不同浸提過程對(duì)GABA速溶紅茶生化成分的影響

何佳寧 黃亞輝（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣州 510642）

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不同浸提過程對(duì)GABA速溶紅茶生化成分的影響

何佳寧 黃亞輝
（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣州 510642）

[摘 要]γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）是一種天然功能性氨基酸，具有多種保健功能，如調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)、降血壓、抗衰老、活化肝腎等多種功能；速溶茶粉具有與茶葉相同的保健功效，飲用方便、快捷，易與其它植物提取物相結(jié)合。浸提是速溶茶加工中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于速溶茶產(chǎn)品的制得率以及品質(zhì)形成都具有重要影響。本文以提取率、氨基酸以及γ-氨基丁酸等成分為指標(biāo)，在參考結(jié)合單因素試驗(yàn)研究結(jié)果基礎(chǔ)上，采用L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)GABA速溶紅茶粉的浸提工藝，研究各因素在浸提過程中對(duì)GABA速溶紅茶粉的生化成分影響，并確定最佳工藝條件。研究結(jié)果表明：γ-氨基丁酸最佳浸提參數(shù)為浸提水溫60℃、茶水比為(茶葉量與浸提用水量之比)1：15、浸提時(shí)間為40min。

[關(guān)鍵詞]GABA；速溶紅茶；浸提；正交試驗(yàn)；生化成分

γ-氨基丁酸(GABA)是一種非蛋白質(zhì)組成的天然氨基酸，在動(dòng)物、植物和微生物中均有存在。研究表明，γ-氨基丁酸具有降低血壓及調(diào)節(jié)心血管活動(dòng)、調(diào)節(jié)生殖功能及激素分泌、促進(jìn)睡眠、改善腦血管及神經(jīng)功能、治療癲癇與抗驚厥等方面的功能，將其應(yīng)用于功能性食品開發(fā)大有作為[1]。因此，近年來γ-氨基丁酸成為關(guān)注的熱點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、保健食品及農(nóng)產(chǎn)品等行業(yè)[2]。目前，γ-氨基丁酸茶已分別開發(fā)成γ-氨基丁酸綠茶、γ-氨基丁酸烏龍茶、γ-氨基丁酸紅茶、γ-氨基丁酸超微茶粉、γ-氨基丁酸速溶茶等產(chǎn)品。

速溶茶是以成品茶或鮮葉為原料通過提取、濃縮和干燥等工序加工成的一種粉末狀或碎片狀或小顆粒狀的新型產(chǎn)品[3]。由于速溶茶基本保持了茶葉原來的色、香、味，且同時(shí)具備營(yíng)養(yǎng)、方便、衛(wèi)生、高雅等特點(diǎn)而深受國(guó)外許多消費(fèi)者的喜愛，是國(guó)外當(dāng)前最為流行的一種飲料[4]。速溶茶的生產(chǎn)主要包括原料處理、浸提、凈化、濃縮、干燥、包裝等工序[5]。其中浸提是速溶茶生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，浸提條件不僅影響成品的色、香、味等品質(zhì)，也影響到成品得率。浸提條件包括浸提方法、茶葉粉碎度、茶葉與水的比例、浸提溫度和浸提時(shí)間等。

本實(shí)驗(yàn)在γ-氨基丁酸紅茶的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同浸提條件對(duì)γ-氨基丁酸速溶茶加工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，探討不同浸提過程對(duì)γ-氨基丁酸速溶茶提取率和生化成分的影響，從而為γ-氨基丁酸速溶茶產(chǎn)品的開發(fā)提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

γ-氨基丁酸茶，采摘標(biāo)準(zhǔn)為一芽二葉，加工于廣西金秀，茶鮮葉經(jīng)過特定處理后制成GABA紅茶。

1.2 試驗(yàn)試劑

γ-氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)品，Sigma公司生產(chǎn)；超純水；酒石酸亞鐵、氯化亞錫、酒石酸鉀鈉、茚三酮、2,4-二硝基氟苯、乙氰、N,N-二甲基甲酰胺、磷酸二氫鉀等試劑均為分析純。

1.3 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

UV-2450紫外可見分光光度計(jì)（日本島津公司）、AB204-N型電子天平（上海梅特勒-托利多儀器有限公司）、DK-8D電熱恒溫水浴鍋（北京市永光明醫(yī)療儀器廠）、SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）、高效液相色譜儀（安捷倫儀器有限公司）、全自動(dòng)噴霧干燥儀（長(zhǎng)沙海凌生物技術(shù)有限公司）。

1.4 方法

1.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

取經(jīng)過特定加工過程制得的GABA紅茶原料，根據(jù)速溶茶常規(guī)生產(chǎn)工藝進(jìn)行浸提實(shí)驗(yàn)，在參考結(jié)合目前已有的單因素試驗(yàn)研究結(jié)果的基礎(chǔ)上按照不同的浸提時(shí)間、溫度以及茶水比進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，浸提后進(jìn)行過濾、濃縮、噴霧干燥，制成GABA速溶紅茶粉，進(jìn)行下一步各項(xiàng)生化成分的測(cè)定，以確定最佳浸提參數(shù)。

目前，已有較多研究通過控制不同浸提過程中的各項(xiàng)因素，即溫度、時(shí)間以及茶水比進(jìn)行單因素試驗(yàn)，并得出了不同浸提參數(shù)對(duì)速溶茶生化成分的影響及最佳浸提參數(shù)的結(jié)果。如崔繼來[16]等研究表明，提取綠茶速溶茶粉最佳參數(shù)組合為：提取溫度83℃，提取時(shí)間74min，茶水比為1：20；許勇泉[2]等研究表明，隨著浸提溫度的增加，速溶茶浸提得率、主要生化成分提取量逐漸增加；隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，速溶茶浸提得率、主要生化成分提取量逐漸增加等等。

為提高實(shí)驗(yàn)效率與更深一步研究各項(xiàng)浸提因素對(duì)速溶茶生化成分的綜合影響，本研究根據(jù)目前眾多單因素試驗(yàn)研究結(jié)果，進(jìn)行綜合考慮，針對(duì)各項(xiàng)浸提因素設(shè)置合理的參數(shù)，直接進(jìn)行正交試驗(yàn)。

本試驗(yàn)選擇浸提溫度（40℃、60℃、80℃）、浸提時(shí)間（20min、40min、60min）和茶水比（1：10、1：15、1：20）進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)，比較不同浸提溫度、時(shí)間、茶水比對(duì)γ-氨基丁酸速溶茶生化成分的影響，以期找到適合γ-氨基丁酸速溶茶的最佳浸提參數(shù)。

表 1 正交試驗(yàn)因素水平表

表 2 正交試驗(yàn)處理

1.4.2 基本生化成分測(cè)定

水分：按GB 8304—1987《茶 水分測(cè)定》進(jìn)行；

茶多酚采用酒石酸亞鐵比色法；

游離氨基酸總量采用茚三酮比色法；

茶湯總固形物含量測(cè)定采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)法。

1.4.3 γ-氨基丁酸含量的分析方法

茶葉中氨基酸的定量檢測(cè)方法目前有多種，如：比色法、紙層析法、氨基酸自動(dòng)分析儀法、毛細(xì)管電泳法[18]等。本研究采用DNFB柱前衍生法對(duì)茶葉中GABA進(jìn)行定量。DNFB衍生法步驟簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快，過量試劑不干擾測(cè)定[19]，是一種比較常規(guī)的氨基酸衍生方法。

γ-氨基丁酸含量的分析方法[20]：色譜條件：Elite-AAK氨基酸分析ODS(4.6mm×250mm)，流動(dòng)相：A為V(CH3CN):V(H2O)=1:1；B為0.05mol/L乙酸鈉緩沖液（pH6.5，含10mL/LN,N-二甲基甲酰胺），梯度洗脫，流速0.8mL/min，柱溫30℃，波長(zhǎng)360nm。

氨基酸柱前衍生化：將3% 2,4-二硝基氟苯的乙腈溶液作為衍生劑。取樣品1mL置10mL棕色量瓶中，加入0.5mol/L(pH9.0)碳酸氫鈉溶液2mL和3% 2,4-二硝基氟苯乙腈溶液1mL，用封口膜封口，置于60℃水浴中暗處加熱，1h后取出冷卻至室溫，加0.01mol/L(pH7.0)磷酸二氫鉀緩沖液至刻度，用0.45μm濾膜過濾后，轉(zhuǎn)移至樣品管中，上機(jī)測(cè)定。

1.4.4 GABA速溶茶得率的測(cè)定

得率=(m/M)×100% ………………………… (1)

式(1)中，m—制得的茶粉質(zhì)量；M—投入的原材料質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS19.0軟件進(jìn)行分析處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 GABA速溶紅茶浸提正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)探究不同浸提條件對(duì)GABA速溶紅茶提取率、茶多酚、氨基酸、γ-氨基丁酸含量的影響，找出影響顯著的浸提因素，探索生產(chǎn)GABA速溶紅茶的最佳浸提工藝條件，對(duì)GABA速溶紅茶生產(chǎn)提供一定的工藝參數(shù)和理論指導(dǎo)。

表4 不同浸提過程對(duì)GABA速溶紅茶提取率、基本生化成分分析結(jié)果

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表5可看出，通過極差分析，GABA速溶紅茶的總固形物提取率和GABA含量受浸提溫度影響最大，浸提時(shí)間次之，茶水比影響最小，影響GABA紅茶的總固形物提取率和GABA含量的主次順序均為A＞B ＞C，即浸提溫度＞浸提時(shí)間＞茶水比。而對(duì)游離氨基酸總量和茶多酚含量而言，浸提溫度影響最大，茶水比次之，浸提時(shí)間影響最小，影響氨基酸和茶多酚含量的主次順序?yàn)锳＞C＞B，即浸提溫度＞茶水比＞浸提時(shí)間。綜合各因素分析可知，GABA速溶紅茶的茶多酚含量、總固形物提取率在浸提條件為A3B3C3中達(dá)到最高，而氨基酸含量在A1B2C1，GABA含量在A3B1C2中達(dá)到最高。

表6 正交試驗(yàn)方差分析表

從表6可知，浸提溫度對(duì)茶多酚和總固形物提取率的影響最大，具有極顯著性影響(P<0.01)。影響總固形物提取率其次為浸提時(shí)間(P>0.05)，而茶水比的影響最小(P>0.05)。此外，茶水比對(duì)茶多酚含量的影響顯著，但未達(dá)到極顯著程度（0.010.05)。為進(jìn)一步研究浸提過程中的三個(gè)因素，即浸提溫度、時(shí)間以及茶水比各水平之間對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響，數(shù)據(jù)結(jié)果采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（Duncan 新復(fù)極差法），結(jié)果如下：

表7 不同浸提過程對(duì)GABA速溶紅茶提取率、茶多酚含量的影響

由表7可得，隨著浸提溫度的提高、浸提時(shí)間的增長(zhǎng)以及茶水比例的增大，GABA速溶紅茶的提取率和茶多酚的含量均呈增加的趨勢(shì)。其中浸提溫度中的3個(gè)水平對(duì)提取率產(chǎn)生了顯著影響，對(duì)于茶多酚含量而言，水平1和水平2、3之間存在顯著差異。對(duì)于浸提時(shí)間而言，三個(gè)水平之間對(duì)提取率和茶多酚含量均沒有顯著差異。結(jié)合相關(guān)理論可知，隨著浸提溫度的提高、時(shí)間的延長(zhǎng)以及茶水比例的增大，有利于增強(qiáng)分子運(yùn)動(dòng)，使可溶性成分更有效的浸出，由此增加了提取率及茶多酚含量。由此可總結(jié)出，浸提溫度相對(duì)于浸提時(shí)間和茶水比例而言，對(duì)提取率和茶多酚含量的影響更為顯著，適當(dāng)?shù)奶岣呓釡囟?，將能保證較高的提取率和茶多酚含量。

表8 不同浸提過程對(duì)GABA速溶紅茶氨基酸、γ-氨基丁酸含量的影響

由表8可得，隨著浸提溫度的提高，GABA速溶紅茶的氨基酸含量呈一定的下降趨勢(shì)，這可能是部分氨基酸發(fā)生了轉(zhuǎn)化形成其他物質(zhì)造成的，但三個(gè)水平之間沒有顯著差異，而對(duì)于γ-氨基丁酸含量則呈現(xiàn)一定的上升趨勢(shì)，但同樣差異不顯著。對(duì)于浸提時(shí)間和茶水比例而言，三個(gè)水平之間對(duì)氨基酸和γ-氨基丁酸含量均沒有顯著差異。

3 討論與結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)中的最佳浸提參數(shù)是根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，以提取率、氨基酸、γ-氨基丁酸含量為主要指標(biāo)確定的，在實(shí)際生產(chǎn)中，還可根據(jù)更多的因素，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮確定最佳的浸提參數(shù)。此外，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)而言，本實(shí)驗(yàn)是在參考目前已有的單因素試驗(yàn)研究結(jié)論的基礎(chǔ)上，制定和開展正交試驗(yàn)的，在正交試驗(yàn)的因素和水平選擇上盡量選擇了有代表性、差異性的因素和水平，但是三因素三水平的設(shè)定也存在一定的不全面性，對(duì)今后的研究可以進(jìn)一步擴(kuò)大和細(xì)化各項(xiàng)因素水平，從而得到更為可靠和全面的結(jié)論。對(duì)于研究的內(nèi)容而言，主要是針對(duì)浸提過程中的三個(gè)因素對(duì)于GABA速溶紅茶主要生化成分的影響，而這些因素對(duì)于速溶茶粉其他方面的影響，如感官品質(zhì)等影響，以及其他GABA茶類在不同浸提過程中產(chǎn)生的變化則有待于進(jìn)一步的細(xì)化和研究。

經(jīng)過正交試驗(yàn)及分析可得：浸提過程中的三個(gè)因素，即浸提溫度、浸提時(shí)間、茶水比對(duì)GABA速溶紅茶粉的生化成分有著不同的影響，其中浸提溫度對(duì)GABA速溶紅茶生化成分的影響最大，不同水平對(duì)提取率和茶多酚含量均產(chǎn)生了顯著差異；而浸提時(shí)間和茶水比雖對(duì)提取率和生化成分產(chǎn)生了一定的影響，但是不同水平間未出現(xiàn)顯著差異。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，綜合考慮速溶茶的提取率、氨基酸及γ-氨基丁酸含量，最終選擇浸提溫度60℃、浸提時(shí)間40min及茶水比1：15為γ-氨基丁酸速溶茶最優(yōu)浸提參數(shù)。

*本文研究得到福建省“2011協(xié)同創(chuàng)新中心”中國(guó)烏龍茶產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心專項(xiàng)的支持。

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