高花青素茶研究進(jìn)展

楊家干

(貴州省遵義市茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心 563000)

高花青素茶研究進(jìn)展

楊家干

(貴州省遵義市茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心 563000)

綜述了茶樹中花青素形成的原因、高花青素茶葉生化特點(diǎn)與生理功能以及高花青素保健產(chǎn)品開發(fā)等方面內(nèi)容，為高花青素茶樹種質(zhì)資源創(chuàng)新利用，開發(fā)符合市場需求的高花青素茶葉特色產(chǎn)品提供理論基礎(chǔ)。

高花青素；生理功能；產(chǎn)品開發(fā)

茶樹芽葉的顏色有濃綠(又稱深綠、墨綠)、黃綠、紅褐和紫褐色等，這是因?yàn)椴铇淙~片中含有多種色素，而不同的色素又有不同的呈色反映的緣故[1]。紫色芽葉是茶樹芽葉呈現(xiàn)的常見性狀之一[2]。研究表明，花青素在茶葉細(xì)胞內(nèi)高濃度積累是紅紫色芽葉呈現(xiàn)“紅紫色”的主要原因[3]，芽葉紅紫色的深淺與花青素的含量呈正相關(guān)，所表現(xiàn)的就是不同茶樹品種芽葉的紅紫色程度不同。根據(jù)觀察和研究，花青素在茶樹中普遍存在，不僅存在于紅紫化茶樹中，部分綠色芽葉中也有存在，這是茶樹抗逆生理的表現(xiàn)形式之一[4]。

紅紫色芽葉一般可分為兩種類型，一是普通茶樹品種上產(chǎn)生的紅紫色芽葉，這主要是外界環(huán)境條件影響的結(jié)果，是一種茶樹抗逆生理的表現(xiàn)形式，夏季強(qiáng)光高溫條件下，海拔較高的群體茶園中紅紫色芽葉發(fā)生率很高；二是特異紅紫芽茶樹品種全年新梢出現(xiàn)的紅紫色芽葉，更多地體現(xiàn)了茶樹品種的遺傳特性[5]。

1 茶樹花青素組成成分

花青素是一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，屬黃酮類化合物，是植物的主要呈色物質(zhì)?；ㄇ嗨卦诓铇渲写嬖诰哂衅毡樾浴Ｄ壳霸谥参镏幸阎幕ㄇ嗨赜卸喾N，一般認(rèn)為茶葉的花青素主要組成為天竺葵色素及其苷、飛燕草花青素及其苷、芙蓉花青素及其苷和翹搖紫苷元4類。另外茶葉中還有花白素及由兒茶素聚合形成的原花色素，酸性條件下這2類物質(zhì)可部分轉(zhuǎn)化為花青素[4]。茶葉花青素含量一般占干物的0.01%左右，紫色芽葉可高達(dá)0.5% ～1.0%，有的甚至更高，例如“紫娟”茶一芽二葉新梢中花青素含量高達(dá)2.7%～3.6%[6]。研究表明，茶葉中花青素種類較為豐富，不同品種中的花青素種類略有區(qū)別[7～8]。

2 花青素產(chǎn)生環(huán)境原因

2.1 光照

光照是影響花青素形成的主要原因。強(qiáng)紫外光條件下，茶樹體內(nèi)新陳代謝過程中的氧化勢加強(qiáng)，產(chǎn)生花青素[4]。不同光質(zhì)對茶樹花青素積累的影響不同，同時不同色膜覆蓋條件下，花青素的積累表現(xiàn)為黃色gt;透明gt;對照gt;藍(lán)色gt;紅色gt;黑色[9]。

2.2 溫度和水分

糖是花青素合成的觸發(fā)劑[10]。茶葉中的花青素，由于多以糖苷的形式存在，因而在糖的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化受影響時，為花青素的形成提供了先質(zhì)條件。根據(jù)茶樹次生代謝研究結(jié)果，一般認(rèn)為茶樹體內(nèi)主要是葡萄糖生成花青素。低溫、干旱等條件下，同化的糖類物質(zhì)因低溫而流轉(zhuǎn)受妨礙，滯留在葉內(nèi)，誘發(fā)花青素的合成。春季嫩芽和秋季紅葉的花青素，大部分是因此而產(chǎn)生的[1]。

2.3 礦質(zhì)元素

當(dāng)茶樹出現(xiàn)紅紫化現(xiàn)象時，使用硼肥或磷肥，均能抑制花青素的形成，這可能與促進(jìn)糖類運(yùn)轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)化有關(guān)系[4]。

3 茶樹花青素合成生理原因

花青素是類黃酮生物合成途徑中最主要的代謝產(chǎn)物之一，其代謝途徑是花青素積累與器官著色的基礎(chǔ)[5]。花青素的合成主要受兩類基因的控制，一類是結(jié)構(gòu)基因，編碼花青素生物合成的催化酶；另一類則是調(diào)節(jié)基因，編碼的轉(zhuǎn)錄因子應(yīng)答外界刺激，調(diào)控結(jié)構(gòu)基因的時空表達(dá)[11]。在花青素合成的途徑中，直接編碼花青素苷生物合成途徑中的關(guān)鍵酶類有查爾酮合成酶、查爾酮異構(gòu)酶、黃烷酮 3～ 羥化酶、二羥基黃酮醇還原酶等，均屬于花青素生物合成酶[12]。

4 高花青素茶樹種質(zhì)資源創(chuàng)新利用

劉富知[13]等推論在某些地方有性群體品種中可以篩選出花青素含量高的茶樹類型。2005年，云南省茶葉研究所選育的遺傳特性穩(wěn)定、品種性狀純一、無變異的具有紫芽、紫葉、紫莖的“紫娟”茶樹成為我國第一個品種權(quán)保護(hù)茶樹新品種[14]。廣東省農(nóng)科院飲用植物研究所于2003 年從云南大葉和鳳凰水仙群體品種中選出約20個紅紫芽品種優(yōu)良品系[15]。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)也篩選到了9803和9809兩個高花青素新品系[16]。

5 高花青素茶的生化特點(diǎn)

大量研究表明，紅紫色芽葉其他生化成分的研究結(jié)果差異比較大，不同品種和不同生長季節(jié)茶樹上產(chǎn)生的紫色芽葉，其紫色深淺和芽葉化學(xué)組成不盡相同[5]。劉富知等[13]研究表明，安化群體品種茶樹上的紅紫色芽葉較綠色芽葉含有較多的茶多酚、兒茶素和黃酮類化合物，保健性強(qiáng)的L-EGCG 含量亦偏高。周志高等[17]研究發(fā)現(xiàn)，紫筍茶樹芽葉與普通茶樹芽葉比較，多酚類物質(zhì)較高。梁名志等[18]發(fā)現(xiàn)特種紫茶的黃酮類、咖啡堿、鋅和花青素含量較高。蕭力爭等[16]研究認(rèn)為紫芽品種茶樹芽葉紫色深淺與花青素相關(guān)，而與茶多酚、咖啡堿、氨基酸、黃酮類、水浸出物、兒茶素等含量沒有直接相關(guān)性。紫色芽的花青素、茶多酚、水浸出物、兒茶素總量、酯型兒茶素總量等均較正常黃綠色芽葉高。

6 高花青素茶的生理功能

6.1 抗炎作用

陳瓊等[19]指出茶樹紫色芽葉提取物有顯著的抗炎作用。通過構(gòu)建小鼠不同模型研究茶樹紫色芽葉提取物的抗急性、慢性炎癥作用，表明紫芽茶提取物有抗小鼠耳廓急性炎癥、抗大鼠足趾腫脹，而且對大鼠慢性炎癥亦有抑制作用。

6.2 抗氧化清除自由基作用

Rashid K 等[20]發(fā)現(xiàn)花青素能顯著提高大腦細(xì)胞谷胱甘肽(GSH)的水平，增強(qiáng)大腦抗氧化的能力。據(jù)美國的研究，花青素的抗氧化能力比維生素 E高50倍，比維生素C高20倍，并且它對人體的生物有效性達(dá)100%。 費(fèi)旭元[21]以98%的茶多酚作對照，對高花青素茶樹品種“紫娟”中的花青素不同提取物的抗氧化活性進(jìn)行測定，結(jié)果表明，花青素提取物及其柱分離物具有比98%茶多酚更強(qiáng)的抗氧化能力，各組分清除羥自由基能力亦高。

6.3 降壓作用

云南省藥物研究所進(jìn)行動物降壓實(shí)驗(yàn)表明，“紫娟”茶的降壓能力優(yōu)于對照云南大葉群體種綠茶，其降壓幅度和維持時間均顯著提高。梁名志等[18]進(jìn)一步分析了特種紫茶和云抗10號(對照)夏秋兩季的蒸青、烘青茶中降壓活性物質(zhì)含量，初步提出特種紫茶中的黃酮類、鋅和超常量的花青素是其特異降壓物質(zhì)；研究表明“紫娟”茶還具有減肥、降脂、養(yǎng)胃護(hù)胃、減緩肝功能障礙、預(yù)防心腦血管疾病等作用，以及改善視力、預(yù)防眼部疲勞等功效[22]。

6.4 抗癌作用

林志城[23]以人類大腸直腸癌生長特性貼附型的HT-29與半懸浮型的Colo320DM作實(shí)驗(yàn)細(xì)胞株，觀察紫芽茶萃取物對其細(xì)胞生長抑制、細(xì)胞周期及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡作用的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示紫芽茶113品系萃取物可使結(jié)腸癌細(xì)胞停滯于GO/G1phase(HT-29)與S phase(Colo320DM)抑制腫瘤細(xì)胞增殖的能力，亦有誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的能力。

6.5 對疾病的治療有輔助改善作用

Rashid K等[20]研究發(fā)現(xiàn)肯尼亞紫芽茶中的花青素(ACNs)具有穿透血腦屏障(BBB)及增強(qiáng)大腦抗氧化能力的作用，在花青素飼喂的小鼠腦組織中可以檢測到花青素代謝物，認(rèn)為肯尼亞紫芽茶中的花青素可考慮用作膳食補(bǔ)充劑，對神經(jīng)退行性疾病具有提供神經(jīng)保護(hù)的潛在作用，能調(diào)節(jié)老年癡呆癥、帕金森氏病、肌萎縮性(脊髓) 側(cè)索硬化與多發(fā)性硬化癥等氧化應(yīng)激疾病。Rashid K 等[24]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)肯尼亞紫芽茶中的花青素(ACNs)或輔酶Q10(Co-Q10)能改善美拉胂醇(Mel B)治療非洲錐蟲病(HAT)時導(dǎo)致的嚴(yán)重治療后反應(yīng)性腦病(PTRE)。通過小白鼠實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)未接受抗氧化治療的小白鼠大腦組織中有更明顯的炎癥細(xì)胞及腦實(shí)質(zhì)的破壞，而服用紫芽茶花青素(ACNs)或輔酶Q10 進(jìn)行抗氧化治療的小白鼠大腦組織中抗氧化能力提升，出現(xiàn)更高水平的GSH 和順烏頭酸酶-1，說明花青素(ACNs)或輔酶Q10 能減輕與非洲錐蟲病(HAT)相關(guān)的治療后反應(yīng)性腦病(PTRE)。

6.6 其他作用

方忠祥等[25]對花青素的抗氧化、抗突變及減輕肝機(jī)能障礙等生理功能進(jìn)行了報(bào)道，花青素對癌癥、心血管和神經(jīng)性疾病預(yù)防具有重要的作用?；ㄇ嗨貙ρ劭?、循環(huán)系統(tǒng)紊亂以及炎癥也具有很好的療效，并可以降低冠心病發(fā)病的危險(xiǎn)[26]。

7 高花青素茶的產(chǎn)品開發(fā)

7.1 研制抗氧化劑

茶樹紫色芽葉特征內(nèi)含成分具有清除自由基和極強(qiáng)的對油脂的抗氧化效果，實(shí)驗(yàn)表明紫色芽葉水浸出物的抗氧化能力分別是VC、VE的9.4倍、5.1倍。因此可將茶樹紫色芽葉作為一種天然抗氧化劑資源開發(fā)，在飲料、糖果以及保健品中起到保質(zhì)作用[27]。

7.2 研制保健飲料

王建暉等[26]以綠芽茶為對照，對不同色度的紫芽茶生化成分進(jìn)行對比分析，選用富含花青素的紫芽茶為主要原料，輔以甘草、甜葉菊、蜂蜜等，經(jīng)冷、熱水分別浸提、超濾及調(diào)配等工序研制開發(fā)出口感清爽、風(fēng)味俱佳并集保健與經(jīng)濟(jì)價值于一體的紫芽茶保健飲料。

7.3 開發(fā)特種綠茶

依據(jù)食品苦澀味形成機(jī)理，利用茶樹紫芽葉特征成分與蛋白質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的特性，在制茶過程中添加入酪蛋白(100mg/50g)，利用其與紫色芽葉的苦澀物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，而產(chǎn)生“競爭性抑制”及“掩蔽”作用，由此來降低茶樹紫色芽葉所制茶葉的苦澀味，更為重要的是對茶湯滋味和湯色無不良影響，用于開發(fā)紫色芽葉為低苦澀味綠茶，使茶品質(zhì)得以改善[27]。

茶葉香氣是決定茶葉品質(zhì)和風(fēng)味的重要因子之一。紫色芽葉及正常對照芽葉加工成綠茶后，結(jié)果顯示，除色澤外，紫色芽葉綠茶的其他品質(zhì)特征比正常芽葉綠茶樣要好，特別是香氣因子，具有板栗香，且香氣高揚(yáng)，可用于高香型綠茶的開發(fā)[4～5]。

7.4 加工成特種紅茶

蕭力爭等[28]以安化群體品種紫色芽葉為原料加工紅茶，通過感官審評結(jié)合品質(zhì)成分分析，對紫色芽葉的紅茶適制性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:用紫色芽葉加工的紅茶其感官品質(zhì)優(yōu)于用綠色芽葉(對照)加工而成的紅茶，其滋味、香氣明顯優(yōu)于對照。用紫色芽葉加工的紅茶，其茶多酚、水浸出物含量高于對照，表明紫色芽葉加工紅茶具有較好的適制性。據(jù)周志高等[17]的研究，用紫色芽葉制成的紫筍紅茶香氣組成成分豐富，其中主要的香氣物質(zhì)如香葉醇、芳樟醇及其氧化物含量均比一級祁門紅茶高，因而更適宜于制作紅茶。所以在宜興當(dāng)?shù)爻３Ｃ磕陮ｉT采集紫銅色嫩芽精制成紫筍紅茶，其紫筍紅茶茶湯濃厚、風(fēng)味獨(dú)特，紫筍綠茶入口清苦，進(jìn)喉甘怡，深受消費(fèi)者歡迎[28]。

7.5 制備紅茶濃縮液

根據(jù)花青素紅色明亮穩(wěn)定，顯色與著色性好，紫芽紅茶濃縮液對pH值、光照、加熱及檸檬酸、蔗糖和少量食鹽等飲料添加成分均有相當(dāng)耐受性[29]，利用這種呈色特性，將用紫色芽葉制成紅碎茶，再進(jìn)一步制備為紅茶飲料濃縮液，以供冰紅茶生產(chǎn)作為原料使用，由此解決一般的紅碎茶加工的冰紅茶常常存在的紅色不足的技術(shù)難題[27]。

8 展望

8.1 加強(qiáng)高花青素茶樹種質(zhì)資源的收集和利用

目前遺傳特性穩(wěn)定、品種性狀純一、無變異的特異性紅紫芽茶樹新品種(系)少，制約了相關(guān)工作的深入開展。只有加強(qiáng)資源收集和創(chuàng)新工作，獲得更多紅紫芽茶樹特色新品種(系)，才有可能深入開展特色茶產(chǎn)品開發(fā)以及相關(guān)機(jī)理研究等后續(xù)工作[5]。

8.2 加強(qiáng)花青素的功能性研究

雖然已有研究表明花青素有抗炎、抗氧化等作用，但主要是在實(shí)驗(yàn)室或者一些動物身上得出的結(jié)論，缺少一定的臨床研究，希望接下來能夠加強(qiáng)這方面的研究，為高花青素茶提供一個強(qiáng)有力的依據(jù)。

8.3 加強(qiáng)高花青素茶特色產(chǎn)品開發(fā)

通過改進(jìn)各種技術(shù)，解決高花青素茶口感欠佳、茶湯苦澀的問題，開發(fā)出口感好又不失保健功能的高花青素茶產(chǎn)品。還要多一些深加工的研究，為高花青素茶提供一個更為廣闊的市場。

8.4 加強(qiáng)高花青素茶遺傳特性及代謝機(jī)理研究

進(jìn)一步研究遺傳因子和外界環(huán)境對茶樹紅紫色芽葉形成的影響，應(yīng)用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)等技術(shù)手段挖掘茶樹花青素合成相關(guān)功能基因，探索其代謝調(diào)控機(jī)理，為更好地開展紅紫芽茶樹資源的創(chuàng)新利用和產(chǎn)品開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

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