茶葉中氨基酸含量及其檢測方法研究進(jìn)展

范仕勝 ,肖一璇 ,范 喬

(1.貴州省農(nóng)作物技術(shù)推廣總站，貴州 貴陽 550001；2.貴州經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽 550001)

氨基酸是含有堿性氨基和酸性羧基的有機(jī)化合物，是蛋白質(zhì)的基本組成單位，因而是生物體不可或缺的營養(yǎng)成分之一，對促進(jìn)人體生長發(fā)育具有重要作用。在茶葉中，氨基酸與茶多酚及其氧化產(chǎn)物、咖啡堿等共同組成不同茶類的特征品質(zhì)，其在茶葉中以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)存在[1]。茶葉中游離氨基酸雖僅占干物質(zhì)的1%～4%，卻是茶葉品質(zhì)構(gòu)成的核心物質(zhì)，是茶葉鮮爽味和香氣的主要組分[2]。茶葉中的氨基酸種類豐富，是茶葉品質(zhì)的重要組成部分，尤其是茶葉中特有的茶氨酸具有抗疲勞、降血壓和增強(qiáng)記憶力的功效，己成為茶葉功能成分研究的重點。目前對茶葉中氨基酸含量及其相關(guān)檢測分析方法的研究較多，但也存在定量不準(zhǔn)確、操作繁瑣、設(shè)備昂貴和試劑消耗大等問題。因此，對近年來茶葉中氨基酸含量及其檢測方法的相關(guān)研究進(jìn)行綜述，為促進(jìn)茶葉中氨基酸成分的進(jìn)一步開發(fā)利用和提升茶葉加工水平提供參考。

1 茶葉中氨基酸含量研究

1.1 外界條件對茶鮮葉中氨基酸含量的影響

研究者采用不同外界條件對茶鮮葉進(jìn)行處理，并對處理后茶鮮葉中氨基酸含量進(jìn)行研究。范仕勝等[3]采用人工光照萎凋處理茶鮮葉發(fā)現(xiàn)，人工光照對茶葉萎凋葉主要品質(zhì)成分的影響表現(xiàn)為氨基酸含量增加，茶多酚、可溶性糖含量持續(xù)下降，咖啡堿含量無明顯變化。黃藩等[4]采用藍(lán)光、紅光對工夫紅茶鮮葉進(jìn)行萎凋，結(jié)果表明，隨著萎凋時間的增加，鮮葉氨基酸含量除茶氨酸和天冬氨酸下降、谷氨酸先增后降外，氨基酸總量及其余組分均增加；紅光處理的天冬氨酸和茶氨酸降低程度最大，異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、賴氨酸、組氨酸增加明顯，而無光處理的絲氨酸、纈氨酸、苯基丙氨酸增加明顯，其余氨基酸在藍(lán)光處理下增加明顯。王婷婷等[5]采用LED光萎凋烏龍茶雨水青，結(jié)果表明，相比無光照的對照組，LED 藍(lán)光萎凋有利于提高烏龍茶雨水青的凈光合速率、萎凋葉水浸出物、可溶性總糖含量，并能降低酚氨比，提高毛茶品質(zhì)。張貝貝等[6]采用黃光萎凋紅茶鮮葉發(fā)現(xiàn)，茶葉中氨基酸含量提高6.8%，茶葉鮮爽度顯著提高。謝佳等[7]采用ICP-MS 和比色法對37 個臨滄茶葉樣品的總游離氨基酸特征及其相關(guān)性進(jìn)行研究，結(jié)果表明，穩(wěn)定的快速萎凋殺青工藝有助于保持茶葉總游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而渥堆發(fā)酵導(dǎo)致大量游離氨基酸損失。祁丹丹等[8]比較不同殺青方式對夏季綠茶化學(xué)成分及滋味品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，蒸汽殺青、滾筒殺青、微波殺青對夏季綠茶中的氨基酸含量具有明顯影響。

1.2 茶葉中氨基酸含量的特征

1.2.1 不同茶葉品種的氨基酸含量 周漢琛等[9]對不同品系柿大茶進(jìn)行氨基酸含量分析得出，不同品系柿大茶氨基酸含量存在顯著差異。單虹麗等[10]對蒙頂茶中的氨基酸進(jìn)行分析得出，蒙頂茶中氨基酸總量為3.456%～4.102%，其中茶氨酸含量為1.983%～2.372%。劉建福等[11]對武夷巖茶氨基酸組分及含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，6 個品種武夷巖茶均含有17 種氨基酸，氨基酸含量品種間差異顯著，游離氨基酸總量為75.82～107.12 mg/g；其中含量較高的為谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸。自曉麗等[12]對25 個臺地茶樣品進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，其茶氨酸、天冬氨酸和谷氨酸含量之和占其所含18 種氨基酸總量的79.69%，且變異系數(shù)為5.90%，說明該3 種氨基酸組分在臺地茶氨基酸占主導(dǎo)地位，含量變化范圍較小。陳保等[13]利用氨基酸自動分析儀分析景邁茶氨基酸含量，結(jié)果表明，景邁茶中含有17 種氨基酸，氨基酸總量為12.505%，必需氨基酸總量為4.607%，鮮味氨基酸和藥效氨基酸總量分別為5.246%和7.969%。

1.2.2 不同鮮嫩程度茶葉的氨基酸含量

錢靖等[14]對不同嫩度滇產(chǎn)茶總游離氨基酸含量進(jìn)行研究，結(jié)果表明，茶青等級越高其總游離氨基酸含量越高。龔雪等[15]對黑茶原料進(jìn)行氨基酸分析發(fā)現(xiàn)，黑茶原料越嫩氨基酸含量越高，茶氨酸含量相應(yīng)也較高，而年代越老的樣品其氨基酸含量越低；黑茶樣品的類別不同與氨基酸含量無明顯相關(guān)性。陳思肜等[16]對不同等級白牡丹茶中氨基酸含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，白牡丹茶的游離氨基酸構(gòu)成與其品質(zhì)等級密切相關(guān)；不同氨基酸組分通過交互作用對白牡丹茶的滋味等級形成產(chǎn)生整體性貢獻(xiàn)。李煜等[17]對茶渣中氨基酸含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，茶樹品種間水解氨基酸含量差異未達(dá)顯著水平，而季節(jié)間春梢水解氨基酸含量顯著高于秋梢。在檢出的17 種氨基酸中，谷氨酸含量最高，其次是亮氨酸，必需氨基酸含量占氨基酸總量的38.81%～41.47%。宋亞康等[18]對茶毫中氨基酸組成進(jìn)行分析表明，茶毫中的氨基酸和礦質(zhì)元素含量并不比茶身高，但品質(zhì)成分組成比例的差異賦予富含茶毫茶葉特有的品質(zhì)特征。

2 茶葉中氨基酸的檢測分析方法研究

2.1 茚三酮比色法/分光光度法

我國測量茶葉中游離氨基酸的國家標(biāo)準(zhǔn)已由GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量測定》替代GB/T 8314—2002。相比GB/T 8314—2002，GB/T 8314—2013有較為明顯的變化，如增加了細(xì)化的pH 8.0 磷酸緩沖溶液配置過程等。該方法原理是α-氨基酸在pH 8.0 條件下與茚三酮共熱，從而形成紫色絡(luò)合物，最后用分光光度計在570 nm 波長下測定其吸光度，而氨基酸的濃度與吸光度成正比[19]。該標(biāo)準(zhǔn)中茚三酮比色法雖簡化了操作過程，但若剔除加樣品后加水步驟，樣品易貼壁從而導(dǎo)致顯色不完全，以致同一濃度點數(shù)據(jù)相差甚遠(yuǎn)，檢測結(jié)果重復(fù)性差，且0.00～0.20 mg/mL 跨度太大，呈現(xiàn)的線性關(guān)系并不理想。對此，陳金華等[20]研究表明，采用GB/T 8314—2013 測定茶葉中游離氨基酸時，其標(biāo)準(zhǔn)曲線制作可采用分區(qū)段法，以達(dá)到提高樣品檢測的重復(fù)性、準(zhǔn)確度以及提高樣品加標(biāo)回收率的目的。同時，針對該標(biāo)準(zhǔn)中無加樣后加水操作而導(dǎo)致的樣品貼壁現(xiàn)象，可采用磷酸鹽緩沖液淋洗法，以有效提高測定值的重復(fù)性及檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。

2.2 色譜法

茶葉中大部分氨基酸不具備紫外吸收和熒光反應(yīng)，檢測時需對樣品進(jìn)行衍生化處理，使其轉(zhuǎn)化成有紫外吸收和熒光反應(yīng)的物質(zhì)。高效液相色譜法多為柱前衍生-反相高效液相色譜，先用衍生劑將氨基酸轉(zhuǎn)化為適合紫外、熒光等檢測器檢測的物質(zhì)。王富花[21]采用高效液相色譜法測定茶葉中游離氨基酸發(fā)現(xiàn)，衍生劑需與各級氨基酸發(fā)生反應(yīng)，且各氨基酸產(chǎn)物需穩(wěn)定、單一、干擾物少。高效液相色譜法具有靈敏度高、分離效率高、操作自動化等優(yōu)點；但其分析成本較高、分析時間較長，可將氨基酸先衍化成易于氣化的物質(zhì)，再根據(jù)樣品在流動相和固定相中分配系數(shù)的不同對氨基酸進(jìn)行定量分析。利用該方法可對形成茶葉香氣的氨基酸含量進(jìn)行分析。也有研究利用氣相色譜法檢測茶葉中氨基酸，其優(yōu)點在于不僅可檢測氨基酸含量，還可能發(fā)現(xiàn)新的氨基酸；缺點在于操作較復(fù)雜、干擾因素較多。超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法可高效、快速地直接測定茶葉中游離氨基酸。通過對質(zhì)譜、色譜條件及氨基酸提取條件的優(yōu)化，以含體積分?jǐn)?shù)0.2%甲酸的5 mmol/L 乙酸銨水溶液和甲醇為流動相進(jìn)行梯度洗脫，在電噴霧離子源正離子掃描模式下檢測。杜穎穎等[22]通過超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定出茶葉中的20種氨基酸。該方法與高效液相色譜法相比，操作更為簡單，分析時間也更短，且不需對樣品進(jìn)行衍生化處理；與茚三酮比色法相比，其檢測結(jié)果更為準(zhǔn)確，具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。但其分析和儀器設(shè)備維護(hù)成本較高。

2.3 毛細(xì)管電泳法

毛細(xì)管電泳是近年發(fā)展起來的一種新型分析分離技術(shù)，其綜合了高效液相色譜和凝膠電泳共同的優(yōu)點，具有高效快速、分辨率高、重復(fù)性好的優(yōu)點，已廣泛用于氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的分析[23]。根據(jù)分離原理的不同，毛細(xì)管電泳法可分為毛細(xì)管區(qū)代電泳、毛細(xì)管等電電泳、毛細(xì)管等速電泳、毛細(xì)管凝膠電泳及膠束電動力學(xué)毛細(xì)管電泳。其中，毛細(xì)管區(qū)帶電泳和膠束電動力學(xué)可被用在氨基酸的分析檢測上。針對茶葉，毛細(xì)管電泳法可檢測茶葉芳香族氨基酸、微量有機(jī)酸、維生素[24]。

2.4 近紅外光譜法

采用近紅外光譜法對茶葉中氨基酸進(jìn)行檢測的原理是利用有機(jī)化合物的含氫基團(tuán)在特定波長區(qū)域躍遷所產(chǎn)生的光譜變化，再結(jié)合統(tǒng)計學(xué)方法間接實現(xiàn)對茶葉中氨基酸含量的檢測。張民等[25]運用近紅外光譜法對鮮茶葉品質(zhì)進(jìn)行檢測，并利用多元線性回歸和最小二乘法建立茶多酚和氨基酸的校正模型，結(jié)果表明，使用最小二乘法檢測精度更高，氨基酸和茶多酚測量模型真實值與預(yù)測值的決定系數(shù)R2分別為0.92與0.94，相對誤差平均值為1.60%與2.99%。侯冬巖等[26]采用光譜法測定黑茶中總游離氨基酸的含量，該方法的回收率為97.8%～103%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.85%。李若誠等[27]采用中心化法對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，建立極限學(xué)習(xí)機(jī)模型對普洱茶中游離氨基酸總量進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，在近紅外光譜法基礎(chǔ)上采用極限學(xué)習(xí)機(jī)算法可較準(zhǔn)確檢測普洱茶中游離氨基酸總量。

3 展望

茶樹中含有28 種氨基酸，且一般以茶樹的特征性組分茶氨酸含量最多，約占游離氨基酸的30%～70%[28]。茶葉中的氨基酸總量對茶葉的滋味、香氣、湯色、葉底等具有顯著影響，尤其與茶葉綜合品質(zhì)呈顯著正相關(guān)。茶葉中的氨基酸具有增強(qiáng)免疫能力、抗腫瘤、保護(hù)肝臟、降血壓等功能。因此，進(jìn)行高氨基酸茶新產(chǎn)品開發(fā)和利用是茶葉加工的重點方向，同時高氨基酸茶樹新品種選育也是特異茶樹資源選育的重要方向。目前已有對高氨基酸特異品種，如保靖黃金茶、安吉白茶、中黃1號的相關(guān)研究[29-30]。貴州也有引進(jìn)該類茶樹品種，但由于高氨基酸茶樹資源在不同地理環(huán)境條件下的氨基酸含量存在差異，選育和開發(fā)適合貴州當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的特異高氨基酸茶樹品種有待進(jìn)一步研究。