绿茶贮藏过程中主要生化成分和抗氧化活性的变化及相关性研究

赵 熙，黄 浩，银 霞，黄怀生，粟本文，郑红发



绿茶贮藏过程中主要生化成分和抗氧化活性的变化及相关性研究

赵 熙，黄 浩，银 霞，黄怀生，粟本文，郑红发

（湖南省茶叶研究所，湖南 长沙410125）

摘 要：对绿茶在贮藏期间主要生化成分、抗氧化活性的变化及二者的相关性进行了研究，结果表明，绿茶贮藏期间茶多酚含量和水浸出物含量下降明显，且前4个月降幅较大，贮藏12个月后分别减少21.20%、14.61%；游离氨基酸总体下降，其中贮藏4个月后出现小幅上升，贮藏12个月后损失率约为31.81%；经过12个月贮藏咖啡碱含量降低17.68%；叶绿素和黄酮含量在贮藏期间分别降低37.81%、9.06%；绿茶贮藏过程中总抗氧化活性、抑制羟自由基活性、DPPH自由基清除活性均随贮藏时间的延长而降低，其中总抗氧化活性下降幅度最大，降幅达到38.92%。相关性分析表明，生化成分的变化与抗氧化活性变化呈现显著正相关；进一步采用多元逐步回归分析表明，水浸出物和茶多酚含量与绿茶的总抗氧化活性和抑制羟自由基活性密切相关；水浸出物和总黄酮含量减少是绿茶DPPH自由基清除活性降低的主导因素。

关键词：绿茶；生化成分；抗氧化活性；贮藏；变化；相关性

茶是世界上消费量最大的饮料之一，绿茶在我国产量和消费量最大，是最有优势的茶类之一。绿茶中含有多种活性成分，如茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱、黄酮类等，这些活性成分使茶具有多种保健功能，如防治心血管疾病［1］、防癌抗癌［2］、防龋齿［3］等，而其抗氧化能力是体现其功能活性的一个重要指标。目前，关于绿茶品质与其化学成分之间的研究已有很多报道［4-6］。然而，关于绿茶的主要品质化学成分和抗氧化活性等方面的相关研究，目前尚无系统的报道。它们在一定程度上决定了绿茶的风味品质和保健功效，具有重要的研究价值。

绿茶内含成分组成复杂，影响抗氧化活性的因素很多，对主要生化成分与总抗氧化活性、抑制羟自由基活性和清除DPPH自由基活性变化相关性分析有助于确定导致绿茶抗氧化活性变化的主体生化成分，对绿茶的生产、贮藏及保健功能研究具有重要指导意义。本文以绿茶为研究对象，对贮藏过程中主要生化成分和抗氧化活性的变化进行探讨，在此基础上采用多元统计进行典型相关分析建立数学模型，确定影响绿茶抗氧化活性变化的主要因素，为进一步明晰绿茶贮藏过程中品质劣变机理、延长绿茶常温贮藏保鲜期、提高其保健功能提供理论参考。

1　材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为保靖黄金茶绿茶，由湖南天牌茶叶有限公司提供。所有化学试剂均为分析纯或色谱纯，DPPH购自Sigma公司，总抗氧化能力测定试剂盒、羟自由基测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

主要仪器：TU-1901双光束紫外可见光分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）、超声波清洗机（上海台姆超生设备有限公司）、恒温磁力搅拌器（江苏金坛市环宇科学仪器厂），HH-8恒温水浴锅（常州凯航仪器有限公司）。

1.2试验方法

1.2.1 茶样贮藏 供试绿茶按每包50 g规格用不透光铝箔袋包装，密封避光室温贮藏12个月，每隔30 d测定主要生化成分和抗氧化活性。

1.2.2 主要生化成分含量测定 茶多酚总量测定采用酒石酸亚铁分光光度法［7］；游离氨基酸总量测定参照GB/T8314-2013《茶 游离氨基酸总量测定》方法；水浸出物总量测定参照GB/T8305-2013《茶 水浸出物测定》方法；咖啡碱含量测定参照GB/T8312-2013《茶 咖啡碱测定》方法；黄酮类化合物总量测定采用三氯化铝比色法［8］；叶绿素含量测定采用丙酮浸提比色法［9］。

1.2.3 总抗氧化活性测定 按GB/T 8312-2002中11.1的规定制备茶汤试液，稀释一定倍数后进行总抗氧化活性测定，测定方法按试剂盒说明书操作。

1.2.4 抑制羟自由基活性测定 按GB/T 8312-2002 中11.1的规定制备茶汤试液，稀释一定倍数后进行羟自由基活性测定，测定方法按试剂盒说明书操作。

有时候我常常会想，如果有这样一种可能，或那样一种可能，我们俩会不会最终走在一起。不过生活就是这样，它不会给你那么多种可能。你的人生早已被你的性格决定。

1.2.5 DPPH自由基清除活性测定 按GB/T 8312-2002中11.1的规定制备茶汤试液。参照吕海鹏［10］测定方法，利用DPPH溶液的特征吸收峰，以分光光度法测定提取液A521的吸光度，通过公式计算得出有机自由基消除能力。反应体积3 mL，DPPH溶于少量甲醇后，以50%乙醇配制浓度为100 μmol/L的DPPH溶液。反应时加0.1 mL制备的茶汤试液及2.9 mLDPPH溶液。室温下静置20 min后测吸光度变化。

式中，A0为未加样的DPPH（1.9 mLDPPH+0.1 mL50%乙醇）的吸光度；A为样品与DPPH反应后的吸光度；B为样品空白（样品0.1 mL+1.9 mL50%乙醇）的吸光度。

1.3数据统计

试验重复3次，每次结果以3个平行的平均值表示采用SPSS20.0数据处理软件，对检测数据进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 主要生化成分的变化

2.1.1 茶多酚含量变化 从表1可以看出，新制绿茶中茶多酚含量为25.07%，贮藏过程中茶多酚含量随贮藏时间延长逐渐减少，贮藏12个月后总酚含量下降至19.78%，降幅达到21.10%，且表现出贮藏前期下降幅度大、后期降幅缓慢的趋势，贮藏4个月后茶多酚含量下降幅度达到18.07%。

2.1.2 游离氨基酸含量变化 由表1可知，绿茶在贮藏过程中游离氨基酸的含量表现为先减少后小幅增加再减少的波浪型变化趋势。贮藏3个月间，绿茶中的游离氨基酸含量明显下降，损失率为14.31%。贮藏4个月后，游离氨基酸含量小幅增加，之后又呈现明显下降的趋势；贮藏8个月后下降幅度较平缓；贮藏12个月后，游离氨基酸含量下降至3.43%，降幅达到31.81%。

2.1.3 咖啡碱含量变化 从表1可以看出，绿茶在贮藏过程中咖啡碱含量随贮藏时间的延长逐渐降低，贮藏前咖啡碱含量为4.13%，贮藏12个月后含量下降到3.40%，保留量为82.32%。

2.1.4 水浸出物含量变化 由表1可知，绿茶在贮藏期间水浸出物含量变化呈现出与茶多酚含量变化相似的趋势，都随贮藏时间的延长含量逐渐下降，但水浸出物含量的下降幅度小于茶多酚，经过12个月的贮藏，水浸出物含量由贮藏前的38.94%下降到33.25%，降幅为14.61%。

2.1.5 总黄酮含量变化 由表1可知，绿茶在贮藏过程中随着贮藏时间的延长，总黄酮含量呈现总体降低的趋势，但降低幅度不大，并且前6个月降低幅度较小，后6个月降低幅度较大。贮藏前绿茶中总黄酮含量为2.87%，经过12个月的贮藏，含量降低为2.61%，降幅为9.06%。

2.1.6叶绿素含量变化 由表1可知，随着贮藏时间的延长，绿茶中的叶绿素含量显著降低，经过12个月的贮藏，叶绿素含量由贮藏前的2.01%下降到1.25%，降幅达到37.81%；并且表现出在贮藏4～6个月期间，叶绿素下降速率较快，下降幅度达到26.46%。

表1 绿茶贮藏过程中生化成分的变化

2.2 抗氧化活性的变化

2.2.1 总抗氧化活性变化 绿茶贮藏过程中，总抗氧化活性随贮藏时间延长的变化如图1所示。贮藏前绿茶的总抗氧化活性达到12.82 U/mg，随着贮藏时间延长，总抗氧化活性随之减弱，贮藏12个月后，总抗氧化活性下降至7.83U/mg，降幅为38.92%。在总抗氧化活性下降的过程中，表现出与茶多酚相似的变化趋势，即在贮藏周期中的前3个月下降幅度较大。

图1 绿茶在贮藏期间总抗氧化活性的变化

2.2.2 抑制羟自由基活性变化 在抑制羟自由基活性方面，贮藏过程中随着贮藏时间延长，绿茶的抑制羟自由基变化如图2所示。随着贮藏时间延长，抑制羟自由基活性逐渐减弱，表现出与总抗氧化活性相似的变化趋势。经过12个月的贮藏，抑制羟自由基活性由贮藏前的73.56 U/mg下降至53.21 U/mg，降幅为27.66%。

2.2.3 DPPH自由基清除活性变化 在清除DPPH自由基活性方面，绿茶在贮藏过程中随着贮藏时间的延长，DPPH自由基清除活性如图3所示。与总抗氧化活性和抑制羟自由基活性不同的是，DPPH自由基清除活性并未在贮藏周期中前几个月出现大幅降低，而是总体呈现缓慢下降的趋势。经过12个月的贮藏周期，DPPH自由基清除活性从贮藏前的91.67%下降至70.48%，降幅为23.12%，低于总抗氧化活性和抑制羟自由基活性的降幅。

图2 绿茶在贮藏期间抑制羟自由基活性的变化

图3 绿茶在贮藏期间DPPH自由基清除活性的变化

2.3 主要生化成分与抗氧化活性的相关性分析 由以上分析可知，绿茶在贮藏期间主要生化成分和抗氧化活性变化均十分显著。其中几种生化成分的变化可能是导致抗氧化活性变化的直接原因。对主要生化成分与抗氧化活性的相关性分析表明，水浸出物和茶多酚与总抗氧化活性变化密切相关，其相关系数分别达到0.969和0.965；抑制羟自由基活性与水浸出物、咖啡碱、茶多酚的相关系数分别达到0.990、0.979和0.926；DPPH自由基清除活性与总黄酮含量变化高度相关，相关系数达到0.962，均达到极显著水平（表2）。

表2 生化成分变化与抗氧化活性变化之间的相关性

表2表示绿茶中抗氧化活性变化与6种生化成分的相关性，进一步采用多元线性回归分析研究它们之间的关系。采用多元回归分析中的逐步筛选法（stepwise），分别建立了总抗氧化活性、抑制羟自由基活性、DPPH自由基清除活性与生化成分变化之间的回归方程如下：

y（总抗氧化活性）=-15.322+0.421x4+0.470x1（1）

y（抑制羟自由基活性）=-41.486+1.512x4+0.9 12x1+8.056x3（2）

y（DPPH自由基清除活性）=-77.336+35.340 x5+1.749x4（3）

对方程进行拟合优度检验及显著性检验，结果证明，方程（1）、（2）、（3）的调态后R2都达0.9以上，同时，从F Change的相伴概率值来看，均小于5%显著水平，说明每组方程中引入的自变量对因变量都有比较显著的贡献。对各组回归方程进行显著性检验，结果表明每组方程的F值都很大，均在100以上，说明自变量造成因变量的变动远远大于随机因素对因变量造成的影响，并且F相伴概率值明显小于0.05，说明存在显著的线性关系。

由方程（1）～（3）可知，水浸出物、茶多酚、总黄酮和咖啡碱的变化是导致绿茶抗氧化活性变化的主要原因。其中，水浸出物是影响总抗氧化活性、抑制羟自由基活性和清除DPPH自由基活性变化的因素之一，且对总抗氧化活性和清除DPPH自由基活性影响达到极显著水平；茶多酚对总抗氧化活性和抑制羟自由基活性变化有极显著影响；总黄酮只对清除DPPH自由基活性有显著影响；咖啡碱只对抑制羟自由基活性变化有显著影响；游离氨基酸和总叶绿素对抗氧化活性变化的影响不大。

3 结论与讨论

3.1 主要生化成分与抗氧化活性变化

本研究结果表明，贮藏过程中绿茶6种生化成分和抗氧化活性都显著降低。其中儿茶素发生氧化和茶多酚与咖啡碱、蛋白质等化合物的络合沉淀是导致茶多酚含量减少的主要原因［11］。游离氨基酸含量明显下降，损失率为14.31%，氧化损失可能是绿茶在贮藏期间氨基酸含量逐渐减少的原因之一。当贮藏4个月后，游离氨基酸含量小幅增加，之后又呈现明显下降的趋势，可能是因为游离蛋白质降解作用释放出氨基酸，使得游离氨基酸的含量呈小幅增加的趋势［12］。叶绿素含量在贮藏4～6个月期间下降幅度最大，其原因可能是该期间正处于夏季炎热高温季节（7～9月份），高温加速了叶绿素的降解和氧化。抗氧化活性随着贮藏时间的延长表现出不同程度的下降，其中总抗氧化活性下降程度最大，其次为抑制羟自由基活性，DPPH自由基清除活性降幅最小；并且总抗氧化活性和抑制羟自由基活性均表现出前期下降幅度较大的特点，这可能与影响其活性变化的主要生化成分含量降低有关。

3.2 主要生化成分与抗氧化活性变化相关性

本研究结果表明，绿茶在贮藏过程中生化成分和抗氧化活性都会发生显著变化，两者之间具有显著相关性，且水浸出物、茶多酚和黄酮含量的减少与抗氧化活性的降低趋势具有很好的对应关系。已有众多研究表明，茶叶中的多酚类等物质和类黄酮化合物具有优异的抗氧化性能，它可以有效清除自由基［13］，这与本研究的结果一致。茶叶水浸出物中主要含有多酚类（包括水溶性色素）、可溶性糖、水溶果胶、水溶维生素、游离氨基酸、咖啡碱、水溶蛋白、无机盐等，因而茶叶中的水溶性成分抗氧化性有一定的复杂性。本研究对绿茶的主要生化成分测定发现随着抗氧化活性的降低，茶多酚、水浸出物和总黄酮含量的降低较为显著，这在一定程度上佐证了茶多酚和总黄酮是体现绿茶抗氧化能力的主要成分物质，这与陈金娥等［13-14］的研究结果一致。

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（责任编辑 白雪娜）

中图分类号：S571.1

文献标识码：A

文章编号：1004-874X（2015）03-0120-05

收稿日期：2015-11-05

基金项目：湖南省科技重大专项（2014FJ1006）；国家现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-23）；湖南省科技计划重点研发计划项目（2015NK3042）

作者简介：赵熙（1982-），女，硕士，助理研究员，E-mail：lzzx_11280609@163.com

通讯作者：郑红发（1975-） ，男，研究员，E-mail：zhenghongfa@sina.com

Change of main biochemical components and antioxidative activities of green tea during storage and their correlation

ZHAO Xi，HUANG Hao，YIN Xia，HUANG Huai-sheng，SU Ben-wen，ZHENG Hong-fa
（Hunan Tea Research Institute，Changsha 410125，China）

Abstract：The change of main biochemical components and antioxidative activities as well as their correction were studied. Results showed that the main biochemical components of green tea changed significantly during storage. The relative concentrations of tea polyphenol and water extract decreased significantly，especially in the first four months，decreased by 21.10% and 14.61% after 12 months storage. Amino acid content lowered overall and about 31.81% was lost after storage for 12 months，while during the 4th month，it rose slightly. Caffeine content lowered by 17.68% during 12 months storage. Chlorophyll and total flavonoids content decreased significantly with a rate of 37.81% and 9.06%. Antioxidative activities including total antioxidative activity，inhibition of OH radical activity and DPPH free radical scavenging activity in green tea decreased dramatically during the storage process. Among them，total antioxidative activity had the biggest down-range. By using the SPSS software，the correlation analysis showed that the change of main biochemical components and the change of antioxidative activities were positively correlated. Among them，the biggest down-range of total antioxidative activity was 38.92%. Water extract and tea polyphenol content were closely related with total antioxidative activity and inhibition of OH radical activity decrease of green tea，the decrease of water extract and total flavonoids content was the dominant factor of DPPH free radical scavenging activity decreasee by multiple gradually regression analysis method.

Key words：green tea；biochemical component；antioxidative activity；storage；change；correction