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普洱茶的化学成分及生物活性研究

〖摘要〗 普洱茶是我国的特种茶类,以云南特有的大叶茶[Gamellia sinensis(Linn )var. assamica(Masters)Kitamura]为原料经特殊后发酵工艺生产而生成。从形态特征的进化程度来看,普洱茶比茶原始,至于拉丁名中的

   普洱茶是我国的特种茶类,以云南特有的大叶茶[Gamellia sinensis(Linn.)var. assamica(Masters)Kitamura]为原料经特殊后发酵工艺生产而生成。从形态特征的进化程度来看,普洱茶比茶原始,至于拉丁名中的 “assamica”纯属命名问题,与原产地无关。由于具有独特的风味和逐渐被人们认知的保健功效,普洱茶受到了国内外越来越多瞩目和认可。本文从化学成分和生物活性角度出发,探讨普洱茶的化学成分以及生物活性的研究进展。
   1.普洱茶的化学成分研究进展
   1.1 普洱茶的原料晒青毛茶的化学成分
   普洱茶的 原料不是茶鲜叶,而是由云南大叶茶的略粗老叶片加工制成的晒青毛茶。晒青毛茶与红茶加工原料的高效液相色谱图非常相似,多酚类中的主要成份为ECG、 EGCG及C;周志宏等从晒青毛茶中分离鉴定出21个化合物(41个化合物如图1所示;化合物 1-7;9-10;12-17;19;21-23;28;30);张雯洁等从云南“生态茶”(云南大叶茶经过常加工而制成的绿茶)分离鉴定出11个化合物 (化合物1-6;16;18-19;21;30)以及1个混晶体(芦丁和山奈酚-3-芸香糖甙的混合物)。他们分离鉴定了一些共同的化合物,比如茶棓素 (化合物21),小木麻黄素(化合物19),简单儿茶素(化合物1-6)等,其中茶棓素在印度产的红茶中含量甚丰富,推断阿萨姆种茶鲜叶中的茶棓素可能是 大叶茶的一个特征。云南茶树种质资源中茶多酚含量很高,云南大叶种茶树鲜叶原料的水浸出物含量,茶多酚、儿茶素、咖啡碱、茶氨酸,多糖等生化成分都高于一 般中小叶种茶树,氧化基质十分丰富,构成了普洱茶品质形成和后发酵过程中特殊化学成分形成的最重要物质基础。
   1.2普洱茶的化学成分
   到目前为止,国内外对普洱茶的植物化学研究很少。我们曾从云南双江普洱茶中分离鉴定出11个化合物(化合物1-3;9-11;12-14;16;20),主要有简单儿茶素,简单酚性化合物,黄酮类化合物以及黄酮类配糖体等;另外周志宏等从云县普洱茶中还分离得到12个化合物(化合物2-4;8;11;16;24-27;29-30),其中4个是特征性的金鸡纳素型氧化黄烷醇类内脂化合物,有两个为新化合物(两个新的8-C取代黄烷-3-醇化合物),命名为普洱茶素(puerinS)A和B(化合物24;25)。
普洱茶中化合物的检测分析方面研究相对较多。
   ①简单儿茶素化合物和黄酮类化合物:普洱茶中含有非常少的儿茶素,儿茶素含量以及总量等远远低于绿茶、乌龙茶以及红茶中对应组分差异达到极显著水平(P<=0.001);但没食子酸含量相对较高。普洱茶中 不含有甲基化儿茶素类化合物,但发现有杨梅素等黄酮物质的存在,我们以前的研究中也证明了这一点;普洱茶提取物巾的儿茶素成分可能以EC为主1,其他儿茶 素,尤其是EGCG,含量极低或者HPLC基本检测不到;Yuerong Liang”等研究发现,所分析的7个普洱茶样品的平均儿茶素总量只有8.41mg/g;有的检测结果甚至更低,可能与贮存年限以及加工工艺有关;但利用 LC-MS能检测出普洱茶中一些儿茶素的单体化合物和茶黄素等化合物,有20种化合物得到了初步鉴定;尽管加工原料的HPLC图谱相似,但普洱茶不具有红 茶的图谱特征。
   我们实验室对云南近五十个普洱茶的研究分析表明,普洱茶中的没食子酸含量在1-2%之间。但相比之下,CARMEN  CABRERA等的研究中没食子酸(0.04mg/g)和咖啡碱(7.5mg/g)含量偏低很多,可能是样品差异或者是检测方法的误差所致,不排检测数值除错误的可能性。
   ②微量元素:CARMEN CABRERA等对普洱茶中的微量元素(Cr,Mn,Se, Zn)进行了分析,发现普洱茶中的铬含量(371.4mg/g)高于其他茶类的检测茶样,而锰,硒,锌的含量(分别为431.7、55.0、 65.1mg/g)总体上与其他茶类相差不大;J.CAO等发现所检测的普洱茶样中水溶性氟的含量是77 mg/kg,并且贮藏时间至少为25年的普洱茶往往比那些贮藏时间短的普洱茶氟含量低。
   ③他汀类(Satins):L.S. Hwang等首先在普洱茶中发现洛伐他汀(lovastatin)(化合物31);随后,Deng-Jye Yang等研究指出洛伐他汀是在普洱茶中发现的唯一的他汀类化合物,在普洱茶的水提取物中有内酯环结构和羟基酸结构两种存在形式,而在乙酸乙酯提取物全部 以内酯环结构存在。
   ④挥发件成分:晒青毛茶的主要香气成分为芳樟醇,其次是α-松油醇,香叶醇(化合物33-35)及其衍生物;渥堆过程中形成了大量芳香族化合物,如 1,2,3-三甲氧基苯(化合物38-39),是普洱茶香气成分的重要特色;许多有典型霉味和陈香的物质,如1,2-二甲氧基-4-甲基苯(化合物40) 等,渥堆茶中的化学成分可能通过霉菌的作用发生甲基化反应而形成。
   从晒青毛茶原料到成品普洱茶的 加工过程中,存在于晒青毛茶中低沸点的醛酮化合物明显减少,然而萜醇类化合物例如芳樟醇及其氧化物(化合物35-37)、茴香醚及其衍生物、吲哚等含量显 著增加;YUerong Liang等研究指出,在所检测的17个挥发性化合物β-紫罗兰酮(化合物32)和芳樟醇氧化物Ⅱ是普洱茶中含量最丰富的挥发性成分。
   1.3普洱茶化学成分形成与微生物的活动休戚相关
   微生物的发酵作用在云南普洱茶品质形成中起决定性的作用,是云南普洱茶品 质形成的必要条件,离开了微生物和湿热作用,晒青绿茶是难以形成普洱茶特有品质风格的。在渥难过程中由于湿热和微生物生长活动引起的降解作用,产生了一些 影响普洱茶品质的芳香特性化合物,而黑曲霉菌在这些化合物的形成过程中起了决定性的作用。云南普洱茶渥堆过程中主要微生物有黑曲霉 (Aspergillus niger)、青霉属(Penicllium)、根霉属(Rhizopus)、灰绿曲霉(Aspergillus gloucus)、酵母属(Saccharomyces)、土生曲霉(Asperfgillus terreus)、白曲霉(Asergillus candidus)、细菌类(Bacterium),其中黑曲霉最多;但最近陈可可等从云南省易武、基诺山、普洱和昆明后发酵加工生产的普洱熟茶堆中分离 到7种曲霉菌,并没有分离到黑曲霉; 同时指出,在普洱熟茶原产地的传统加工工艺中形成的普洱熟茶特殊的品质和风味,很可能与臭曲霉和日本曲霉的作用有重要的关系。
   1.4 普洱茶加工和贮藏过程中的化学成分变化
   普洱茶加 工过程巾,没食子酸含量显著增高而茶氨酸含量显著降低;尤其在普洱茶渥堆结束时,茶多酚、儿茶素、茶黄素、茶红素、氨基酸以及可溶性糖等含量均剧烈地下 降,而茶褐素和水不溶性茶多酚含量明显增加,但渥堆前后水浸出物含量并未明显下降,说明茶叶内含物通过氧化、降解、缩合等反应已产生新的生成物;成品普洱 茶中的茶多酚和可溶性糖等随着贮藏时间的延长和贮藏温度的提高而有所下降,9%左右含水量最有利于普洱茶品质风格的形成;虽然普洱茶在渥堆和贮藏过程中易 受微生物的污染,但在0.5-1.0 kGy辐照下能彻底杀灭螨虫,而对茶叶主要理化成分无不良影响;辐照后普洱茶中的氨基酸、可溶性糖、茶多酚总量以及茶多酚的氧化产物,一般都有所增加,但咖啡碱、儿茶素(特别是脂型儿茶素)含量有所下降。
   2.普洱茶的生物活性研究进展。
   2.1 普洱茶的安全性评价。
   从急性毒性角度来看,普洱茶的急性毒性小于烘青绿茶,普洱茶的饮用安全性是很高的,但科学的饮茶法是饮茶健身的必然要求;从遗传毒性角度来看,普洱茶和烘青绿茶对原核细胞、真核细胞、生殖细胞都没有致突变性,正规厂家生产的普洱茶是安全的。
   有关氟含量问题。茶叶中的氟化物含量因产区,品种,加工方式等的不同而具有很大的差异;普洱茶中的水溶性氟含量为77 mg/kg,一个成年人每天饮用30克普洱茶并不会引起氟中毒,并没有超过成年人每天最大的氟允许摄取量4.0mg;反而,在亚热带地区的低氟区和适氟 区,就氟化物含量而言,普洱茶不失为一种安全有效的防龋用茶品种,因为普洱茶中茶多酚含量偏低,防龋作用不大一。
   饮用方面,一直有普洱茶“越陈越香”的说法,但现在很多专家提出,从普洱茶的功能品质来讲,并不是越长越好,应有一个最佳饮用期限,但这个最佳的时期还未被研究确定。
   2.2 普洱茶的生物活性
   ①普洱茶的降血糖血脂功效是当今的研究热点问题。
   国内外学者做了大量的前期研究工作,从临床和实验的角度初步证明了普洱茶确 实具有降血糖血脂功效。早期的研究表明普洱茶能明显的降低小鼠血浆中的胆固醇酯含量,也有一定的降胆固醇效果。近期不少研究已经证实普洱茶能有效的降低小 鼠血浆中的甘油三酯(TG)以及体内总胆固醇(TC )的含量水平,可以在增加HDL-C的含量水平的同时,降低LDL-C的含量水平,从而有效抑制小鼠血脂的升高,起到降血脂的作用效果;而且普洱茶效果优 于其他茶类以及晒青毛茶。张冬英等利用高通量筛选法研究发现,普洱茶乙醇提物有潜在的降血糖和降血脂作用的可能性,有必要对其有效部位进行进一步分离纯 化,最终从普洱茶中找到高活性的天然降血糖血脂作用因子。

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