提高茶葉中γ-氨基丁酸含量的方法研究

1、中國農(nóng)學通報2010,26(11):236-240ChineseAgriculturalScienceBulletin提高茶葉中-氨基丁酸含量的方法研究黃亞輝1,2，陳建華1，曾貞2，鄭紅發(fā)3，黃懷生3（1中南林業(yè)科技大學，長沙410007；2華南農(nóng)業(yè)大學園藝學院，廣州510642；3湖南省茶葉研究所，長沙410125）摘要：提高茶葉-氨基丁酸的含量。采用真空充氮、紅外線照射以及液體浸泡等逆境對茶樹離體葉片進行了處理。試驗結(jié)果表明3種處理均能提高茶葉-氨基丁酸的含量，其中以真空充氮和液體浸泡處理效果明顯，-氨基丁酸的含量分別達到2.88mg/g和4.01mg/g。關鍵詞：真空充氮；紅外線照射；

2、液體浸泡；-氨基丁酸中圖分類號：TS272.4文獻標志碼：A論文編號：2010-0035Study（Huang1CentralYahuionMethodsofIncreasing-aminobutyricAcidLeaves1,2SouthUniversity,ChenJianhua1ofForestry,Zeng&TechnologyZhen2,ChangshaZhengHongfa3410007;,HuangofTea2CollegeHuaisheng3ofHorticulture,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642;3

3、HunanTeaResearchInstitute,Changsha410125)Abstractandwaterloggingwaterlogging:Forincreasingarewereeffective,usedthetocontentandteatheleavesofGABAcontentsinthisinofexperimentation.tealeaves,methods-aminobutyricTheacidresultssuchasareshowedAnoxia2.88thatstress,mg/ganoxiainfraredrespectively.Keywords:an

4、oxiastress;infraredray;waterlogging;-aminobutyricacid0引言驗設計了數(shù)種逆境處理，以期提高茶葉中-氨基丁酸-氨基丁酸（GABA）是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，廣的含量。泛存在于哺乳動物腦和脊髓中，是一種重要的抑制性1材料與方法神經(jīng)傳遞物質(zhì),具極強的生理活性。已有的研究表明，實驗材料為湖南省茶葉研究所10年生茶樹的1芽-氨基丁酸具有降血壓、抗驚厥、鎮(zhèn)痛和改善記憶等多2葉春梢，茶樹品種為白毫早、碧香早及茗豐。研究時種藥理作用1。日本研究者首先發(fā)現(xiàn)，將茶鮮葉經(jīng)過間為20032006年，試驗工作在湖南省茶葉研究所進一定時間的厭氧處理會產(chǎn)生大量的-氨基丁酸，以

5、此行。加工設備：普通綠茶生產(chǎn)設備、真空泵、氮氣罐、減加工成的綠茶富含-氨基丁酸（含量一般在1.5mg/g壓閥、紅外燈等。以上），并且將這種茶命名為Gabaron茶，即-氨基丁酸氨基酸測定部分藥品與儀器：日本島津LC-4A高茶2。經(jīng)動物實驗和臨床試驗證實這種茶具有明顯的效液相色譜儀、Millipore公司產(chǎn)純水發(fā)生器及過濾系降血壓效果。中國Gabaron茶研究起步較晚，林智等統(tǒng)、Fluka公司產(chǎn)鄰苯二甲醛(OPA)、各氨基酸標樣均為對其降血壓機理、2,4-二硝基氟苯柱前衍生HPLC測定Sigma公司產(chǎn)品。法以及不同厭氧處理的效果進行了研究3-4；黃亞輝等氨基酸HPLC測定的色譜條件：分離柱：IS

6、C-07Na對Gabaron茶進行了臨床降壓試驗5-6。-氨基丁酸是型(4.6mmi.d.×150mm，5µm)，流動相：0.2mol/L檸檬一種植物逆境氨基酸7-9，在常規(guī)茶葉中含量極微，此試酸鈉緩沖液，pH3.210.0，梯度洗脫，流速0.3mL/min；基金項目：廣東省高層次人才引進項目“茶葉高附加值加工關鍵技術研究”（209004）；“廣東省茶葉產(chǎn)業(yè)推進關鍵技術研究與示范”（2009B020201013）內(nèi)容之一。第一作者簡介：黃亞輝，男，1969年出生，華南農(nóng)業(yè)大學，研究員，從事茶葉加工、深加工研究，中南林業(yè)科技大學博士研究生。通信地址：510642廣州市天河區(qū)五

7、山，華南農(nóng)業(yè)大學園藝學院，TelE-mail：yahuihuangzz。通訊作者：陳建華，中南林業(yè)科技大學，教授，博士生導師，主要從事林木遺傳育種研究。TelE-mail：Cjh11135。收稿日期：2010-01-05，修回日期：2010-02-11。溫度55；檢測器：RF-530，Ex=348nm，Em=450nm；處理1：鮮葉炒青綠茶加工進樣量5µL。蠕動泵PRR-2A0.25mL/min；采用鄰苯處理2：茶樹噴施濃度為1.5%的谷氨酸鈉溶液3二甲醛柱后衍生法。天后采摘茶樹葉片炒青綠茶加工氨基酸HPLC測定的實驗過程:處理

8、3：茶樹噴施濃度為1.5%的谷氨酸鈉溶液7準確稱取2.000g粉碎茶樣于50mL容量瓶中，加天后采摘茶樹葉片炒青綠茶加工入30mL雙蒸水，于85水浴中浸提2h，冷卻后定處理4：茶樹噴施濃度為1.5%的谷氨酸鈉溶液容，過0.45µm濾膜，待上機分析。10天后采摘茶樹葉片炒青綠茶加工試驗數(shù)據(jù)處理：各試驗處理設3次重復，數(shù)據(jù)以平處理5：鮮葉噴施濃度為1.5%的谷氨酸鈉溶液均值±標準差表示，采用SPSS11.5軟件處理。攤放4h炒青綠茶加工（1）真空充氮處理對茶葉中-氨基丁酸含量的影（4）液體浸泡對茶葉中-氨基丁酸含量的影響。響。處理1：鮮葉炒青綠茶加工處理1：鮮葉炒青綠茶加工處理

9、2：鮮葉純水浸泡3h除表面水炒青綠處理2：鮮葉真空充氮3h炒青綠茶加工茶加工處理3：鮮葉真空充氮3h除氮增氧2h炒青處理3：鮮葉純水浸泡3h除表面水，空氣中靜綠茶加工置2h純水浸泡3h取出脫水炒青綠茶加工處理4：鮮葉真空充氮3h除氮增氧2h真空處理4：鮮葉0.5%谷氨酸鈉溶液中浸泡3h除充氮3h炒青綠茶加工表面水，空氣中靜置2h0.5%谷氨酸鈉溶液中浸泡3處理5：鮮葉真空充氮6h炒青綠茶加工h除表面水炒青綠茶加工處理6：鮮葉真空充氮3h除氮增氧2h真空處理5：鮮葉1.0%谷氨酸鈉溶液中浸泡3h除充氮3h除氮增氧2h真空充氮3h炒青綠茶加工表面水，空氣中靜置2h1.0%谷氨酸鈉溶液中浸泡3處理7

10、：直接測定鮮葉中氨基酸的含量h除表面水炒青綠茶加工（2）紅外線照射處理對茶葉中-氨基丁酸含量的處理6：鮮葉1.5%谷氨酸鈉溶液中浸泡3h除影響表面水，空氣中靜置2h1.5%谷氨酸鈉溶液中浸泡3處理1：鮮葉炒青綠茶加工h除表面水炒青綠茶加工處理2：鮮葉紅外線照射1h炒青綠茶加工處理7：鮮葉2.0%谷氨酸鈉溶液中浸泡3h除處理3：鮮葉紅外線照射2h炒青綠茶加工表面水，空氣中靜置2h2.0%谷氨酸鈉溶液中浸泡3處理4：鮮葉紅外線照射1h+攤放1h反復處h除表面水炒青綠茶加工理2次炒青綠茶加工2結(jié)果與討論理3次炒青綠茶加工由表1可知，自然條件下，茶樹鮮葉中-氨基丁酸含。鮮表1真空充氮處理茶葉中-氨基丁

11、酸的含量mg/g注：同列字母表示經(jīng)Duncan差異顯著性檢驗在0.05水平差異顯著。黃亞輝等：提高茶葉中-氨基丁酸含量的方法研究·238·葉直接加工成普通綠茶后，-氨基丁酸含量只有極少嚴重，飲用價值不高。日本Gabaron茶中GABA標準量的增加，關鍵原因在于谷氨酸脫羧酶的活性沒有得定為1.5mg/g，該試驗處理4茶樣品質(zhì)上基本保留了炒到激活。在常規(guī)茶葉的游離氨基酸中，由于GABA含青綠茶原有風味，GABA已達到并略高于此標準。因量過低，以往很少有人關注。此，處理4是干法生產(chǎn)GABA茶的較優(yōu)工藝。2.2.1真空充氮時GABA含量的變化處理2、處理5分由表2可知，紅外線處理2

12、中鮮葉照射1h，造成別為連續(xù)真空充氮3、6h，處理2、3個不同的品種-氨茶樹葉片受到熱刺激的環(huán)境，激活谷氨酸脫羧酶的活基丁酸含量都提升10倍左右。說明茶鮮葉經(jīng)過3h真性，使-氨基丁酸含量有所提高，茗豐、碧香早和白毫空處理激活后，谷氨酸脫羧酶(GAD)活性得以大幅度早分別提高81.8%、88.2%和85.0%。處理3中鮮葉受提高。處理5樣茶中GABA平均含量為1.77mg/g，比紅外線照射2h，理論上生成的-氨基丁酸量要更多，較處理2、處理5可知，茶鮮葉經(jīng)過3h真空處理后若不但實際上與處理2茶樣中GABA含量相差不遠，這可間斷再真空處理3h，后階段GABA的生成量大為減能是由于鮮葉經(jīng)長時間紅外線

13、照射后，葉溫上升過少，僅0.22mg/g。因此，該研究通過試驗證明，連續(xù)長多，葉片含水量大為下降，葉片生理活性受到嚴重抑時間真空充氮處理生產(chǎn)GABA茶的工藝不可取。另制，反而影響了-氨基丁酸含量的增加，同時葉片經(jīng)外，感官評審也表明，連續(xù)6h真空充氮后茶鮮葉悶味紅外線照射2h后，少量葉片出現(xiàn)紅變，影響了成品茶刺鼻，幼嫩芽葉大多紅變，成茶葉底花雜，悶味嚴重。的質(zhì)量。處理4鮮葉實際上也經(jīng)紅外線照射2h，但2.2.2除氮增氧對GABA含量的影響此試驗處理3是在兩次照射間增加了一次攤涼處理，葉片沒有受到損在處理2基礎上，于真空充氮3h后增加了2h除氮增害，因此-氨基丁酸生成量較多，3個品種比對照（處氧處

14、理。與處理2相比，處理3中GABA的含量無明理1）分別提高了154.5%、135.3%和150.0%。處理5顯變化。但由2.2.1分析可知，連續(xù)長時期的無氧條件在處理4的基礎上再增加紅外線照射1h，-氨基丁酸可使GABA的合成速度下降，另外，就GABA茶感觀量進一步上升，但增加量不大，處理5比處理4總體上品質(zhì)而言，2h的除氮增氧處理相當于讓茶鮮葉經(jīng)過一平均只提高10%左右，同時鮮葉經(jīng)過處理5處理后，次攤晾過程，可以降低葉溫、散發(fā)水汽，減少芽葉紅變已經(jīng)散失了較多的水分，部分幼嫩芽葉出現(xiàn)紅變，成和異味的產(chǎn)生。茶品質(zhì)大受影響。2.2.3GABA茶較優(yōu)的干法加工工藝處理4于2次3h從植物生理生化角度分

15、析，植物體受到外界逆境真空充氮過程中，間以2h除氮增氧處理，樣茶中刺激時，其體內(nèi)谷氨酸脫羧酶的活性大大增強，導致-GABA平均含量高達2.09mg/g。處理4與處理5全過氨基丁酸大量生成，這些逆境刺激可能包括缺氧、冷程中真空充氮時間均為6h，而其中GABA含量卻相差害、熱刺激、機械刺激、干旱和鹽脅迫等。紅外線照射甚遠，達0.32mg/g，由此可見，在Gabaron茶加工過程造成茶樹葉片受到熱刺激的環(huán)境，因此紅外線照射處中，適時進行加氧處理是十分必要的。處理6是在處理能激活谷氨酸脫羧酶的活性，-氨基丁酸含量得到理4之后增加1次2h除氮增氧和3h真空充氮過程，累提升，但提升的幅度有限，各處理茶葉中

16、-氨基丁酸含計處理時間達到13h，其中無氧處理時間為9h，測定量均未達到1.5mg/g的標準。比較紅外線照射和真空結(jié)果表明，該處理茶樣中GABA平均含量高達2.55充氮處理對提高-氨基丁酸含量的影響，可以發(fā)現(xiàn)真mg/g。由于處理時間過長，處理6茶樣芽葉紅變，悶味空充氮處理具有明顯的優(yōu)勢。表2紅外線照射處理茶葉中-氨基丁酸的含量mg/g水平差異顯著。2.4噴施谷氨酸鈉溶液對茶葉中-氨基丁酸含量的影內(nèi)各種氨基酸的含量相對穩(wěn)定。向茶樹樹體上葉片響噴施谷氨酸鈉溶液，葉片能吸收部分谷氨酸鈉，短時間谷氨酸作為-氨基丁酸生成的前體物質(zhì)，理論上內(nèi)谷氨酸含量有所增加，使-氨基丁酸含量相應地增茶樹葉片通過噴施谷氨

17、酸鈉溶液，谷氨酸鈉進入葉片加，但增加幅度不大。以茗豐為例，處理3天后-氨基得以積累，增加了轉(zhuǎn)化底物的濃度，-氨基丁酸含量會丁酸含量提高50%，處理7天后只提高25%，處理10天提升很快，但噴施在活體茶樹葉片上（處理2處理4），后幾乎沒有提高。然而對于離體茶樹葉片來說，葉片-氨基丁酸含量未明顯提升，而噴施在離體茶樹葉片的物質(zhì)代謝只局限在自體范圍之內(nèi)，吸收進去的谷氨上（處理5），-氨基丁酸含量卻有較明顯提升，平均提酸在谷氨酸脫羧酶作用下部分向-氨基丁酸轉(zhuǎn)化，處高1倍左右(見表3）。茶樹葉片在未被采摘的狀態(tài)理茶樣中-氨基丁酸含量相應地增加。但由于未經(jīng)過下，其氨基酸代謝是整個茶樹樹體物質(zhì)代謝的一部認為

18、的逆境處理，谷氨酸脫羧酶的活性沒有得到激活，分，氨基酸的合成與降解維持一個動態(tài)平衡，茶樹體-氨基丁酸的生成量十分有限，提高僅倍左右。表3噴施谷氨酸鈉溶液對茶葉中-氨基丁酸含量的影響水平差異顯著。2.5液體浸泡對茶葉中-氨基丁酸含量的影響更多量的-氨基丁酸。綜合考慮茶樣中-氨基丁酸含液體浸泡與真空充氮一樣，均屬于嫌氣處理。由量與生產(chǎn)成本，研究發(fā)現(xiàn)使用1.0%谷氨酸鈉溶液（處表4可知，以茗豐為例，處理2茶鮮葉在水浸泡處理3h理5）為浸泡方法中的最佳處理。后，-氨基丁酸含量達到了(1.03±0.06)mg/g，處理3茶研究證明在缺氧、冷害、熱刺激以及機械刺激等逆鮮葉在浸泡處理6h后，-氨基

19、丁酸含量達到了境條件GABA的含量均有明顯的增加10。在逆境條件(1.32±0.22)mg/g，這可能是由于水浸泡處理既形成了下，GABA含量增加被認為主要具有以下生理功能：淹漬的逆境，同時又形成了低氧的逆境，2種逆境條件（1）GABA的合成需要消耗質(zhì)子，因此能調(diào)節(jié)植物細胞的綜合作用，激活了谷氨酸脫羧酶的活性，促使茶葉生內(nèi)的pH；（2）GABA代謝支路對三羧酸循環(huán)具有回補成大量的-氨基丁酸。處理3處理7在純水浸泡處理作用；（3）GABA的積累能作為植物氮源的臨時儲備的基礎上，添加不同濃度的谷氨酸鈉溶液，使鮮葉在處庫。谷氨酸的碳可以a-酮戊二酸的形式進入TCA環(huán)，理過程中吸收一定的谷氨酸鈉，從而使得在由谷氨酸也可經(jīng)GABA轉(zhuǎn)化以琥珀酸的形式進入。前者在轉(zhuǎn)向-氨基丁酸轉(zhuǎn)化過程中，反應的底物濃度增加，生成化成琥珀酸時需要NAD，后者繞過了脫氫酶和轉(zhuǎn)氨酶表4谷氨酸鈉溶液浸泡茶葉中-氨基丁酸的含量mg/g注：同列字母表示經(jīng)Duncan差異顯著性檢驗在0.05水平差異顯著。黃亞輝等：提高茶葉中-氨基丁酸含量的方法研究·240·和TCA循環(huán)的-酮戊二酸脫氫酶反應。在厭氧、呼吸2津志田藤二郎.-酪酸蓄積茶制造特征下降、NAD+/NAHD比例下降等特定