雅安藏茶不影响睡眠与咖啡碱含量的关系研究

胡 燕

(1.国家茶叶产品质量监督检验中心(四川)(筹),四川雅安 625000;2.四川省雅安市产品质量监督检验所,四川雅安 625000)



雅安藏茶不影响睡眠与咖啡碱含量的关系研究

胡 燕1,2

(1.国家茶叶产品质量监督检验中心(四川)(筹),四川雅安 625000;2.四川省雅安市产品质量监督检验所,四川雅安 625000)

雅安藏茶属于黑茶类,具有兴奋性低、不影响睡眠的特点,咖啡碱是茶叶中主要的生物碱,具有兴奋神经中枢的作用。该研究以20个雅安藏茶样品为实验材料,以其它产地的黑茶及其它茶类为对照,运用高效液相色谱法测定咖啡碱的含量,探讨了雅安藏茶不影响睡眠与其咖啡碱含量的关系。结果表明,20个雅安藏茶样品的咖啡碱含量范围为1.99%～3.64%,含量平均值为2.88%,除青茶外其他茶类的咖啡碱含量平均值在3.46%～4.00%之间,说明与其它茶类相比,雅安藏茶的咖啡碱含量处于较低水平;而不同产地黑茶的咖啡碱含量也有差异,其中广西六堡茶的咖啡碱含量平均值最高,云南普洱熟茶次之,雅安藏茶的咖啡碱含量平均值居于第三位,含量最低的为方包茶。分析雅安藏茶不影响睡眠的原因可能有:雅安藏茶原料的成熟度高,因此成品茶的咖啡碱含量较低;雅安藏茶的特殊制作工艺可能使咖啡碱含量降低;推测雅安藏茶中结合咖啡碱的含量较高。该研究可为雅安藏茶不影响睡眠的机理研究和质量控制提供参考。

雅安藏茶，咖啡碱，含量

雅安是茶马古道中川藏道的起点[1],清乾隆年间规定雅安、天全、荥经等地所产边茶专销康藏,史称“南路边茶”[2]。2005年,雅安市友谊茶叶有限公司称南路边茶为藏茶;2007年由雅安市茶叶协会组织的“雅安藏茶”证明商标顺利申报,雅安藏茶从此成为法定的名称;2008年,中国茶叶流通协会授予雅安“中国藏茶之乡”称号,雅安藏茶(南路边茶)传统制作技艺被列入第二批国家级非物质文化遗产[3]。雅安藏茶属于黑茶类,传统供应西藏、青海、甘肃以及四川甘孜、阿坝、凉山等地藏区消费,而运用传统制作工艺原理研制开发的新型特种藏茶产品也属于雅安藏茶的范畴[4]。由于雅安独特的气候条件、土壤状况、湿度特性等以及藏茶制作工艺的独特性造就了雅安藏茶独特的口味和功效,现有研究表明,雅安藏茶可为人们补充各类维生素、微量元素、水分,促进摄入体内的牛、羊肉、奶酪等高脂食物的分解和消化,有抗高血压、高血脂、清除胆固醇沉积等作用,因此,随着人类对健康的高要求,雅安藏茶正被越来越多的人认知和接受[3],逐渐形成“藏茶内销、汉饮”的营销格局[5]。

表1 茶叶样品

生物碱是茶树体内的一类含氮杂环分子结构的有机化合物[6],其中主要成分为咖啡碱,其含量和茶叶的原料产地、品种[7]、当地的气候、采摘季节、原料成熟度[8]及茶叶的加工工艺等因素有关。茶叶中咖啡碱的含量占干物质的2%～5%左右,是茶叶中重要的风味物质及生理活性特征成分。咖啡碱易溶于热水,茶叶中80%的咖啡碱可溶入茶汤中,人们通过饮茶可摄入咖啡碱,从而引起中枢神经兴奋,产生提神、醒脑的功效[9];同时,咖啡碱还具有促进胃酸分泌而提高食欲[10]和利尿等药理功能,但过量摄入咖啡碱可使人的精神疲倦、刺激胃黏膜等[11],并容易导致失眠和骨质疏松[12],有研究表明,对咖啡碱敏感的人群一次性摄取10 mg咖啡碱便会引起某些不适症状,尤其是对儿童、孕妇、高血压患者等群体[9]。

咖啡碱是茶汤中苦味的重要物质基础[10],而雅安藏茶的汤色红浓明亮,滋味醇和回甘、爽口纯滑[13],其具有茶性温和、不刺激、兴奋性低、不影响睡眠[14]等特点,但雅安藏茶的苦涩味低和不影响睡眠是否说明其咖啡碱含量较低还需进行测定分析。本研究以不同品类的市售雅安藏茶为实验材料,采用高效液相色谱法测定其咖啡碱含量,并与其它产地的黑茶及其它茶类作比较,探讨了雅安藏茶不影响睡眠的原因与其咖啡碱含量的关系,以期为雅安藏茶不影响睡眠的机理研究和质量控制提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

茶叶 市售,共有20个(序号1～20)雅安藏茶样品,16个对照黑茶样品(序号21～36)分别取自西路边茶及云南、广西、湖北、湖南、陕西的黑茶主产区,另取了除黑茶外其它5大茶类的样品各2个、花茶样品两个作为对照(序号37～48),茶样信息见表1;咖啡碱标准品 中国计量科学研究院生产;氧化镁 分析纯;甲醇 色谱纯。

U3000高效液相色谱仪(含二极管阵列检测器) 赛默飞世尔科技;SG3300HPT超声波清洗器 上海冠特超声波仪器有限公司;BT125D电子天平 德国赛多利斯股份公司;HH-S数显恒温水浴锅 金坛市正基仪器有限公司;FZ102微型植物实验粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司;GN-RO-20型纯水机 北京双峰纯水设备厂。

1.2 实验方法

1.2.1 咖啡碱标准溶液配制 称取147.7 mg咖啡碱(纯度不低于99%)加乙醇∶水(1∶4)溶解,定容至250 mL,摇匀,标准储备液1 mL中相当于含0.591 mg咖啡碱。吸取1.0、2.5、5.0、7.5、10.0 mL上述标准储备液,分别加水定容至50 mL作为系列标准工作液,每1 mL该系列标准工作液中,分别相当于含11.82、29.55、59.10、88.65、118.20 μg咖啡碱。

1.2.2 样品制备 按GB/T 8312-2013[15]制备试液:称取1.0 g(准确至0.0001 g)磨碎茶样,置于500 mL烧瓶中,加4.5 g氧化镁及300 mL沸水,于沸水浴中加热,浸提20 min(每隔5 min摇动一次),浸提完毕后立即趁热减压过滤,滤液移入500 mL容量瓶中,冷却后,用水定容至刻度,摇匀。取一部分试样,通过0.45 μm滤膜过滤,待测。按GB/T 8304-2013[16]测定茶样干物质质量分数。

1.2.3 色谱条件 流动相为V(甲醇)∶V(超纯水)=3∶7,色谱柱为C18色谱柱AcclaimTM120(5 μm,250 mm×4.6 mm)。检测波长为280 nm,柱温为40 ℃,流速为1.0 mL/min,分析时间为15 min。进样量为10 μL。

1.2.4 方法学考察

1.2.4.1 线性关系 将1.2.1中5个浓度的咖啡碱标准工作液按1.2.3的色谱条件分别进样,以浓度为横坐标,咖啡碱峰面积为纵坐标,绘制标准曲线,并进行线性回归分析。

1.2.4.2 精密度实验 将浓度为59.10 mg/L的咖啡碱标准工作液按1.2.3的色谱条件,连续进样6次,测定峰面积,计算RSD值。

1.2.4.3 重复性实验 分别精密称取序号为5的康砖茶样品1.0 g,按1.2.2平行制备6份供试品溶液,按1.2.3的色谱条件进样,测定咖啡碱含量,计算RSD值。

1.2.4.4 稳定性实验 取序号为5的康砖茶样品按1.2.2制备,分别在0、2、4、6、8、10和12 h,按1.2.3的色谱条件进样检测,测定咖啡碱的峰面积,考察样品提取液的稳定性。

1.2.4.5 加标回收率实验 分别精密称取0.5 g已知咖啡碱含量的序号为5的康砖茶样品6份,分别加入适量的咖啡碱标准品,按1.2.2平行制备。

2 结果与分析

2.1 方法学考察

2.1.1 线性关系与检测限 咖啡碱标准品的HPLC色谱图见图1,进行线性回归分析,咖啡碱的标准曲线见图2,回归方程为:Y=0.3149X-0.0695,r=1.0000,说明咖啡碱在11.82～118.20 mg/L浓度范围内线性关系良好。用咖啡碱标准溶液进样,当信噪比S/N=3时的浓度为检出限,当信噪比S/N=10时的浓度为定量限;本实验方法的检出限为0.02 mg/L,定量限为0.06 mg/L。

图1 咖啡碱标准品的HPLC图谱Fig.1 HPLC chromatogram of caffeine standard

图2 咖啡碱标准曲线Fig.2 Standard curve of caffeine content

2.1.2精密度实验 精密度实验的HPLC图谱见图3,计算得咖啡碱峰面积的相对标准偏差(RSD)为0.03%,表明仪器的精密度良好。

图3 精密度实验的HPLC图谱Fig.3 HPLC chromatogram of precision test

2.1.3 重复性实验 计算得咖啡碱含量的相对标准偏差(RSD)为0.12%,表明实验方法的重复性良好。

2.1.4 稳定性实验 计算得咖啡碱峰面积的相对标准偏差(RSD)为0.06%,表明样品提取液在12 h内稳定。

2.1.5 回收率实验 由表2可知,加标回收率实验结果为100.9%～102.1%,平均回收率为101.5%,RSD为0.42%。

表2 回收率实验结果

2.2 样品咖啡碱含量的测定结果

对表1中48个茶样的咖啡碱含量测定结果见表3。由表3可知,不同茶样中的咖啡碱含量差异较大,20个雅安藏茶样品中咖啡碱含量最高的是序号为18的紧压藏茶,咖啡碱含量为3.64%,

表3 茶叶样品中的咖啡碱含量

图4 不同类别茶样的咖啡碱含量平均值比较Fig.4 Comparison of the average contents of caffeine from different types of tea

图5 不同品类的雅安藏茶中咖啡碱含量平均值比较Fig.5 Comparison of the average contents of caffeine from different categories of Ya’an Tibetan tea

3 讨论

3.1 雅安藏茶与对照茶样的咖啡碱含量比较

本研究结果表明,20个市售雅安藏茶样品的咖啡碱含量平均值为2.88%,而除青茶外其它茶类的咖啡碱含量平均值在3.46%～4.00%之间,说明与其它茶类相比,雅安藏茶的咖啡碱含量处于较低水平;此外,本研究中不同产地黑茶样品的咖啡碱含量平均值为2.42%,低于其它茶类中咖啡碱含量平均值最低的青茶。在现有研究中,郝再彬[17]、吴琼[18]等人认为黑茶中的咖啡碱含量明显低于绿茶;吕毅、彭晓赟等的研究表明,茯砖茶中的咖啡碱含量比乌龙茶、绿茶低,最终形成其苦涩味低、醇和的风味特点[19-20];赖幸菲等人的研究表明,三种砖茶的咖啡碱含量均较低,低于普通红、绿茶及乌龙茶[21]。本研究中各茶类的咖啡碱含量平均值最高的为白茶;刘菲等认为,白茶中咖啡碱含量高于其它茶类的主要原因是白茶在加工初期叶片还处于鲜活状态,咖啡碱可能进一步积累,而加工的整个过程处于较低温度下,因此减少了咖啡碱的升华;此外,白茶的高咖啡碱含量与制茶所用的品种也有一定关系[7]。

本研究结果表明,不同产地黑茶样品中的咖啡碱含量在1.03%～4.02%之间,其中咖啡碱含量最低的为方包茶,最高的为六堡茶砖;不同产地的黑茶虽然基本的生产工序相同,但由于原料及拼配比例不同,具体的生产工艺也有差异,使其内含物质的种类和含量均存在差异。本研究中雅安藏茶的咖啡碱含量平均值仅次于广西六堡茶和云南普洱熟茶;雅安藏茶的品类较多,原料差异较大,本研究中不同品类雅安藏茶的咖啡碱含量平均值最低的为紧压藏茶,最高的为散藏茶。

3.2 雅安藏茶不影响睡眠的机理探讨

雅安藏茶的品质独特,具有茶条完整、色泽棕褐、汤色橙红明亮、滋味醇和的风味特征[22],实践表明饮用雅安藏茶并不影响睡眠,反而能改善睡眠质量。分析雅安藏茶不影响睡眠的原因可能有以下三个方面。

第一,雅安藏茶原料的成熟度高。本研究结果表明,与其它茶类相比,雅安藏茶的咖啡碱含量处于较低水平,而茶叶中咖啡碱的含量与原料成熟度有关[8],高力等人认为,茶树咖啡碱含量在鲜茶叶的老嫩之间差异很大,细嫩茶叶比粗老茶叶含量高[23];赖幸菲等人的研究表明,三种砖茶中黑砖茶的咖啡碱含量最高,茯砖茶次之,青砖茶最低,而这三种砖茶中黑砖茶的原料相对较嫩,青砖茶的原料最为粗老[20];禹超等人认为方包茶原料鲜叶较为粗老,通常采摘1～2年生的成熟枝梢,茶梗含量多,因此测得的咖啡碱含量低,这也与本研究的结果一致[24]。

第二,雅安藏茶的特殊制作工艺可能使咖啡碱含量降低。雅安藏茶的初加工工序包括杀青、揉捻、渥堆和干燥等基本工序,其中渥堆是黑茶制造中的特有工序,也是雅安藏茶品质形成的关键工序,陈昌辉[22]、杜晓等[25]人的研究表明,鲜叶制成雅安藏茶后,咖啡碱含量降低;邹瑶等人对四川黑茶渥堆过程的研究表明,渥堆过程中咖啡碱含量降低[26];陈靖等测定了普洱生茶和普洱熟茶中咖啡碱的含量,推测在渥堆过程中,普洱茶中的部分咖啡碱发生了氧化、聚合或其它反应使其含量有所降低[27];闫列娟认为陕西黑毛茶在加工过程中,咖啡碱因受热升华而略有减少[28];但陈应娟的研究表明,四川黑茶加工过程中咖啡碱含量是增加的,其中渥堆工序是咖啡碱含量增加较多的阶段,但随着渥堆的进行四川黑茶的苦涩味却逐渐减弱,推测是由于加工过程中咖啡碱与其它生化成分通过相互作用而对茶汤的呈味性产生了影响,最终使茶汤滋味趋于醇和[29];而赖幸菲等人的研究表明,咖啡碱属于杂环含氮化合物,环状结构比较稳定,微生物对这类杂环含氮化合物的利用能力较低,黑茶在加工过程中咖啡碱的变化幅度不大[20]。因此,雅安藏茶在加工过程中咖啡碱含量的变化还有待进一步研究。

第三,推测雅安藏茶中结合咖啡碱的含量较高。黄业伟等人研究了不同茶叶中结合咖啡碱的比例,结果表明多酚类物质氧化程度越大的茶叶所含结合咖啡碱的比例越大[30-33],而黑茶在渥堆过程中,在微生物和湿热作用下发生了多酚类物质的氧化、缩化,蛋白质和氨基酸的分解、降解,碳水化合物的分解,以及各产物间的聚合、缩合等一系列反应,多酚类物质几乎完全转化,生成了更加复杂的呈色物质和呈味物质[34],因此黑茶中结合咖啡碱的含量较多,而这种咖啡碱与其它物质的复合物会在酸性条件下形成沉淀,因此可能在人体胃酸作用下形成沉淀而影响吸收,从而降低了咖啡碱对睡眠的影响;同时,咖啡碱与茶色素以氢键缔合后形成的复合物具有鲜爽味[35],使茶汤滋味趋于醇和,但雅安藏茶中结合咖啡碱的含量和具体作用机理还有待进一步研究。

4 结论

本研究对不同品类雅安藏茶中的咖啡碱含量进行了测定,20个市售雅安藏茶样品的咖啡碱含量范围为1.99%～3.64%,其含量普遍低于除青茶外作为对照的其它茶类,但在不同产地的黑茶中,雅安藏茶中的咖啡碱含量仅次于广西和云南的黑茶。本研究只针对市售的主要雅安藏茶品类进行随机取样,收集的其它对照茶样的数量较少;此外,对不同采摘季节、不同年份的雅安藏茶以及黑茶中咖啡碱与其它生化成分相互作用的机理等还有待进一步研究。

[1]高宇. 茶马古道中的四川雅安[J]. 黑龙江史志,2014(7):341.

[2]李红兵. 四川南路边茶[M]. 北京:中国方正出版社,2007:153-226.

[3]杨琴. 雅安藏茶品牌发展与传播研究[D]. 重庆:重庆大学,2013.

[4]迟艳娜. 雅安藏茶的可持续发展研究[D]. 北京:中央民族大学,2009.

[5]聂坤伦,刘东娜,胡静,等. 速溶雅安藏茶品质评价[J]. 四川农业大学学报,2013,31(4):402-407.

[6]金裕范. 不同产地、加工工艺及储存年限普洱茶化学成分和药理活性的比较研究[D]. 北京:北京中医药大学,2012.

[7]刘菲,孙威江. 白茶品质研究进展[J]. 食品工业科技,2015,36(10):365-368.

[8]何春雷,罗学平,魏晓慧,等. 低氟砖茶与传统砖茶品质的比较分析[J].食品工业科技,2013,34(3):81-89.

[9]赵卉,杜晓. 低咖啡碱茶的研究进展[J]. 华中农业大学学报,2008,27(4):564-568.

[10]涂云飞,杨秀芳,孔俊豪,等. 茶儿茶素、咖啡碱及维生素HPLC测定方法研究进展[J]. 福建茶叶,2012,5:10-12.

[11]罗婧,顾颖颖,刘易成,等. 不同茶叶中茶多酚和咖啡因成分的对比分析[J]. 贵州茶叶,2013,41(1):10-15.

[12]谢吉林,肖海军,孙鲁云,等. 滇西南茶区晒青毛茶中咖啡碱质量分数的分布规律研究[J]. 云南农业大学学报,2013,28(6):851-856.

[13]李解,陈雪皎,郭承义,等. 雅安藏茶和低聚木糖复配物润肠通便作用[J].食品科学,2015,36(1):220-224.

[14]陈书谦. 雅安藏茶:中国黑茶的典型代表[J]. 中华文化论坛,2008(3):125-129.

[15]陆小磊,周卫龙,徐建峰,等. 茶 咖啡碱测定[S]. 北京:中国标准出版社,2014.

[16]王瑾,周卫龙,肖文华,等. 茶 水分测定[S]. 北京:中国标准出版社,2014.

[17]郝再彬,吴琼,蒋泽军,等. 广西六堡黑茶生物学功效的研究[J]. 东北农业大学学报,2013,44(11):68-72.

[18]吴琼. 不同年份六堡茶的理化性质及冠突散囊菌的液体发酵[D]. 哈尔滨:东北农业大学,2012.

[19]吕毅. 氟与茶叶品质化学和微生物学的研究[D]. 杭州:浙江大学,2004.

[20]彭晓赟,赵运林,何小书,等. 茯砖茶茶叶品质和保健功能的研究概况[J]. 湖南城市学院学报,2011,4:45-48.

[21]赖幸菲,柏珍,李智芳,等. 三种砖茶品质生化成分的研究[J]. 食品工业科技,2012,33(8):374-379.

[22]陈昌辉,郭金龙,汪艳霞,等. 雅安藏茶制作工艺的品质变化[J]. 林产化学与工业,2011,31(4):69-74.

[23]高力,刘通讯. 不同年份普洱茶儿茶素等组成及含量变化研究[J]. 食品工业,2013,34(8):175-178.

[24]禹超,叶素丹,邹新武,等. 不同黑茶理化成分研究[J]. 食品科技,2013,38(5):78-81.

[25]杜晓,郭金龙,赵涛,等. 雅安藏茶制造品质化学研究[A]. 第六届海峡两岸茶业学术研讨会论文集[C],2010.

[26]邹瑶,齐桂年,刘婷婷,等. 四川黑茶渥堆中品质成分的主成分及聚类分析[J]. 食品工业科技,2014,35(15):304-307.

[27]陈靖,邹艳丽,李聪,等. 普洱生茶和熟茶中咖啡因含量测试[J]. 云南化工,2012,39(2):19-21.

[28]闫列娟. 陕南黑茶加工工艺研究[D]. 咸阳:西北农林科技大学,2012.

[29]陈应娟. 四川黑茶品质形成研究[D]. 雅安:四川农业大学,2011.

[30]黄业伟,徐欢欢,王素敏,等. 不同茶叶中所含结合咖啡因比例的分析[J].云南农业大学学报,2015,30(2):228-233.

[31]王腾飞,王宣军,黄业伟,等. 发酵对普洱茶中游离咖啡因含量的影响[J].中国生物制品学杂志,2013,26(4):509-511.

[32]黄业伟,王素敏,徐欢欢,等. 不同氧化程度茶多酚与咖啡因及糖的相互作用[J]. 云南农业大学学报,2015,30(3):413-417.

[33]王腾飞,王宣军,黄业伟,等. 发酵对普洱茶中游离咖啡因含量的影响[J]. 中国生物制品学杂志,2013,26(4):509-511.

[34]雷雨. 我国不同类别黑茶品质差异的研究[D]. 长沙:湖南农业大学,2010.

[35]高力,刘通讯. 不同储藏时间的普洱茶内所含成分及其抗氧化性质研究[J].食品工业,2013,34(7):127-130.

Study on relationship between Ya’an Tibetan tea does not affect people’ sleep and the caffeine content

HU Yan1,2

(1.National Tea Products Quality Supervision and Inspection Center(Sichuan)(in preparation),Ya’an 625000,China; 2.Product Quality Supervision and Inspection Institute of Sichuan Ya’an,Ya’an 625000,China)

Ya’an Tibetan tea is a kind of dark tea. It was reported that Ya’an Tibetan tea had less alerted effects and does not affect people’ sleep. Caffeine is the major alkaloid in tea and acts as a central nervous system stimulant. Therefore,20 Ya’an Tibetan tea samples had been taken as study materials,and the dark tea samples from other regions of China and other types of Chinese traditional teas had been taken as contrast materials. Using high performance liquid chromatography(HPLC)method for different samples of tea to detect the content of caffeine. It had discussed that the relationship between Ya’an Tibetan tea does not affect people’ sleep and the caffeine content. Results showed that the caffeine contents range of 20 Ya’an Tibetan tea samples were 1.99%～3.64%,and the average content was 2.88%. The caffeine contents range of other types of Chinese traditional tea samples except oolong tea were 3.46%～4.00%,and it showed that the caffeine content of Ya’an Tibetan tea samples were at low level. There was difference about the content of caffeine in dark tea among different regions of China. Results showed that the order of average caffeine contents was Liu Pao tea>Puerh ripe tea>Ya’an Tibetan tea,the caffeine content of Fangbao tea was the lowest. The main reasons that Ya’an Tibetan tea does not affect people’ sleep were as follows:the material maturity of Ya’an Tibetan tea was higher,and the caffeine content of manufactured Ya’an Tibetan tea was lower. The caffeine content could be reduced by the special manufacturing process of Ya’an Tibetan tea. It could speculate that the content of combined caffeine was high in Ya’an Tibetan tea. The results wouldl provide helpful information for the quality controls and the study on the mechanism of the Ya’an Tibetan tea did not affect people’ sleep.

Ya’an Tibetan tea;caffeine;content

2016-05-04

胡燕(1982-)，女，博士，高级工程师，研究方向：茶叶资源开发与利用及茶叶检测等方面,E-mail：xiaowei401@sohu.com。

TS272.7

A

1002-0306(2016)22-0131-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.22.018