浸泡處理對茶葉中γ-氨基丁酸含量的影響研究

鄭紅發 黃懷生 黃亞輝 粟本文

（1湖南省農業科學院茶葉研究所·長沙·410125；2華南農業大學園藝學院·廣州·510642）

茶葉中γ-氨基丁酸(GABA)是由L-谷氨酸在L-谷氨酸脫羧酶的催化作用下脫酸形成，這一合成途徑已由14C-Glu經L-谷氨酸脫羧酶催化下轉化成14C-GABA證實[1]。目前國內外γ-氨基丁酸茶加工過程中鮮葉處理方法主要有厭氧處理、厭氧好氣交替處理、紅外線照射處理、微波照射處理、谷氨酸鈉溶液綜合處理等方法[2～5]，以厭氧處理效果為最好。本研究利用水中無氧環境代替真空無氧環境，研究鮮葉浸泡處理后茶葉中γ-氨基丁酸含量的變化；同時研究了不同濃度谷氨酸鈉溶液浸泡鮮葉對茶葉中γ-氨基丁酸含量的影響，力圖為高γ-氨基丁酸茶的生產找到一種新的途徑。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

湖南省茶葉研究所高橋實驗基地10年生茶樹一芽二葉春梢，品種為白毫早。

1.2 儀器與設備

加工設備：普通綠茶生產設備、制蒸青樣設備、真空泵、氮氣罐、自封塑料袋。儀器：γ-氨基丁酸測定高效液相色譜儀（日本島津LC-4A）、純水發生器及過濾系統（Millipore公司產）。試劑：鄰苯二甲醛(OPA)、Fluka公司產γ-氨基丁酸標樣 （Sigma公司產品）、蒸餾水、谷氨酸鈉（分析純）。

γ-氨基丁酸HPLC測定的色譜條件：分離柱：ISC-07Na型(4.6mmi.d×150mm，5μm)，流動相：0.2M檸檬酸鈉緩沖液，pH3.2～10.0，梯度洗脫，流速0.3ml／min；溫度 55℃；檢測器：RF-530，Ex=348nm，Em=450nm；進樣量 5μl；蠕動泵 PRR-2A 0.25ml／min；采用鄰苯二甲醛柱后衍生。

γ-氨基丁酸HPLC測定的實驗過程：樣茶磨碎，準確稱取2.000g磨碎茶樣于50ml容量瓶中，加入30ml雙蒸水，于85℃水浴中浸提2h，冷卻后定容，過0.45μm濾膜，待上機分析。

1.3 實驗設計

方案1：蒸餾水浸泡處理對茶葉中γ-氨基丁酸含量的影響研究。

處理工藝為：鮮葉→浸泡處理→脫水→蒸青→干燥→成品。浸泡處理設不同時間因素，分別為0h、3h、6h、9h、12h、15h、18h 等 7 個處理，浸泡水溫為室溫(22℃，以下同)，每個處理用葉200g，重復3次。

方案2：谷氨酸鈉溶液浸泡對茶葉中γ-氨基丁酸含量的影響研究。

處理工藝為：鮮葉→谷氨酸鈉溶液浸泡處理12h→脫水→蒸青→干燥→成品。設不同谷氨酸鈉溶液濃度因素5個處理，分別為0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，每個處理用葉200g，重復3次。

方案3：不同加工工藝對對茶葉中γ-氨基丁酸含量的影響研究。

處理工藝為：①對照：鮮葉→攤放12h→炒青綠茶加工→成品。②真空充氮法：鮮葉→真空充氮12h→炒青綠茶加工→成品。③谷氨酸鈉溶液浸泡法：鮮葉→1.5%谷氨酸鈉溶液浸泡12h→脫水→鼓風吹干表面水→炒青綠茶加工→成品，每個處理用葉40kg。

2 實驗結果

2.1 蒸餾水浸泡處理對茶葉中γ-氨基丁酸及主要成分的影響

在不對鮮葉進行處理的條件下，白毫早茶樹鮮葉中γ-氨基丁酸含量很低，僅為0.19mg／g。采用蒸餾水進行浸泡處理后，在0～15h的范圍內，茶葉中γ-氨基丁酸含量一直呈上升趨勢，浸泡15h后茶葉中γ-氨基丁酸含量提高了9.5倍。浸泡18h后，γ-氨基丁酸含量不再上升，這可能是浸泡時間過久，鮮葉內含物質出現了少量溶解所致，因為浸泡15h和18h兩個處理，浸泡后蒸餾水微帶顏色，浸泡18h后蒸餾水尤為加深。從茶葉主要內含成分變化來看，茶多酚在浸泡過程中一直處于下降趨勢，在浸泡18h后，由于其自身氧化及溶解，茶多酚含量下降13.5%；氨基酸在浸泡前9h內，含量處于逐步上升趨勢，在12～18h內又逐步下降；咖啡堿在整個過程中變化不大，只是在浸泡18h后才有下降趨勢；水浸出物方面，在0～12h內，水浸出物含量逐步上升，但在處理的12h后，含量逐步下降。從γ-氨基丁酸和茶葉主要內含成分變化來看，使用蒸餾水進行浸泡處理的時間應控制在12h左右，此時生成γ-氨基丁酸接近最大值，同時又不影響茶葉品質成分（表1）。

表1 蒸餾水浸泡時間對茶葉中γ-氨基丁酸及主要成分含量的影響Table 1 Soaking period's effect on γ-aminobutyric acid and other content of tea

2.2 不同濃度谷氨酸鈉溶液浸泡處理對茶葉中γ-氨基丁酸及主要成分的影響

在蒸餾水浸泡處理基礎上，浸泡液配制成不同濃度的谷氨酸鈉溶液，使鮮葉在處理過程中吸收一定的谷氨酸，從而使得在由谷氨酸向γ-氨基丁酸轉化過程中，反應底物濃度增加，因此生成更多量的γ-氨基丁酸。從表2可以看出，谷氨酸鈉溶液濃度從0%一2.0%的范圍內，γ-氨基丁酸含量隨著濃度增加而增加，但濃度達到1.5%以上時，增加相對量明顯下降，2.0%的濃度比1.5%的濃度γ-氨基丁酸含量只增加了3.7%。根據廖明星等[6]報道，使用谷氨酸鈉溶液浸泡處理加工γ-氨基丁酸茶時，谷氨酸鈉溶液濃度過高會影響成品茶品質，同時綜合考慮γ-氨基丁酸增加相對量與使用成本二者的關系，認為1.5%谷氨酸鈉溶液是適宜濃度。從茶葉內含成分變化來看，茶多酚、咖啡堿及水浸出物在浸泡過程中變化不大，氨基酸隨著谷氨酸鈉溶液濃度增加呈增加趨勢，但增加幅度不大。

表2 不同濃度的谷氨酸鈉溶液浸泡處理對茶葉中γ-氨基丁酸主要成分的影響Table 2 Different concentration of sodium glutamate's effect on γ-aminobutyric acid content of tea

2.3 不同加工工藝對γ-氨基丁酸茶品質的影響

由表3分析結果可知，與普通綠茶相比，茶葉四種常規成分中咖啡堿、水浸出物變化差異不大；茶多酚略有變化，表現為真空充氮法處理比普通綠茶下降7.6%，谷氨酸鈉溶液浸泡法比普通綠茶提高1.1%；氨基酸有少量增加，表現為真空充氮法處理比普通綠茶提高4.9%，谷氨酸鈉溶液浸泡法比普通綠茶提高9.8%。品質成分中變化最大的是γ-氨基丁酸，谷氨酸鈉溶液浸泡法生產γ-氨基丁酸茶中γ-氨基丁酸的含量達到了2.85mg／g，比普通綠茶含量(0.18mg／g)提高了15.8倍，比真空充氮法生產γ-氨基丁酸茶含量(2.12mg／g)提高了34.4%。

表3 不同加工工藝γ-氨基丁酸茶品質成分分析Table 3 Content analysis of γ-aminobutyricacid tea with different processing

對不同工藝成品茶進行感官審評可知 (表4)，與普通炒青綠茶相比，真空充氮法生產γ-氨基丁酸茶感官品質上具有兩大特征：香氣中帶有明顯的悶氣味；葉底出現紅邊現象，飲用品質遠遠低于正常綠茶品質。谷氨酸鈉溶液浸泡法生產γ-氨基丁酸茶感官品質和普通炒青綠茶基本一致，幼嫩芽葉未出現紅變現象，成品茶的品質更加符合消費者口味。同時生產實際表明，在谷氨酸鈉溶液浸泡法生產γ-氨基丁酸茶過程中，具有易操作、易規模化、低成本、成茶品質高等優點。

表4 不同加工工藝γ-氨基丁酸茶感官審評結果Table 4 Sensory taste of γ-aminobutyricacid tea with different processing

3 討論

植物性食品原料中，γ-氨基丁酸形成機理和富集因素已有一些研究[7，8]，證明在缺氧、冷害、熱刺激以及機械刺激等逆境條件下γ-氨基丁酸含量均有明顯增加。茶葉中γ-氨基丁酸富集方法實際上也遵循這一原理，不論是厭氧處理還是其它照射處理，實質上是給茶鮮葉造成一種逆境條件，在逆境條件下谷氨酸脫羧酶活性得到激活，促使谷氨酸向γ-氨基丁酸大量轉化，因此提高茶葉中γ-氨基丁酸含量技術關鍵在于如何最大限度地提高谷氨酸脫羧酶的活性。

本實驗對茶鮮葉進行浸泡處理，在造成鮮葉缺氧條件下，同時又造成鮮葉淹漬條件，兩種逆境綜合作用激活了谷氨酸脫羧酶的活性，從而使茶葉中γ-氨基丁酸含量得到增加，研究也證明在一定的浸泡時間內(0～15h)，γ-氨基丁酸含量與浸泡時間呈正相關。在使用谷氨酸鈉溶液浸泡鮮葉處理時，在谷氨酸脫羧酶得到激活的同時，轉化反應的底物濃度得到加強，使得茶葉中γ-氨基丁酸含量增加得更快。從實驗結果來看，采用1.5%谷氨酸鈉溶液浸泡12h處理茶鮮葉來加工γ-氨基丁酸茶是一種實用、易于推廣的方法。

1 Tsushida T，Murai T.Conversion of Glutamic Acid to γ-Aminobutyric Acid inTea Leaves under Anaerobic Conditions[J].Agric Boil Chem，1987，51(11)：2865～2871.

2 楊勝遠，陸兆新，呂風霞，等.γ-氨基丁酸的生理功能和研究開發進展[J].食品科學，2005，26，（9）：546～550.

3 黃亞輝，鄭紅發，曾 貞.金白龍茶(GABARON)的研制及臨床試驗[J].茶葉通訊，2001，(4)：3～5.

4 林 智，大森正司.γ-氨基丁酸茶(Cabaron Tea)降血壓機理的研究[J].茶葉科學，2001，21(2)：153～156.

5 林 智，林鐘鳴，尹軍峰，等.厭氧處理對茶葉γ-氨基丁酸含量及其品質的影響[J].食品科學，2004，25（2）：35～39.

6 廖明星，陳志杰.原料鮮茶葉γ-氨基丁酸富集的關鍵技術[J].食品科技，2007，（9）：92～95.

7 田小磊，吳曉嵐，張蜀秋，等.γ-氨基丁酸在高等植物逆境反映中的作用[J].生命科學，2002，14（4）：215～219.

8 郭曉娜，朱永義，朱科學.生物體內γ-氨基丁酸的研究[J].氨基酸和生物資源，2003，25（2）：70～72.

9 楊勝遠，陸兆新，呂風霞，等.γ-氨基丁酸的生理功能和研究開發進展[J].食品科學，2005，26（9）646～550.