茶葉中氨基酸含量及其檢測方法研究進展

范仕勝 ,肖一璇 ,范 喬

(1.貴州省農(nóng)作物技術(shù)推廣總站，貴州 貴陽 550001；2.貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽 550001)

氨基酸是含有堿性氨基和酸性羧基的有機化合物，是蛋白質(zhì)的基本組成單位，因而是生物體不可或缺的營養(yǎng)成分之一，對促進人體生長發(fā)育具有重要作用。在茶葉中，氨基酸與茶多酚及其氧化產(chǎn)物、咖啡堿等共同組成不同茶類的特征品質(zhì)，其在茶葉中以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)存在[1]。茶葉中游離氨基酸雖僅占干物質(zhì)的1%～4%，卻是茶葉品質(zhì)構(gòu)成的核心物質(zhì)，是茶葉鮮爽味和香氣的主要組分[2]。茶葉中的氨基酸種類豐富，是茶葉品質(zhì)的重要組成部分，尤其是茶葉中特有的茶氨酸具有抗疲勞、降血壓和增強記憶力的功效，己成為茶葉功能成分研究的重點。目前對茶葉中氨基酸含量及其相關(guān)檢測分析方法的研究較多，但也存在定量不準確、操作繁瑣、設(shè)備昂貴和試劑消耗大等問題。因此，對近年來茶葉中氨基酸含量及其檢測方法的相關(guān)研究進行綜述，為促進茶葉中氨基酸成分的進一步開發(fā)利用和提升茶葉加工水平提供參考。

1 茶葉中氨基酸含量研究

1.1 外界條件對茶鮮葉中氨基酸含量的影響

研究者采用不同外界條件對茶鮮葉進行處理，并對處理后茶鮮葉中氨基酸含量進行研究。范仕勝等[3]采用人工光照萎凋處理茶鮮葉發(fā)現(xiàn)，人工光照對茶葉萎凋葉主要品質(zhì)成分的影響表現(xiàn)為氨基酸含量增加，茶多酚、可溶性糖含量持續(xù)下降，咖啡堿含量無明顯變化。黃藩等[4]采用藍光、紅光對工夫紅茶鮮葉進行萎凋，結(jié)果表明，隨著萎凋時間的增加，鮮葉氨基酸含量除茶氨酸和天冬氨酸下降、谷氨酸先增后降外，氨基酸總量及其余組分均增加；紅光處理的天冬氨酸和茶氨酸降低程度最大，異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、賴氨酸、組氨酸增加明顯，而無光處理的絲氨酸、纈氨酸、苯基丙氨酸增加明顯，其余氨基酸在藍光處理下增加明顯。王婷婷等[5]采用LED光萎凋烏龍茶雨水青，結(jié)果表明，相比無光照的對照組，LED 藍光萎凋有利于提高烏龍茶雨水青的凈光合速率、萎凋葉水浸出物、可溶性總糖含量，并能降低酚氨比，提高毛茶品質(zhì)。張貝貝等[6]采用黃光萎凋紅茶鮮葉發(fā)現(xiàn)，茶葉中氨基酸含量提高6.8%，茶葉鮮爽度顯著提高。謝佳等[7]采用ICP-MS 和比色法對37 個臨滄茶葉樣品的總游離氨基酸特征及其相關(guān)性進行研究，結(jié)果表明，穩(wěn)定的快速萎凋殺青工藝有助于保持茶葉總游離氨基酸質(zhì)量分數(shù)，而渥堆發(fā)酵導(dǎo)致大量游離氨基酸損失。祁丹丹等[8]比較不同殺青方式對夏季綠茶化學(xué)成分及滋味品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，蒸汽殺青、滾筒殺青、微波殺青對夏季綠茶中的氨基酸含量具有明顯影響。

1.2 茶葉中氨基酸含量的特征

1.2.1 不同茶葉品種的氨基酸含量 周漢琛等[9]對不同品系柿大茶進行氨基酸含量分析得出，不同品系柿大茶氨基酸含量存在顯著差異。單虹麗等[10]對蒙頂茶中的氨基酸進行分析得出，蒙頂茶中氨基酸總量為3.456%～4.102%，其中茶氨酸含量為1.983%～2.372%。劉建福等[11]對武夷巖茶氨基酸組分及含量進行分析發(fā)現(xiàn)，6 個品種武夷巖茶均含有17 種氨基酸，氨基酸含量品種間差異顯著，游離氨基酸總量為75.82～107.12 mg/g；其中含量較高的為谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸。自曉麗等[12]對25 個臺地茶樣品進行檢測發(fā)現(xiàn)，其茶氨酸、天冬氨酸和谷氨酸含量之和占其所含18 種氨基酸總量的79.69%，且變異系數(shù)為5.90%，說明該3 種氨基酸組分在臺地茶氨基酸占主導(dǎo)地位，含量變化范圍較小。陳保等[13]利用氨基酸自動分析儀分析景邁茶氨基酸含量，結(jié)果表明，景邁茶中含有17 種氨基酸，氨基酸總量為12.505%，必需氨基酸總量為4.607%，鮮味氨基酸和藥效氨基酸總量分別為5.246%和7.969%。

1.2.2 不同鮮嫩程度茶葉的氨基酸含量

錢靖等[14]對不同嫩度滇產(chǎn)茶總游離氨基酸含量進行研究，結(jié)果表明，茶青等級越高其總游離氨基酸含量越高。龔雪等[15]對黑茶原料進行氨基酸分析發(fā)現(xiàn)，黑茶原料越嫩氨基酸含量越高，茶氨酸含量相應(yīng)也較高，而年代越老的樣品其氨基酸含量越低；黑茶樣品的類別不同與氨基酸含量無明顯相關(guān)性。陳思肜等[16]對不同等級白牡丹茶中氨基酸含量進行分析發(fā)現(xiàn)，白牡丹茶的游離氨基酸構(gòu)成與其品質(zhì)等級密切相關(guān)；不同氨基酸組分通過交互作用對白牡丹茶的滋味等級形成產(chǎn)生整體性貢獻。李煜等[17]對茶渣中氨基酸含量進行分析發(fā)現(xiàn)，茶樹品種間水解氨基酸含量差異未達顯著水平，而季節(jié)間春梢水解氨基酸含量顯著高于秋梢。在檢出的17 種氨基酸中，谷氨酸含量最高，其次是亮氨酸，必需氨基酸含量占氨基酸總量的38.81%～41.47%。宋亞康等[18]對茶毫中氨基酸組成進行分析表明，茶毫中的氨基酸和礦質(zhì)元素含量并不比茶身高，但品質(zhì)成分組成比例的差異賦予富含茶毫茶葉特有的品質(zhì)特征。

2 茶葉中氨基酸的檢測分析方法研究

2.1 茚三酮比色法/分光光度法

我國測量茶葉中游離氨基酸的國家標準已由GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量測定》替代GB/T 8314—2002。相比GB/T 8314—2002，GB/T 8314—2013有較為明顯的變化，如增加了細化的pH 8.0 磷酸緩沖溶液配置過程等。該方法原理是α-氨基酸在pH 8.0 條件下與茚三酮共熱，從而形成紫色絡(luò)合物，最后用分光光度計在570 nm 波長下測定其吸光度，而氨基酸的濃度與吸光度成正比[19]。該標準中茚三酮比色法雖簡化了操作過程，但若剔除加樣品后加水步驟，樣品易貼壁從而導(dǎo)致顯色不完全，以致同一濃度點數(shù)據(jù)相差甚遠，檢測結(jié)果重復(fù)性差，且0.00～0.20 mg/mL 跨度太大，呈現(xiàn)的線性關(guān)系并不理想。對此，陳金華等[20]研究表明，采用GB/T 8314—2013 測定茶葉中游離氨基酸時，其標準曲線制作可采用分區(qū)段法，以達到提高樣品檢測的重復(fù)性、準確度以及提高樣品加標回收率的目的。同時，針對該標準中無加樣后加水操作而導(dǎo)致的樣品貼壁現(xiàn)象，可采用磷酸鹽緩沖液淋洗法，以有效提高測定值的重復(fù)性及檢測結(jié)果的準確度。

2.2 色譜法

茶葉中大部分氨基酸不具備紫外吸收和熒光反應(yīng)，檢測時需對樣品進行衍生化處理，使其轉(zhuǎn)化成有紫外吸收和熒光反應(yīng)的物質(zhì)。高效液相色譜法多為柱前衍生-反相高效液相色譜，先用衍生劑將氨基酸轉(zhuǎn)化為適合紫外、熒光等檢測器檢測的物質(zhì)。王富花[21]采用高效液相色譜法測定茶葉中游離氨基酸發(fā)現(xiàn)，衍生劑需與各級氨基酸發(fā)生反應(yīng)，且各氨基酸產(chǎn)物需穩(wěn)定、單一、干擾物少。高效液相色譜法具有靈敏度高、分離效率高、操作自動化等優(yōu)點；但其分析成本較高、分析時間較長，可將氨基酸先衍化成易于氣化的物質(zhì)，再根據(jù)樣品在流動相和固定相中分配系數(shù)的不同對氨基酸進行定量分析。利用該方法可對形成茶葉香氣的氨基酸含量進行分析。也有研究利用氣相色譜法檢測茶葉中氨基酸，其優(yōu)點在于不僅可檢測氨基酸含量，還可能發(fā)現(xiàn)新的氨基酸；缺點在于操作較復(fù)雜、干擾因素較多。超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法可高效、快速地直接測定茶葉中游離氨基酸。通過對質(zhì)譜、色譜條件及氨基酸提取條件的優(yōu)化，以含體積分數(shù)0.2%甲酸的5 mmol/L 乙酸銨水溶液和甲醇為流動相進行梯度洗脫，在電噴霧離子源正離子掃描模式下檢測。杜穎穎等[22]通過超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定出茶葉中的20種氨基酸。該方法與高效液相色譜法相比，操作更為簡單，分析時間也更短，且不需對樣品進行衍生化處理；與茚三酮比色法相比，其檢測結(jié)果更為準確，具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。但其分析和儀器設(shè)備維護成本較高。

2.3 毛細管電泳法

毛細管電泳是近年發(fā)展起來的一種新型分析分離技術(shù)，其綜合了高效液相色譜和凝膠電泳共同的優(yōu)點，具有高效快速、分辨率高、重復(fù)性好的優(yōu)點，已廣泛用于氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的分析[23]。根據(jù)分離原理的不同，毛細管電泳法可分為毛細管區(qū)代電泳、毛細管等電電泳、毛細管等速電泳、毛細管凝膠電泳及膠束電動力學(xué)毛細管電泳。其中，毛細管區(qū)帶電泳和膠束電動力學(xué)可被用在氨基酸的分析檢測上。針對茶葉，毛細管電泳法可檢測茶葉芳香族氨基酸、微量有機酸、維生素[24]。

2.4 近紅外光譜法

采用近紅外光譜法對茶葉中氨基酸進行檢測的原理是利用有機化合物的含氫基團在特定波長區(qū)域躍遷所產(chǎn)生的光譜變化，再結(jié)合統(tǒng)計學(xué)方法間接實現(xiàn)對茶葉中氨基酸含量的檢測。張民等[25]運用近紅外光譜法對鮮茶葉品質(zhì)進行檢測，并利用多元線性回歸和最小二乘法建立茶多酚和氨基酸的校正模型，結(jié)果表明，使用最小二乘法檢測精度更高，氨基酸和茶多酚測量模型真實值與預(yù)測值的決定系數(shù)R2分別為0.92與0.94，相對誤差平均值為1.60%與2.99%。侯冬巖等[26]采用光譜法測定黑茶中總游離氨基酸的含量，該方法的回收率為97.8%～103%，相對標準偏差小于0.85%。李若誠等[27]采用中心化法對光譜數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，建立極限學(xué)習(xí)機模型對普洱茶中游離氨基酸總量進行檢測，結(jié)果表明，在近紅外光譜法基礎(chǔ)上采用極限學(xué)習(xí)機算法可較準確檢測普洱茶中游離氨基酸總量。

3 展望

茶樹中含有28 種氨基酸，且一般以茶樹的特征性組分茶氨酸含量最多，約占游離氨基酸的30%～70%[28]。茶葉中的氨基酸總量對茶葉的滋味、香氣、湯色、葉底等具有顯著影響，尤其與茶葉綜合品質(zhì)呈顯著正相關(guān)。茶葉中的氨基酸具有增強免疫能力、抗腫瘤、保護肝臟、降血壓等功能。因此，進行高氨基酸茶新產(chǎn)品開發(fā)和利用是茶葉加工的重點方向，同時高氨基酸茶樹新品種選育也是特異茶樹資源選育的重要方向。目前已有對高氨基酸特異品種，如保靖黃金茶、安吉白茶、中黃1號的相關(guān)研究[29-30]。貴州也有引進該類茶樹品種，但由于高氨基酸茶樹資源在不同地理環(huán)境條件下的氨基酸含量存在差異，選育和開發(fā)適合貴州當?shù)丨h(huán)境條件的特異高氨基酸茶樹品種有待進一步研究。