高γ－氨基丁酸茶鮮葉提取溫度的工藝研究

鄒鋒揚(yáng)，岳鵬翔，王淑鳳，王文嬌，吳 楨

(大閩食品(漳州)有限公司研發(fā)中心，福建漳州363000)

茶葉［1］含有茶多酚、茶多糖、茶氨酸、茶色素、茶皂素、咖啡堿、γ-氨基丁酸(GABA)、茶蛋白、維生素、脂肪、微量元素、芳香物質(zhì)、酶類等活性成分，γ-氨基丁酸具有降血壓、抗驚厥、鎮(zhèn)痛、改善腦機(jī)能、精神安定、促進(jìn)長期記憶、促進(jìn)生長激素分泌、腎功能活化、肝功能活化等生理活性作用，因此，γ-氨基丁酸茶不僅具有γ-氨基丁酸的多種保健功效，同時(shí)具有茶葉的諸多保健功效。速溶茶的一般工藝流程是:原料-水處理-提取-過濾-濃縮-干燥-包裝。提取工序是速溶茶生產(chǎn)中的首要工藝環(huán)節(jié)，提取溫度、料水比、時(shí)間、pH等嚴(yán)重影響速溶茶的風(fēng)味、理化及湯色因子［2-3］。茶葉提取液可分為兩部分:一部分來自于茶葉的表皮，由它決定最終速溶茶的色澤、口感和香味;另一部分來自于茶葉內(nèi)部，它主要決定茶飲料的特征和澀味。目前，國內(nèi)外對茶葉富含γ-氨基丁酸的研究和應(yīng)用主要集中在茶葉初加工工藝研究上，例如對茶鮮葉進(jìn)行真空厭氧處理、充氮?dú)狻⑽⒉ê图t外線照射等脅迫環(huán)境處理［4-11］，研制γ-氨基丁酸茶等。但由于γ-氨基丁酸茶難以作為天然功能性添加劑添加到食品中，使γ-氨基丁酸茶的開發(fā)利用受到一定程度的限制。而速溶茶具有飲用方便、快捷、易作為食品天然添加劑的特點(diǎn)，是生產(chǎn)茶飲料、茶食品、茶用品等人類健康產(chǎn)品的主要原料。因此開發(fā)一種高γ-氨基丁酸速溶茶具有良好的保健功能及廣闊市場應(yīng)用前景。本文利用不同提取溫度提取高γ-氨基丁酸茶鮮葉中的γ-氨基丁酸，應(yīng)用氨基酸自動(dòng)分析儀測定含量比重，為這一新型速溶茶產(chǎn)品的開發(fā)研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高γ-氨基丁酸茶鮮葉(189.52mg/100g)作為γ-氨基丁酸速溶茶的提取原料;醋酸鈉、乙二醇、甲醚、茚三酮、硼氫化鈉、苯甲醇、硫二甘醇、十二烷基聚乙二醇醚(BRIJ-35)、正辛酸 均為分析純;冰醋酸、氯化鈉、無水乙醇 均為色譜純;γ-氨基丁酸 美國Sigma，99.9%。

日立835-50氨基酸自動(dòng)分析儀 日本日立公司;Simplicity型超純水系統(tǒng) 美國Millipore公司;KQ2200DE型數(shù)控超聲波振蕩器 中國昆山儀器公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)條件

1.2.1.1 γ-氨基丁酸速溶茶的提取方法 稱取樣品0.1g(精確至0.0001g)置于50mL容量瓶中，加入0.02mol/L鹽酸溶液30mL，超聲振蕩10min，定容，用0.45μm過濾器將樣品過濾，轉(zhuǎn)移至上機(jī)瓶中，上機(jī)待測。

表1 不同提取溫度的提取液中γ-氨基丁酸含量的方差分析Table 1 The variance analysis on GABA content using different extraction temperature

1.2.1.2 分析條件 緩沖溶液:按儀器原有1、2、3、4、6號配方進(jìn)行配制［12］;茚三酮溶液:按儀器原有配方進(jìn)行配制［12］;色譜柱:(2.6 ×150mm，5μm)日本日立2619型樹脂;除氨柱:(4×50mm，3μm)日本日立2650型樹脂;泵流量:A泵緩沖液流速0.425mL/min;B泵茚三酮溶液流速0.300mL/min;柱溫53℃;進(jìn)樣量50μL。

1.2.2 速溶茶的工藝流程 原料選擇→揉切→提取→過濾→濃縮→干燥。

1.2.3 操作要點(diǎn) 選擇高 γ-氨基丁酸茶鮮葉(189.52mg/100g)作為原料，處理量為6kg。用揉切機(jī)進(jìn)行揉切 1遍。溫度采用 3個(gè)水平(40、60、100℃)進(jìn)行處理，茶水比為 1∶6，時(shí)間 30min，pH6.5～7.0進(jìn)行提取。提取后用400目濾布進(jìn)行過濾。濾液采用離心式降膜蒸發(fā)器，濃縮溫度為(44±0.3)℃，時(shí)間20min。濃縮后用真空冷凍干燥。

1.2.4 檢測方法

1.2.4.1 γ-氨基丁酸計(jì)算公式

式中:X:樣品中γ-氨基丁酸含量，g/100g;C:樣品測定中γ-氨基丁酸含量，nmol/50μL;1/50:折算成每毫升測得γ-氨基丁酸含量，nmol/mL;F:樣品稀釋倍數(shù);V:水解后樣品定容體積，mL;M:γ-氨基丁酸分子量;m:樣品質(zhì)量，g;109:將樣品含量由ng換算成g的系數(shù)。

1.2.4.2 γ-氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)樣的圖譜制定 準(zhǔn)確稱取40.40mg的γ-氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)樣，用超純水定容至250mL，吸取5mL，定容至50mL，吸取5μL 標(biāo)準(zhǔn)樣，上機(jī)檢測得圖譜，見圖1。測得γ-氨基丁酸含量為772.60mg/100g。

圖1 γ-氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖Fig.1 Chromatograms of standard GABA sample

1.2.4.3 感官審評方法 速溶茶感官審評方法采用密碼審評法［12］，外觀10%，湯色20%，香氣35%，滋味35%。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和DPS軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同提取溫度對提取液中γ－氨基丁酸含量的影響

3種不同溫度的提取液中γ-氨基丁酸含量的影響見圖2。

圖2 不同提取溫度的提取液中γ-氨基丁酸含量對比Fig.2 The comparation of GABA content using different extraction temperature

由圖2可知，處理B提取溫度60℃的提取液γ-氨基丁酸含量最高。3種不同提取溫度的提取液的γ-氨基丁酸含量的順序?yàn)?0℃ ＞40℃ ＞100℃。表1表明，不同提取溫度之間提取液的γ-氨基丁酸含量存在顯著的差異。進(jìn)一步對不同溫度提取處理間產(chǎn)生的差異進(jìn)行了新復(fù)極差分析發(fā)現(xiàn)，提取溫度處理為60℃時(shí)提取的γ-氨基丁酸含量最高，其次是提取溫度為40℃，不同溫度提取的兩個(gè)水平間相互存在極顯著差異。說明了不同溫度對提取茶鮮葉中γ-氨基丁酸影響很大。在相同的茶水比、提取時(shí)間和pH下，在40～60℃范圍，γ-氨基丁酸含量隨提取溫度的上升而增加，而在100℃這一時(shí)段從鮮葉中提取的γ-氨基丁酸含量急劇下降，降至37.90mg/100g。這說明γ-氨基丁酸在100℃的溫度下不穩(wěn)定。優(yōu)化提取工藝結(jié)果為提取溫度為60℃，茶水比為1∶6，提取時(shí)間為30min，pH 為6.5～7.0。

2.2 不同處理步驟中γ－氨基丁酸含量的動(dòng)態(tài)變化

不同處理步驟中的γ-氨基丁酸含量變化規(guī)律趨勢，如圖3所示。

由圖3可以看出，在低溫提取階段下，提取液中的γ-氨基丁酸含量隨提取溫度升高而增加，這是因?yàn)棣?氨基丁酸在低溫條件下比較穩(wěn)定的緣故。在高溫提取階段下，提取液中γ-氨基丁酸含量明顯下降，這是因?yàn)棣?氨基丁酸在高溫條件下不穩(wěn)定，分解了部分含量。還可以從圖中得到3種不同提取溫度處理在過濾、濃縮加工流程中的γ-氨基丁酸含量下降趨勢相當(dāng)，說明這兩個(gè)不同提取溫度對后階段的γ-氨基丁酸含量變化未造成影響。

圖3 不同提取溫度γ-氨基丁酸含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.3 The variation of GABA content during the processing procedure

根據(jù)日本學(xué)者提出的茶葉中γ-氨基丁酸含量超過150mg/100g。從圖3中可知，40℃和60℃中的速溶茶粉成品的γ-氨基丁酸含量均達(dá)到200mg/100g以上，可稱為高γ-氨基丁酸茶，因此，該成品茶可稱為高γ-氨基丁酸速溶茶。

經(jīng)方差分析和新復(fù)極差分析，不同提取溫度處理間的成品中γ-氨基丁酸含量存在顯著的差異。說明不同溫度提取工藝對茶鮮葉中γ-氨基丁酸含量提取有明顯的差異。

提取溫度60℃得到γ-氨基丁酸含量最高，達(dá)到255.80mg/100g，而且提取液中γ-氨基丁酸含量在3個(gè)處理中是最高。這可能是因?yàn)樵跍囟葹?0℃時(shí)，茶青葉提取得比較充分。

提取溫度40℃的γ-氨基丁酸含量為233.00mg/100g，比提取溫度60℃提取量低，但比提取溫度100℃明顯高出很多。這說明提取溫度對富含γ-氨基丁酸茶青葉提取有明顯的影響。

綜上說明了提取溫度是整個(gè)制備γ-氨基丁酸速溶茶加工過程的關(guān)鍵因素，直接決定了最終成品的γ-氨基丁酸含量。

2.3 速溶茶粉成品的γ－氨基丁酸圖譜

3種提取溫度的速溶茶粉成品的γ-氨基丁酸圖譜分別見圖4。

由圖4可知，三個(gè)處理的速溶茶粉成品中功能活性成分γ-氨基丁酸含量的峰面積為60℃ ＞40℃＞100℃，提取溫度40℃為233.00mg/100g，保留時(shí)間8.301min;提取溫度60℃為255.80mg/100g，保留時(shí)間8.263min;提取溫度100℃為27.27mg/100g，保留時(shí)間8.275min。

與提取溫度100℃相比，提取溫度40℃中的γ-氨基丁酸含量增加8.5倍，提取溫度60℃中的γ-氨基丁酸含量增加9.4倍，而且提取溫度60℃的含量比較明顯的高于提取溫度40℃。

表2 γ-氨基丁酸速溶茶成品感官審評表Table 2 Sensory evaluation result of instant GABA tea powder

圖4 3個(gè)不同處理速溶茶粉成品中的γ-氨基丁酸檢測圖譜Fig.4 The three different treatment tea powder products of GABA detection map

綜上說明了不同提取溫度對功能活性成分的提取有很大的影響，而且表明了測定的γ-氨基丁酸含量保留時(shí)間穩(wěn)定，保留時(shí)間在8.263～8.301min。

2.4 γ－氨基丁酸速溶茶成品感官審評

γ-氨基丁酸速溶茶成品感官審評及成品圖見表2。

γ-氨基丁酸速溶茶成品感官審評表明(表2)，處理B的得分最高，87.1分，處理A得分83.5分，處理C得分81.2分，說明了提取溫度60℃對茶鮮葉的提取是較佳的。

3 結(jié)論

通過3種不同提取溫度工藝實(shí)驗(yàn)，結(jié)果說明，提取溫度60℃時(shí)，提取液中的γ-氨基丁酸含量最多，達(dá)到320.58mg/100g，不同提取溫度的提取液γ-氨基丁酸含量差異達(dá)到極顯著水平;得到速溶茶成品的γ-氨基丁酸含量超過150mg/100g(高γ-氨基丁酸茶指標(biāo))且感官審評品質(zhì)較好的是處理B。綜上，本實(shí)驗(yàn)制備高γ-氨基丁酸速溶茶的工藝為:60℃提取30min，茶水比 1∶6，pH6.5～7.0。

［1］宛曉春.茶葉生物化學(xué)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.

［2］歐陽曉江.冷溶速溶紅茶粉的工藝研究［D］.福州:福建農(nóng)林大學(xué)，2009.

［3］翁淑燚，歐陽曉江，陳添順，等.三級逆流提取茶葉的研究［J］.食品工業(yè)科技，2010，31(9):256-258.

［4］王芳，鄭德勇，楊江帆 .γ-氨基丁酸茶的研究進(jìn)展［J］.武夷學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，5:10-12.

［5］Yoshiya S.Method for Accumulation of γ-aminobutyric Acid in Tea:JPO 926189，Kanagana Pretecture［P］.Japan.1997，22.

［6］Alan MK，F(xiàn)rank JT.Gamma Aminobutyric(GABA)and plant responses to stress［J］.Crc Crit Rev Plant Sc，2000，19(4):479-509.

［7］Marta P，Olga I，Juan MR，et al.Physiological responses of the seagrass Posidonia oceanica to elevated organic matter content in sediments:An experimental assessment［J］.Environ Exp Bot，2007，60(2):193-201.

［8］白木與志也.γ-ァミノ酪酸の效率的蓄積方法のガぃはつ［J］.茶葉研究報(bào)告，1998，87(增刊):130-131.

［9］許建軍.γ-氨基丁酸--一種新型的功能食品因子［J］.食品工業(yè)科技，2003，24(1):42，109-110.

［10］楊昌軍，宛曉春，黃繼珍.γ-氨基丁酸茶的研究現(xiàn)狀［J］.茶業(yè)通報(bào)，2004，26:13-15.

［11］林智，林鐘鳴，尹軍峰.厭氧處理對茶葉中γ-氨基丁酸含量及其品質(zhì)的影響［J］.食品科學(xué)，2004，25:35-39.

［12］GB/T 23776-2009《茶葉感官審評方法》［S］.