提高茶叶中γ-氨基丁酸含量的方法研究

1、中国农学通报2010,26(11):236-240ChineseAgriculturalScienceBulletin提高茶叶中-氨基丁酸含量的方法研究黄亚辉1,2，陈建华1，曾贞2，郑红发3，黄怀生3（1中南林业科技大学，长沙410007；2华南农业大学园艺学院，广州510642；3湖南省茶叶研究所，长沙410125）摘要：提高茶叶-氨基丁酸的含量。采用真空充氮、红外线照射以及液体浸泡等逆境对茶树离体叶片进行了处理。试验结果表明3种处理均能提高茶叶-氨基丁酸的含量，其中以真空充氮和液体浸泡处理效果明显，-氨基丁酸的含量分别达到2.88mg/g和4.01mg/g。关键词：真空充氮；红外线照射；

2、液体浸泡；-氨基丁酸中图分类号：TS272.4文献标志码：A论文编号：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引言验设计了数种逆境处理，以期提高茶叶中-氨基丁酸-氨基丁酸（GABA）是一种非蛋白质氨基酸，广的含量。泛存在于哺乳动物脑和脊髓中，是一种重要的抑制性1材料与方法神经传递物质,具极强的生理活性。已有的研究表明，实验材料为湖南省茶叶研究所10年生茶树的1芽-氨基丁酸具有降血压、抗惊厥、镇痛和改善记忆等多2叶春梢，茶树品种为白毫早、碧香早及茗丰。研究时种药理作用1。日本研究者首先发现，将茶鲜叶经过间为20032006年，试验工作在湖南省茶叶研究所进一定时间的厌氧处理会产生大量的-氨基丁酸，以

5、此行。加工设备：普通绿茶生产设备、真空泵、氮气罐、减加工成的绿茶富含-氨基丁酸（含量一般在1.5mg/g压阀、红外灯等。以上），并且将这种茶命名为Gabaron茶，即-氨基丁酸氨基酸测定部分药品与仪器：日本岛津LC-4A高茶2。经动物实验和临床试验证实这种茶具有明显的效液相色谱仪、Millipore公司产纯水发生器及过滤系降血压效果。中国Gabaron茶研究起步较晚，林智等统、Fluka公司产邻苯二甲醛(OPA)、各氨基酸标样均为对其降血压机理、2,4-二硝基氟苯柱前衍生HPLC测定Sigma公司产品。法以及不同厌氧处理的效果进行了研究3-4；黄亚辉等氨基酸HPLC测定的色谱条件：分离柱：IS

6、C-07Na对Gabaron茶进行了临床降压试验5-6。-氨基丁酸是型(4.6mmi.d.×150mm，5µm)，流动相：0.2mol/L柠檬一种植物逆境氨基酸7-9，在常规茶叶中含量极微，此试酸钠缓冲液，pH3.210.0，梯度洗脱，流速0.3mL/min；基金项目：广东省高层次人才引进项目“茶叶高附加值加工关键技术研究”（209004）；“广东省茶叶产业推进关键技术研究与示范”（2009B020201013）内容之一。第一作者简介：黄亚辉，男，1969年出生，华南农业大学，研究员，从事茶叶加工、深加工研究，中南林业科技大学博士研究生。通信地址：510642广州市天河区五

7、山，华南农业大学园艺学院，TelE-mail：yahuihuangzz。通讯作者：陈建华，中南林业科技大学，教授，博士生导师，主要从事林木遗传育种研究。TelE-mail：Cjh11135。收稿日期：2010-01-05，修回日期：2010-02-11。温度55；检测器：RF-530，Ex=348nm，Em=450nm；处理1：鲜叶炒青绿茶加工进样量5µL。蠕动泵PRR-2A0.25mL/min；采用邻苯处理2：茶树喷施浓度为1.5%的谷氨酸钠溶液3二甲醛柱后衍生法。天后采摘茶树叶片炒青绿茶加工氨基酸HPLC测定的实验过程:处理

8、3：茶树喷施浓度为1.5%的谷氨酸钠溶液7准确称取2.000g粉碎茶样于50mL容量瓶中，加天后采摘茶树叶片炒青绿茶加工入30mL双蒸水，于85水浴中浸提2h，冷却后定处理4：茶树喷施浓度为1.5%的谷氨酸钠溶液容，过0.45µm滤膜，待上机分析。10天后采摘茶树叶片炒青绿茶加工试验数据处理：各试验处理设3次重复，数据以平处理5：鲜叶喷施浓度为1.5%的谷氨酸钠溶液均值±标准差表示，采用SPSS11.5软件处理。摊放4h炒青绿茶加工（1）真空充氮处理对茶叶中-氨基丁酸含量的影（4）液体浸泡对茶叶中-氨基丁酸含量的影响。响。处理1：鲜叶炒青绿茶加工处理1：鲜叶炒青绿茶加工处理

9、2：鲜叶纯水浸泡3h除表面水炒青绿处理2：鲜叶真空充氮3h炒青绿茶加工茶加工处理3：鲜叶真空充氮3h除氮增氧2h炒青处理3：鲜叶纯水浸泡3h除表面水，空气中静绿茶加工置2h纯水浸泡3h取出脱水炒青绿茶加工处理4：鲜叶真空充氮3h除氮增氧2h真空处理4：鲜叶0.5%谷氨酸钠溶液中浸泡3h除充氮3h炒青绿茶加工表面水，空气中静置2h0.5%谷氨酸钠溶液中浸泡3处理5：鲜叶真空充氮6h炒青绿茶加工h除表面水炒青绿茶加工处理6：鲜叶真空充氮3h除氮增氧2h真空处理5：鲜叶1.0%谷氨酸钠溶液中浸泡3h除充氮3h除氮增氧2h真空充氮3h炒青绿茶加工表面水，空气中静置2h1.0%谷氨酸钠溶液中浸泡3处理7

10、：直接测定鲜叶中氨基酸的含量h除表面水炒青绿茶加工（2）红外线照射处理对茶叶中-氨基丁酸含量的处理6：鲜叶1.5%谷氨酸钠溶液中浸泡3h除影响表面水，空气中静置2h1.5%谷氨酸钠溶液中浸泡3处理1：鲜叶炒青绿茶加工h除表面水炒青绿茶加工处理2：鲜叶红外线照射1h炒青绿茶加工处理7：鲜叶2.0%谷氨酸钠溶液中浸泡3h除处理3：鲜叶红外线照射2h炒青绿茶加工表面水，空气中静置2h2.0%谷氨酸钠溶液中浸泡3处理4：鲜叶红外线照射1h+摊放1h反复处h除表面水炒青绿茶加工理2次炒青绿茶加工2结果与讨论理3次炒青绿茶加工由表1可知，自然条件下，茶树鲜叶中-氨基丁酸含。鲜表1真空充氮处理茶叶中-氨基丁

11、酸的含量mg/g注：同列字母表示经Duncan差异显著性检验在0.05水平差异显著。黄亚辉等：提高茶叶中-氨基丁酸含量的方法研究·238·叶直接加工成普通绿茶后，-氨基丁酸含量只有极少严重，饮用价值不高。日本Gabaron茶中GABA标准量的增加，关键原因在于谷氨酸脱羧酶的活性没有得定为1.5mg/g，该试验处理4茶样品质上基本保留了炒到激活。在常规茶叶的游离氨基酸中，由于GABA含青绿茶原有风味，GABA已达到并略高于此标准。因量过低，以往很少有人关注。此，处理4是干法生产GABA茶的较优工艺。2.2.1真空充氮时GABA含量的变化处理2、处理5分由表2可知，红外线处理2

12、中鲜叶照射1h，造成别为连续真空充氮3、6h，处理2、3个不同的品种-氨茶树叶片受到热刺激的环境，激活谷氨酸脱羧酶的活基丁酸含量都提升10倍左右。说明茶鲜叶经过3h真性，使-氨基丁酸含量有所提高，茗丰、碧香早和白毫空处理激活后，谷氨酸脱羧酶(GAD)活性得以大幅度早分别提高81.8%、88.2%和85.0%。处理3中鲜叶受提高。处理5样茶中GABA平均含量为1.77mg/g，比红外线照射2h，理论上生成的-氨基丁酸量要更多，较处理2、处理5可知，茶鲜叶经过3h真空处理后若不但实际上与处理2茶样中GABA含量相差不远，这可间断再真空处理3h，后阶段GABA的生成量大为减能是由于鲜叶经长时间红外线

13、照射后，叶温上升过少，仅0.22mg/g。因此，该研究通过试验证明，连续长多，叶片含水量大为下降，叶片生理活性受到严重抑时间真空充氮处理生产GABA茶的工艺不可取。另制，反而影响了-氨基丁酸含量的增加，同时叶片经外，感官评审也表明，连续6h真空充氮后茶鲜叶闷味红外线照射2h后，少量叶片出现红变，影响了成品茶刺鼻，幼嫩芽叶大多红变，成茶叶底花杂，闷味严重。的质量。处理4鲜叶实际上也经红外线照射2h，但2.2.2除氮增氧对GABA含量的影响此试验处理3是在两次照射间增加了一次摊凉处理，叶片没有受到损在处理2基础上，于真空充氮3h后增加了2h除氮增害，因此-氨基丁酸生成量较多，3个品种比对照（处氧处

14、理。与处理2相比，处理3中GABA的含量无明理1）分别提高了154.5%、135.3%和150.0%。处理5显变化。但由2.2.1分析可知，连续长时期的无氧条件在处理4的基础上再增加红外线照射1h，-氨基丁酸可使GABA的合成速度下降，另外，就GABA茶感观量进一步上升，但增加量不大，处理5比处理4总体上品质而言，2h的除氮增氧处理相当于让茶鲜叶经过一平均只提高10%左右，同时鲜叶经过处理5处理后，次摊晾过程，可以降低叶温、散发水汽，减少芽叶红变已经散失了较多的水分，部分幼嫩芽叶出现红变，成和异味的产生。茶品质大受影响。2.2.3GABA茶较优的干法加工工艺处理4于2次3h从植物生理生化角度分

15、析，植物体受到外界逆境真空充氮过程中，间以2h除氮增氧处理，样茶中刺激时，其体内谷氨酸脱羧酶的活性大大增强，导致-GABA平均含量高达2.09mg/g。处理4与处理5全过氨基丁酸大量生成，这些逆境刺激可能包括缺氧、冷程中真空充氮时间均为6h，而其中GABA含量却相差害、热刺激、机械刺激、干旱和盐胁迫等。红外线照射甚远，达0.32mg/g，由此可见，在Gabaron茶加工过程造成茶树叶片受到热刺激的环境，因此红外线照射处中，适时进行加氧处理是十分必要的。处理6是在处理能激活谷氨酸脱羧酶的活性，-氨基丁酸含量得到理4之后增加1次2h除氮增氧和3h真空充氮过程，累提升，但提升的幅度有限，各处理茶叶中

16、-氨基丁酸含计处理时间达到13h，其中无氧处理时间为9h，测定量均未达到1.5mg/g的标准。比较红外线照射和真空结果表明，该处理茶样中GABA平均含量高达2.55充氮处理对提高-氨基丁酸含量的影响，可以发现真mg/g。由于处理时间过长，处理6茶样芽叶红变，闷味空充氮处理具有明显的优势。表2红外线照射处理茶叶中-氨基丁酸的含量mg/g水平差异显著。2.4喷施谷氨酸钠溶液对茶叶中-氨基丁酸含量的影内各种氨基酸的含量相对稳定。向茶树树体上叶片响喷施谷氨酸钠溶液，叶片能吸收部分谷氨酸钠，短时间谷氨酸作为-氨基丁酸生成的前体物质，理论上内谷氨酸含量有所增加，使-氨基丁酸含量相应地增茶树叶片通过喷施谷氨

17、酸钠溶液，谷氨酸钠进入叶片加，但增加幅度不大。以茗丰为例，处理3天后-氨基得以积累，增加了转化底物的浓度，-氨基丁酸含量会丁酸含量提高50%，处理7天后只提高25%，处理10天提升很快，但喷施在活体茶树叶片上（处理2处理4），后几乎没有提高。然而对于离体茶树叶片来说，叶片-氨基丁酸含量未明显提升，而喷施在离体茶树叶片的物质代谢只局限在自体范围之内，吸收进去的谷氨上（处理5），-氨基丁酸含量却有较明显提升，平均提酸在谷氨酸脱羧酶作用下部分向-氨基丁酸转化，处高1倍左右(见表3）。茶树叶片在未被采摘的状态理茶样中-氨基丁酸含量相应地增加。但由于未经过下，其氨基酸代谢是整个茶树树体物质代谢的一部认为

18、的逆境处理，谷氨酸脱羧酶的活性没有得到激活，分，氨基酸的合成与降解维持一个动态平衡，茶树体-氨基丁酸的生成量十分有限，提高仅倍左右。表3喷施谷氨酸钠溶液对茶叶中-氨基丁酸含量的影响水平差异显著。2.5液体浸泡对茶叶中-氨基丁酸含量的影响更多量的-氨基丁酸。综合考虑茶样中-氨基丁酸含液体浸泡与真空充氮一样，均属于嫌气处理。由量与生产成本，研究发现使用1.0%谷氨酸钠溶液（处表4可知，以茗丰为例，处理2茶鲜叶在水浸泡处理3h理5）为浸泡方法中的最佳处理。后，-氨基丁酸含量达到了(1.03±0.06)mg/g，处理3茶研究证明在缺氧、冷害、热刺激以及机械刺激等逆鲜叶在浸泡处理6h后，-氨基

19、丁酸含量达到了境条件GABA的含量均有明显的增加10。在逆境条件(1.32±0.22)mg/g，这可能是由于水浸泡处理既形成了下，GABA含量增加被认为主要具有以下生理功能：淹渍的逆境，同时又形成了低氧的逆境，2种逆境条件（1）GABA的合成需要消耗质子，因此能调节植物细胞的综合作用，激活了谷氨酸脱羧酶的活性，促使茶叶生内的pH；（2）GABA代谢支路对三羧酸循环具有回补成大量的-氨基丁酸。处理3处理7在纯水浸泡处理作用；（3）GABA的积累能作为植物氮源的临时储备的基础上，添加不同浓度的谷氨酸钠溶液，使鲜叶在处库。谷氨酸的碳可以a-酮戊二酸的形式进入TCA环，理过程中吸收一定的谷氨酸钠，从而使得在由谷氨酸也可经GABA转化以琥珀酸的形式进入。前者在转向-氨基丁酸转化过程中，反应的底物浓度增加，生成化成琥珀酸时需要NAD，后者绕过了脱氢酶和转氨酶表4谷氨酸钠溶液浸泡茶叶中-氨基丁酸的含量mg/g注：同列字母表示经Duncan差异显著性检验在0.05水平差异显著。黄亚辉等：提高茶叶中-氨基丁酸含量的方法研究·240·和TCA循环的-酮戊二酸脱氢酶反应。在厌氧、呼吸2津志田藤二郎.-酪酸蓄积茶制造特征下降、NAD+/NAHD比例下降等特定