黑茶化學成分分析研究進展

黃業(yè)偉 楊曉穎 向澤敏 張冬英

黑茶化學成分分析技術研究

近年來，隨著檢測和純化分離技術的發(fā)展，研究者開始采用超濾技術按分子量大小將普洱熟茶提取物大體上分成了分子量小于5000，分子量5000- 50000以及分子量大于50000這三個部分，并對其中分子量小于5000部分的正丁醇層進行了系統(tǒng)的化學成分研究，從中共分離鑒定了35個化合物，包括13個黃烷- 3-醇類化合物，7個簡單酚酸類化合物，11個黃酮及其苷類化合物，和4個其他類型的化合物。其中有8個新的黃烷- 3-醇類化合物，3個新的黃酮苷類化合物和1個新的簡單酚酸類化合物。也有對普洱茶進行化學成分研究，采用NKA型大孔樹脂、硅膠、SephadexLH- 20，RP- C18等柱色譜和制備型高效液相色譜方法對普洱茶水提物進行分離純化，通過核磁共振譜、質譜等波譜分析手段鑒定化合物結構，并發(fā)現(xiàn)（+）-阿福豆素- 3- O-沒食子酸酯為一新的天然產物。還有利用各種色譜技術進行分離，利用波譜方法結合化合物的理化性質確定普洱茶中黃酮類化學成分的結構，分離、鑒定了11個黃酮類化合物。

為進一步揭示普洱茶中的關鍵品質化學成分、正確認識和科學評價普洱茶品質，研究者分析了普洱茶中的香氣成分、主要呈味成分、礦質元素成分以及抗氧化活性和降脂活性等生理功能，進一步完善了普洱茶品質儀器和化學鑒定技術。楊妍等在研究茶褐素的基本性質的基礎上，建立了普洱茶中茶褐素的紫外光譜測定方法。結果顯示，普洱茶中的茶褐素在270nm下有特征性吸收，可采用270nm作為茶褐素的紫外測定波長。Chen G等開始應用一種用SPE和UPLC- UV快速測定茶葉中的L-茶氨酸含量。還應用CP- Py- GC/MS鑒定普洱茶和滇紅茶提取物中的不同化學成分。亦有研究者利用傅里葉紅外光譜法分析比較不同的黑茶，結果表明，傅里葉紅外光譜法快速、簡便且直觀，適用于不同黑茶的鑒別。UPLC應用于測定普洱茶飲料中咖啡因的含量。還有研究者應用三波長-分光光度法測定普洱茶中的總黃酮，結果表明普洱茶中黃酮質量濃度在3.92-39.2μg·mL- 1。

檢測技術的發(fā)展也帶動了黑茶化學成分分析的進展，Zhen- Mei Luo等發(fā)現(xiàn)茯磚茶中的一種新的倍半萜化合物，有研究者對普洱茶中茶褐素進行了光譜和結構學特征分析，結果表明普洱茶中的多酚氧化產物聚合物的分子量高達25000Da。董文明等利用甲醇-水梯度分離、薄層色譜以及膜透析技術將普洱茶茶褐素分離純化出兩種物質，并結合紅外光譜、高效液相色譜、核磁共振、質譜等結構分析方法對兩種物質進行鑒定。

黑茶中揮發(fā)性成分的分析研究

普洱茶揮發(fā)性成分的CG- MS的分析共鑒定出44種揮發(fā)性成分，占揮發(fā)性成分總量的92.46%，其中含量較高的化合物有醇類、酯類、酸類和苯衍生物，它們分別占總量的15.47%、12.43%、8.74%、32.36%。研究者應用固相微萃取結合GC/MS分析普洱茶中香氣物質，結果表明生茶香氣成分主要以萜烯醇類為主，熟茶則以甲氧基苯類和萜烯類為主。有運用高效液相測定不同渥堆工藝普洱茶中兒茶素各組分含量和采用SPME- GC/MS分析不同渥堆工藝普洱茶中的香氣物質，結果顯示普洱茶香氣成分與前一致。呂世懂等采用全自動頂空固相微萃取（HS- SPME）和氣相色譜-質譜（GC- MS）法分析普洱熟茶與安化黑茶香氣成分，并比較其差異，同時探明了紫娟茶的適制性。

謝吉林等應用HS- SPME和VDE兩種方法對普洱茶香氣成分進行了分析比較研究，結果表明，HS- SPME法共提取到50種香氣物質，VDE法共提取到82種香氣物質，共有24種香氣物質可使用上述兩種方法檢測；HS- SPME法可提取物質脂溶性和水溶性物質（如香葉醇、異植醇、植醇、植酮、棕櫚酸、2，4-二叔丁基苯酚、1，4-二十烷雙烯）和脫氫類物質（如脫氫芳樟醇和脫氫-β-紫羅蘭酮），但不能提取醛類香氣物質；VDE法只能提取水溶性香氣物質；上述兩種方法都能檢測醇類、酚類、酸類、酯類、芳香烴類、雜環(huán)化合物（含氮化合物）和雜氧化合物，含量各有高低。此外，胡琳玲利用高效液相色譜法同時可檢測黑茶中16種多環(huán)芳烴化合物，該方法具有快速、靈敏、準確、成本低的特點，同時也降低了對實驗儀器的要求。

黑茶發(fā)酵過程中的化學變化

董文明等采用紫外（UV- vis）、紅外光譜分析（IR）、凝膠色譜（GPC）等方法，對普洱茶發(fā)酵過程中茶褐素分子性質、光譜學性質的變化進行分析。結果表明茶褐素分子結構組成中含有羧基和羥基，而且隨發(fā)酵時間的延長，羧基含量增加，羥基含量減少，不同翻堆樣茶褐素的化學結構有較大差異。李家華等對洱茶發(fā)酵過程中黃酮醇類物質含量變化的研究表明發(fā)酵過程中楊梅素、槲皮素和山奈酚的含量一直呈下降趨勢，其中槲皮素含量降低最為迅速。發(fā)酵結束后，出堆樣中楊梅素含量與原料相比下降近50%，槲皮素含量下降70%，山奈酚含量下降62%?？傸S酮醇苷含量也隨著發(fā)酵時間的延長而顯著（p<0.01）減少。白曉麗等研究表明，普洱茶發(fā)酵過程中水浸出物、茶多酚含量不斷下降，平均降幅分別為13.00%、52.32%；茶褐素和茶多糖含量有所上升，平均增幅分別為224.90%和282.50%。研究還發(fā)現(xiàn)不同發(fā)酵批次的茶褐素與水浸出物、茶褐素與茶多酚含量均呈顯著負相關。段紅星等分析了不同存放時間普洱茶內含成分的變化情況，結果顯示，普洱茶隨存放時間的延長，水分和水浸出物含量呈上升趨勢；茶多酚氨基酸呈減少趨勢；普洱生茶咖啡堿含量隨時間延長而降低，普洱熟茶呈增加趨勢。

薛晨等研究表明，貯藏時間與普洱茶中氨基酸、茶多酚、兒茶素等含量成負相關，與沒食子酸等含量成正相關，對咖啡堿含量沒有明顯的影響，與茶葉品質成正相關。陳浩比較分析了陳化時間分別為1年、3年以及5年的普洱茶多糖主要化學成分、單糖組成、分子量以及紅外光譜特征等理化性質，結果表明不同陳化時間的普洱茶多糖的含量和化學組成不同。

黑茶中化學成分之間的相互作用研究

Huang YW等研究發(fā)現(xiàn)普洱茶（熟茶）中的咖啡因可被分為兩種，即結合咖啡因（complexed caffeine，C- CAF）和游離咖啡因（free caffeine，F(xiàn)- CAF），而且可以用低pH沉淀法分別對這兩種咖啡因進行定量。研究結果顯示，普洱茶（熟茶）中C- CAF的比例遠遠大于綠茶、紅茶、烏龍茶和咖啡；普洱茶（熟茶）中的咖啡因主要是通過與OTP結合而形成結合咖啡因。

綜上所述，普洱茶加工過程中的濕熱變化和相對復雜的微生物作用使其化學成分復雜、多變，盡管人們試圖應用相關領域的各項技術對其成分進行分析，但仍未能系統(tǒng)闡明普洱茶中的化學成分，普洱茶成分之間復雜的相互作可能是制約其成分分析研究取得突破的一大障礙。

基金項目：云南省應用基礎研究計劃青年項目（2016F D026）；云南省重大科技專項（2018ZG010）。

作者簡介：

黃業(yè)偉（1985-），男，河南商丘人，副教授，主要從事茶葉與天然產物研究與開發(fā)，*為通訊作者：張冬英。