茶葉中γ-氨基丁酸的研究進(jìn)展

信陽師范學(xué)院茶學(xué)與食品科技學(xué)院 周潔 范靜怡 周倩倩 崔繼來

中國是茶葉的起源地，至今已有5000 多年食用茶葉的歷史。飲茶除生津止渴外，最早為勞動人民認(rèn)知的就是其藥用功能。“神農(nóng)嘗百草，日遇七十二毒，得荼而解之”，這是歷史上現(xiàn)存最早有關(guān)茶葉的記錄，體現(xiàn)了茶葉的藥用價(jià)值?，F(xiàn)如今，人們對茶葉功能成分的研究已經(jīng)比較全面，如茶多酚、茶多糖、咖啡堿、茶皂苷等，但對茶葉中γ-氨基丁酸（γ-aminobutanoic acid，GABA）的研究還不夠深入。γ-氨基丁酸又名4-氨基丁酸，是一種天然存在的非蛋白質(zhì)氨基酸，它是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有調(diào)節(jié)血壓、抗焦慮、降低膽固醇、增強(qiáng)腦活力、促進(jìn)乙醇代謝等多種生理功能，特別是GABA 的降壓效果明顯，使其在心血管疾?。–ardiovascular Disease，CVD）研究領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。根據(jù)《中國心血管疾病報(bào)告2017》介紹，中國目前的CVD 患者約有2.9 億人，其中高血壓占2.7 億人，并且CVD 死亡占中國居民疾病死亡構(gòu)成的40%以上，居首位。自從1973 年Guertzenstein 首次提出GABA 作用于腦干，能觀察到動脈血壓降低以來，后續(xù)又有很多研究證實(shí)GABA 作用于動物，有明顯降低血壓和減緩心率的作用。

茶葉作為日常飲品，天然含有GABA，但含量低于0.02%。本文就加工過程中如何提高茶葉GABA 的含量，并對目前GABA 茶的降血壓效果研究進(jìn)展作了系統(tǒng)綜述。

一、GABA 茶的加工研究現(xiàn)狀

（一）厭氧處理

早在1987 年，日本學(xué)者將茶葉置于充滿N2的厭氧環(huán)境下觀察6 h，茶葉中GABA 含量顯著升高，動物試驗(yàn)和臨床試驗(yàn)結(jié)果都顯示該茶具有顯著的降血壓效果，從此便將GABA 含量在150 mg/100 g 以上的茶葉命名為GABA 茶。林智等研究厭氧處理對GABA 含量影響，結(jié)果表明，時(shí)間和氣體是對GABA 影響最大的兩個(gè)因素。研究發(fā)現(xiàn)，真空處理明顯優(yōu)于N2處理，鮮葉在25 ℃下真空8 h →微波殺青→80 ℃烘干，得到GABA 含量為332.97 mg/100 g 的GABA 綠茶，其干茶色澤正常，茶多酚含量略低，氨基酸略有增加。鄭紅發(fā)等研究鮮葉在N2下厭氧處理12 h →炒青→揉捻→干燥，可得GABA 含量為212 mg/100 g 的GABA 綠茶，其干茶條索緊細(xì)、勻齊、油潤，湯色黃綠欠亮，帶栗香，滋味較醇和。Nguyen 等研究鮮葉在25～30 ℃下萎凋后→40 ℃下充N2處理9 h →殺青→揉捻→95 ℃干燥，得到GABA 含量為202.77 mg/100 g 的GABA 綠茶。廖東興等研究鮮葉室溫萎凋3 h →充N2處理 3 h →通氧1 h →充N2處理7 h 后→殺青→揉捻→烘干，得到GABA 含量為166.8 mg/100 g 的GABA 綠茶，其綠茶湯色黃綠，香氣純正，滋味醇和略帶悶味。

有研究表明，厭氧通氧反復(fù)處理可以提高茶葉中的GABA 含量。吳燕琴等通過脫氧劑除去氧氣以達(dá)到厭氧效果，在脫氧劑密封3 h →通氧3 h →脫氧劑密封3 h →液N2預(yù)冷→-80 ℃保存，得到GABA 含量為175 mg/100 g 的GABA 茶樣。沈強(qiáng)等研究福鼎大白茶，在兼顧GABA 含量、茶葉感官品質(zhì)、技術(shù)的應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性條件下，結(jié)果表明，在26 ℃下真空處理3 h →通氧2 h →真空處理3 h，茶葉中的GABA 含量可達(dá)到192.79 mg/100 g，干茶色綠，帶青氣，略有悶味。鄒鋒揚(yáng)研究速溶茶粉，鮮葉在26 ℃下真空3 h →通氧3 h →真空3 h →通氧3 h →真空3 h，得到GABA 含量為211.24 mg/100 g 的GABA 茶青，再經(jīng)60 ℃提取→過濾→濃縮→干燥，可得到GABA 速溶茶粉。Zhao 等研究GABA 紅茶，鮮葉經(jīng)真空3 h →通氧2 h →真空3 h →通氧4 h →揉捻→發(fā)酵→110 ℃干燥，得到GABA 含量為234 mg/100 g 的GABA 紅茶。吳琴燕等通過鮮葉在真空3 h →通氧2 h →真空3 h →通氧2 h →真空3 h →通氧2 h →萎凋→揉捻→發(fā)酵→干燥，得到GABA 含量為162 mg/100 g 的GABA 紅茶，其干茶色澤烏褐，湯色紅艷尚亮，帶甜香，滋味醇厚尚甘爽，葉底紅亮略花雜。楊四潤通過充N2處理生產(chǎn)GABA 普洱茶，萎凋時(shí)厭氧處理6 h 以上，制得的普洱生茶GABA 平均含量為202 mg/100 g，最高可達(dá)265 mg/100 g，且在生產(chǎn)后6 個(gè)月內(nèi)，仍能達(dá)到GABA 茶標(biāo)準(zhǔn)，但是在采用酵母菌株進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)普洱熟茶時(shí)，未能成功，還需進(jìn)一步研究。

（二）L-谷氨酸葉面處理

L-谷氨酸是GABA 合成重要的前體，經(jīng)L-谷氨酸脫羧酶的催化脫羧形成GABA，L-谷氨酸含量是影響GABA 合成的重要因素。在厭氧處理的基礎(chǔ)上，研究者比較施加不同葉面肥對GABA 含量的影響。張定等研究施加0.5%的L-谷氨酸，5 天后采摘，常溫下真空處理8 h →蒸汽殺青→80 ℃烘干，制備的綠茶效果最佳，GABA 含量高達(dá)462 mg/100 g，是制備GABA茶的理想方法，且茶葉中茶氨酸含量及氨基酸總量顯著增加，感官品質(zhì)得到有效改善。毛清黎等用2.5%谷氨酸鈉溶液浸泡萎凋葉4 h →水洗→25 ℃下真空處理8 h →微波殺青→80 ℃烘干→粉碎，得到GABA 含量為250.1 mg/100 g 的綠茶。白茶加工中，王芳等研究鮮葉經(jīng)0.05%谷氨酸鈉溶液噴灑后，在25 ℃萎凋時(shí)，真空處理2 h →通氧6 h →真空處理2 h →通氧20 h，最后得到GABA 含量為180.28 mg/100 g 的GABA 白茶，其外形略帶黑褐色尚自然，香氣、滋味稍帶異雜味，湯色明亮，葉底較勻、尚亮。鄭紅發(fā)等研究發(fā)現(xiàn)，浸泡時(shí)間0～15 h，GABA 含量與浸泡時(shí)間呈正相關(guān)，采用1.5%谷氨酸鈉溶液浸泡12 h，GABA 含量達(dá)到285 mg/100 g，可作為加工GABA 茶的新型實(shí)用、易推廣的辦法。邵文韻用10%谷氨酸鈉噴灑鮮葉→真空處理12 h →殺青→勻漿→過濾離心→干燥，得到含量為380 mg/100 g 的GABA 速溶綠茶粉。研究證明，茶葉經(jīng)過谷氨酸溶液處理后，GABA 含量顯著增加，比單獨(dú)采用厭氧處理效果更佳。

（三）其他研究

日本學(xué)者采用微波和紅外線照射，也能提高茶葉中GABA 的含量。Yashiya 采用波長為650～2500 nm 的紅外線照射鮮葉50 min，在45～46 ℃下，加工出來的茶葉中GABA 含量比對照組增長25.4%。白木與志也研究發(fā)現(xiàn)春茶經(jīng)0.4 kW 微波照射后，GABA 含量可達(dá)202 mg/100 g，在兼顧GABA 的含量和GABA 茶品質(zhì)時(shí)，夏茶以0.3～0.4 kW 的微波照射20 min，GABA 含量在86～114 mg/100 g，且茶葉品質(zhì)較好。

此外，我們還應(yīng)考慮到茶樹品種的適制性及生物制法等來提高茶葉中GABA 的含量。一些研究表明，選取安全性高的微生物，如乳酸菌、酵母菌、曲霉菌等在富集GABA 時(shí)能取得較好的效果。Chen 等通過代謝組學(xué)分析比較N2和CO2厭氧處理的代謝反應(yīng)，結(jié)果表明，CO2處理更有益于GABA 的富集。Liao 等通過分流器和多胺降解途徑研究茶葉GABA 積累，發(fā)現(xiàn)缺氧可使谷氨酸脫羧酶和二胺氧化酶活性增加，GABA濃度顯著增加。Mei 等研究認(rèn)為在茶葉加工過程中，缺氧脅迫和機(jī)械損傷脅迫是GABA 高積累的必要條件，其機(jī)制與谷氨酸脫羧酶基因有關(guān)。

二、GABA 茶降壓效果研究

林智等通過14C 研究口服GABA 茶后，GABA 在白鼠體內(nèi)的吸收與代謝，試驗(yàn)表明，GABA 在白鼠體內(nèi)的吸收順序?yàn)槲浮闻K—腎臟—腸，舌下腺—腺—腦，為揭示GABA 茶的降血壓機(jī)制提供了理論依據(jù)。毛志方等研究口服灌胃GABA 茶，可明顯降低SHR 大鼠血壓，對體質(zhì)量和心率無顯著變化，認(rèn)為GABA 茶在動物試驗(yàn)中具有降血壓作用，且對健康無影響。吳惠嶺等研究不同劑量的GABA 茶灌胃大鼠，從開始7 d到給藥結(jié)束7 d，高劑量組SHR 大鼠血壓明顯降低，而正常組大鼠無影響，說明GABA 茶對SHR 大鼠有輔助降血壓作用。譚俊峰等利用不同劑量的GABA 超微綠茶粉連續(xù)灌胃SHR 大鼠30 d，結(jié)果表明，高劑量組對SHR 大鼠血壓有顯著的降低作用，具有輔助降血壓功能，且試驗(yàn)期間SHR 大鼠的心率無明顯變化。胡晴晴研究發(fā)現(xiàn)，GABA 白茶對SHR 大鼠的血壓及動脈壓力感受性反射功能均有改善作用，但是對血壓波動性無改善，達(dá)不到穩(wěn)定血壓的作用。這些研究都證實(shí)口服GABA 茶確實(shí)有減低血壓的功效，但是并沒有解釋具體的降壓機(jī)理，也缺乏口服GABA 茶與降血壓之間的計(jì)量關(guān)系的研究。

為了進(jìn)一步探討GABA 的降血壓機(jī)理，林智等通過大鼠離體試驗(yàn)和大鼠活體試驗(yàn)研究GABA 對血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotension·converting enzyme，ACE）活性的影響，發(fā)現(xiàn)離體試驗(yàn)中GABA 濃度達(dá)到30 nmol時(shí)，ACE 活性被完全抑制，活體試驗(yàn)中喂食3% 的GABA，能明顯抑制大鼠ACE 活性升高，表明 GABA對ACE 活性的抑制是GABA 茶降血壓的主要機(jī)理之一。在大劑量注射GABA 時(shí)，也有研究指出會產(chǎn)生急性耐受反應(yīng)。周宏灝等對家犬靜脈注射10 mg/kg 的GABA，當(dāng)重復(fù)給藥后，降壓效果迅速減弱，直到不再出現(xiàn)降壓反應(yīng)。

三、展望

為了提高茶葉中的GABA 含量，本文從厭氧處理、L-谷氨酸處理、微波處理、紅外處理等途徑，詳細(xì)總結(jié)了目前國內(nèi)外GABA 茶的加工方法，探討了GABA茶在降血壓上的動物試驗(yàn)研究進(jìn)展，但是關(guān)于GABA茶降血壓的臨床研究較少，對GABA 與降血壓間的劑量關(guān)系研究也較少，缺乏有說服力的科學(xué)依據(jù)。我國作為世界第一產(chǎn)茶大國，GABA 茶的研究為我國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展打開了一扇門，既可以研究新產(chǎn)品，又可以擴(kuò)大茶葉的銷路，還可以作為提取制備GABA 的原料。未來，GABA 茶的加工研究及GABA 茶在降血壓方面的臨床研究都需要進(jìn)一步的深入，可作為未來的研究方向。