60Co-γ輻照處理對(duì)安化紅茶品質(zhì)的影響

涂曉翼，武小芬，陳 亮，陳靜萍，王克勤，劉仲華

（1. 湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；2. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家 植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

中國(guó)是茶葉的故鄉(xiāng)，目前全國(guó)有20個(gè)省產(chǎn)茶，8 000萬(wàn)名茶農(nóng)，種植面積和產(chǎn)量均居世界首位，是名副其實(shí)的產(chǎn)茶大國(guó)。隨著人們健康消費(fèi)觀念的普及，茶正被越來(lái)越多的人接受、喜愛(ài)和追求，成為社會(huì)生活中不可缺少的健康飲品。目前關(guān)于輻照提高茶葉品質(zhì)已有研究報(bào)道。錢之江等[1]研究表明3～5 kGy的輻照劑量能明顯改善綠茶的衛(wèi)生品質(zhì)；周樹(shù)紅等[2]研究發(fā)現(xiàn)一定劑量范圍內(nèi)的輻照能增加普洱茶的水浸出物含量、可溶性糖含量、茶多酚總量及氨基酸總量；伍玲等[3]認(rèn)為輻照能夠較好地降解茶葉中的菊酯類農(nóng)藥殘留。

安化紅茶是 有湖南特 色的茶，是“湖紅”的代表，已有千年生產(chǎn)史[4]。文章以安化紅茶為研究對(duì)象，比較不同輻照劑量處理對(duì)安化紅茶品質(zhì)的影響，為安化紅 茶品質(zhì)的提升提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與儀器

安化紅茶（湖南省安化茶廠，2012年生產(chǎn)）；60Co輻射源（湖南省核農(nóng)學(xué)與航天育種研究所）；分光光度計(jì)（上海佑科）；高壓液相色譜（日本島津）。

1.2 輻照處理

樣品用塑料袋密封包裝后，在室溫下進(jìn)行靜態(tài)輻照處理，輻照劑量分別為0、2、4、6、8、10 kG y，輻照源強(qiáng)度為9.99×1015Bq，輻照劑量率為2 kGy/h。

1.3 分析方法

茶多酚測(cè)定方法參照GB/T 8313-2008《茶-茶多酚測(cè)定》[5]；游離氨基酸總量測(cè)定方法參照GB/T 8314-2002《茶-游離氨基酸總量測(cè)定》[6]；水浸出物測(cè)定參照GB/T 8305-2002《茶水浸出物測(cè)定》[7]；茶黃素、茶紅素測(cè)定采用比色系統(tǒng)法[8]；生物堿、兒茶素采用高效液相色譜測(cè)定，色譜條件：色譜柱（him-pack ODS184.6 mm×150 mm×5 μm）；紫外檢測(cè)器檢測(cè)波長(zhǎng)為278nm；流動(dòng)相A為水、B為甲酰胺︰甲醇︰冰醋酸=40︰2︰1.5（體積比），流速：1.1 mL/min。各測(cè)定均重復(fù)2次，取平均值。數(shù)據(jù)分析采用DPS 6.5。

2 結(jié)果與分析

2.1 輻照對(duì)茶色素含量的影響

茶黃素（TFS）、茶紅素（TRS）是紅茶中的兩種主要色素，對(duì)紅茶的品質(zhì)起著決定性的作用，其中茶紅素含量最高，是構(gòu)成紅茶“紅湯紅葉”的重要成分，茶黃素使紅茶湯色“亮”，并形成茶湯金圈的重要物質(zhì)[9]。紅茶在發(fā)酵加工過(guò)程中，兩種茶色素由茶多酚在酶的作用下氧化聚合而成[10]。

2.1.1 輻照對(duì)茶黃素含量的影響 由圖1可知，在0～4 kGy輻照劑量時(shí)，安化紅茶中茶黃素含量由2.86 %升高至3.46 %，增加顯著；在4～10 kGy輻照劑量時(shí)，茶黃素含量變化不顯著。因?yàn)椴椟S素是由相對(duì)不穩(wěn)定的茶多酚氧化聚合而來(lái)的，而γ射線輻照可以讓物質(zhì)發(fā)生諸如氧化、聚合等輻射化學(xué)反應(yīng)[11]。

圖1 輻照對(duì)茶紅素和茶黃素含量的影響Fig.1 Effects of irradiation on contents of thearubigins and theafl avins

2.1.2 輻照對(duì)茶紅素含量的影響 γ輻照能較明顯地降低安化紅茶中茶紅素含量：在0～4 kGy輻照劑量時(shí)，茶紅素含量由23.92 %顯著降低至14.29 %，此后隨著輻照劑量的升高茶紅素含量又有增加的趨勢(shì)。通常認(rèn)為，茶紅素含量太高有損品質(zhì)，使滋味淡薄，湯色變暗；而其含量太低，則茶湯紅濃不夠。

2.1.3 輻照對(duì)茶紅素/茶黃素（TRS/TFS）比值的影響TRS/TFS比值過(guò)高，茶湯色暗且滋味強(qiáng)度不足；TRS/TFS比值低，茶湯色亮度好，剌激性強(qiáng)，但湯色紅濃度不夠。研究結(jié)果顯示，在0～10 kGy輻照劑量時(shí)，輻照處理TRS/TFS比值呈先增高后降低的趨勢(shì)。

2.2 輻照對(duì)多酚類物質(zhì)的影響

茶多酚是茶葉中主要的生物活性物質(zhì)，其化學(xué)性質(zhì)相對(duì)不穩(wěn)定，易發(fā)生氧化。兒茶素作為多酚類物質(zhì)的主要成分，主要包括表兒茶素（EC），表沒(méi)食子兒茶素（EGC），表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（EGCG），表兒茶素沒(méi)食子酸酯（ECG）[12]。紅茶中的茶多酚在加工過(guò)程中，大部分在酶的作用下被轉(zhuǎn)化為茶色素。

由表1可知，安化紅茶茶多酚含量為14.20 %，經(jīng)過(guò)輻照處理后，茶多酚含量發(fā)生小幅波動(dòng)，但變化不顯著，可能是由于容易被氧化的多酚類物質(zhì)在加工過(guò)程中已經(jīng)被氧化的緣故。同時(shí)，茶葉中沒(méi)食子酸（Gallic acid）和EC隨輻照劑量的增大呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)；當(dāng)輻照劑量大于6 kGy，EGC含量下降，EGCG和ECG含量在輻照前后均沒(méi)有明顯變化。

2.3 輻照對(duì)氨基酸含量的影響

茶葉中共有26種氨基酸，鮮葉中大部分以活性肽或酶的形式存在，它們?cè)诓枞~加工過(guò)程中直接或間接參與反應(yīng)形成茶葉的特有品質(zhì)，加工完成后存留在茶葉中的氨基酸直接構(gòu)成茶葉的滋味及香味。茶氨酸是茶葉中一種特殊的氨基酸，它能緩解茶湯苦澀味，也是評(píng)判紅茶品質(zhì)的重要參考因子。陳昌輝等[13]研究表明，紅茶中氨基酸含量與紅茶的香氣、滋味呈顯著正相關(guān)關(guān)系。

由表2可知，當(dāng)輻照劑量低于10 kGy時(shí)，游離氨基酸總量先上升，隨劑量增大又下降，但其總含量變化沒(méi)有顯著性差異；對(duì)于茶葉中的特征性氨基酸——茶氨酸而言，輻照劑量在0～4 kGy時(shí)，含量顯著提高，超過(guò)4 kGy其含量又下降。

表1 輻照對(duì)多酚類物質(zhì)和沒(méi)食子酸含量的影響 （%）Table 1 Effects of irradiation on contents of polyphenols and gallic acid

表2 輻照對(duì)氨基酸含量的影響 （%）Table 2 Effect of irradiation on content of amino acids

2.4 輻照對(duì)生物堿含量的影響

生物堿是茶葉中重要的生物活性物質(zhì)。茶葉中含量較高的生物堿主要有咖啡堿（Caffeine）、可可堿（Theobromine）和茶堿（Theophylline），其中咖啡堿占茶葉中生物堿總量的90 %以上。紅茶中的咖啡堿可以與茶黃素以氫鍵締合后形成復(fù)合物而賦予茶湯鮮爽味。

從表3中可以看出，輻照對(duì)安化紅茶中3種主要的生物堿沒(méi)有顯著影響。一方面可能是由于茶葉中生物堿化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，10 kGy以下的輻照劑量不會(huì)引起其結(jié)構(gòu)變化；另一方面，10 kGy以下的輻照劑量可能不會(huì)使其浸出率提高。

表3 輻照對(duì)生物堿含量的影響 （%）Table 3 Effect of irradiation on content of alkaloid

2.5 輻照對(duì)水浸出物總量的影響

水浸出物是指茶葉中被水浸泡出的各種物質(zhì)的總稱，水浸出物的含量直接影響茶湯的色澤和滋味，因此水浸出物含量與茶葉品質(zhì)呈正相關(guān)。

從圖2中可以看出，當(dāng)輻照劑量為2 kGy時(shí)，紅茶中水浸出物含量稍有增加，但隨劑量增 大而下降，當(dāng)輻照劑量達(dá)到8 kGy時(shí)又有少量的增加。當(dāng)輻照劑量在10 kGy以下時(shí)，輻照對(duì)安化紅茶水浸出物含量沒(méi)有顯著影響，這與輻照對(duì)茯磚茶水浸出物含量的影響相似[14]。

圖2 輻照對(duì)水浸出物含量的影響Fig.2 Effect of irradiation on content of water extracts

3 小結(jié)與討論

紅茶制造工藝與綠茶、黃茶和黑茶等最大的區(qū)別在于紅茶通過(guò)萎凋可以提高鮮茶葉中酶的活性，從而使茶葉中兒茶素和多酚類化合物通過(guò)氧化聚合生成茶紅素和茶黃素等茶色素類物質(zhì)，形成了紅茶特有的滋味[15]。且茶紅素和茶黃素所發(fā)揮的生物學(xué)活性作用并未降低，甚至在某些方面更勝于兒茶素[16]。

彭玲等[17]以普洱茶為研究對(duì)象，利用60Co-γ射線對(duì)其殺菌效果和品質(zhì)進(jìn)行研究，結(jié)果表明，當(dāng)輻照劑量為3.6～5.0 kGy時(shí)，可將普洱茶中污染微生物的量保持在低于1×103cfu/g。黃志勇等[18]采用輻照改善綠茶品質(zhì)研究得出，4 kGy 劑量處理的農(nóng)藥殘留輻照降解效果明顯；微生物含量明顯降低，沒(méi)有檢出致病菌，同時(shí)茶葉感官品質(zhì)基本保持不變。李臘[19]采用UV-B輻照綠茶攤放葉后，發(fā)現(xiàn)咖啡堿含量隨輻照時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減低；氨基酸含量則總體上呈現(xiàn)增長(zhǎng)性；總黃酮、多酚類總體呈遞增趨勢(shì)，后期略有下降；兒茶素總量出現(xiàn)了先增后減的趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，輻照技術(shù)在茶葉加工中不僅能夠提高茶葉衛(wèi)生品質(zhì)，降解農(nóng)藥殘留，而且還可以提高茶葉的內(nèi)在品質(zhì)。

研究結(jié)果表明，60Co-γ輻照處理能明顯提高安化紅茶的可浸出茶黃素和特征性氨基酸——茶氨酸的含量，當(dāng)輻照劑量為0～4 kGy時(shí)，茶黃素含量從2.86 %升高至3.46 %，茶氨酸含量由0.024 %增加至0.028 %。當(dāng)輻照劑量為0～10 kGy時(shí)，茶紅素含量隨輻照劑量的增大呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)，其中4 kGy時(shí)的含量最低，為14.29 %；茶紅素/茶黃素（TRS /TFS）的比值先增高后降低。此外，10 kGy以下的輻照劑量對(duì)安化紅茶的茶多酚、游離氨基酸、生物堿及水浸出物總量沒(méi)有明顯影響。

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