的作用[J].生命科學(xué)，2002，14（4）：215～219.

8 郭曉娜，朱永義，朱科學(xué).生物體內(nèi)γ-氨基丁酸的研究[J].氨基酸和生物資源，2003，25（2）：70～72.

9 楊勝遠(yuǎn)，陸兆新，呂風(fēng)霞，等.γ-氨基丁酸的生理功能和研究開發(fā)進(jìn)展[J].食品科學(xué)，2005，26（9）646～550.