高效液相色谱法对“黄金菊”茶中儿茶素和氨基酸组分含量的测定

江新凤1,2,3,李琛1,2,3,石旭平1,2,3,蔡翔1,2,3,岳翠男1,2,3,李文金1,2,3,杨普香1,2,3*

(1.江西省蚕桑茶叶研究所,江西南昌330202;2.江西省茶叶质量与安全控制重点实验室,江西南昌330202;3.江西省经济作物研究所,江西南昌330046)

摘 要:为进一步研究江西特色茶树资源的生化成分,以“黄金菊”、安吉白茶、福鼎大白茶等茶树为试验材料,用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法,对不同茶叶中儿茶素组分和氨基酸组分进行检测和对比分析。结果显示,“黄金菊”茶中儿茶素组分和氨基酸组分比较丰富,没食子酸酯儿茶素(gallate catechin,GC)、表没食子儿茶素(epigallocatechin,EGC)、儿茶素(catechin,C)、表儿茶素(epicatechin,EC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)、没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate,GCG)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate,ECG)、儿茶素没食子酸酯(catechin gallate,CG)含量分别为0.05%、1.21%、0.53%、0.99%、7.91%、0.23%、2.63%、0.01%;共检测出17 种氨基酸组分,分别比安吉白茶、福鼎大白茶多检出1、3 种氨基酸,检测出的成分含量与安吉白茶比较接近。试验结果说明,"黄金菊"茶树中儿茶素组分、氨基酸组分丰富,同时特征成分明显。

关键词:茶树资源;“黄金菊”;儿茶素;氨基酸;高效液相色谱

“黄金菊”茶树资源在江西省内有一定规模的种植,是研究培育茶树新品种的重要资源[1-2],其特征是春、夏、秋季嫩梢芽叶为黄白色,似菊花。前人研究表明,该茶引种到赣中丘陵地区后,不因地理环境改变而改变其特性,与宁州种相比,茶多酚含量较低、氨基酸高,适制乌龙茶、红茶、绿茶[2]。茶树育种材料是茶树进行创新育种的基础,江西拥有丰富的茶树种质资源,为茶树创新育种奠定了良好的物质基础。至2018年,江西省茶树种质资源圃中收集保存了江西群体种质资源近400 份,近年来江西省蚕桑茶叶研究所科研人员在全省各地调查过程中,收集了10 余份表现性较好的群体种资源,“黄金菊”茶树资源就是其中一份[3],因此,本研究以特色茶树品种安吉白茶、正常茶树品种福鼎大白茶为对照,对“黄金菊”茶树资源的儿茶素组分和氨基酸组分进行了详细的比较分析,从而得出“黄金菊”茶中特征成分的变化趋势,指导茶树资源的创新利用与推广。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验茶树品种:“黄金菊”茶,对照茶树品种:安吉白茶、福鼎大白茶。

种植于江西茶树种质资源圃,种植区域茶园土壤为红壤土,2018 年测定土壤pH 值为4.06,有机质19.70 g/kg,全氮1137 mg/kg,水解性氮100.20 mg/kg,全磷0.06%,有效磷50.50 mg/kg,全钾1.42%,速效钾169.00 mg/kg,交换性镁0.042 mmol/kg,交换性钙0.120 mol/kg,茶树种植时间为2013 年12 月,茶树按当地茶园管理习惯[3]。采摘春季一样二叶新梢,微波固样后备用。

1.2 仪器与试剂

乙腈、甲醇、氯仿、乙酸乙酯、甲醇、碳酸氢钠、碳酸钠、草酸、正丁醇、茚三酮、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、浓硫酸、氯化亚锡、三氯化铝(分析纯)、福林酚试剂(生物试剂):国药集团化学试剂有限公司;儿茶素组分标准品[没食子酸酯儿茶素(gallate catechin,GC)、表没食子儿茶素(epigallocatechin,EGC)、儿茶素(catechin,C)、表儿茶素(epicatechin,EC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)、没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate,GCG)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate,ECG)、儿茶素没食子酸酯(catechin gallate,CG)]、氨基酸组分标准品:上海纯优生物科技有限公司;纯水:屈臣氏集团(香港)有限公司。

ME104 电子天平:赛多利斯科学仪器(上海)有限公司;UV-2550 紫外可见分光光度计:日本岛津仪器有限公司;TG16-WS 离心机:常州金坛良友仪器有限公司;1 100 VL 高效液相色谱仪、可变波长探测器(variable wavelength detector,VWD):美国安捷伦有限公司;Hypersul BDS C18 色谱柱(250 nm×4.6 nm,5 μm):美国赛默飞世尔公司;Nova-Pak TM C18(150 nm×4.6 nm,4 μm)色谱柱:美国沃特世公司。

1.3 测定方法

儿茶素组分参考尹军峰等[4-5]的方法,应用高效液相色谱仪,VWD 检测器,色谱柱:Hypersul BDS C18(250 nm×4.6 nm,5 μm)。流动相A 为0.3%冰乙酸水溶液,流动相B 为乙腈;流动相A 的梯度变化为:0~5 min(95%~92%),5 min~15 min(92%~88%),15 min~30 min(88%~80%),30 min~31 min(88%~0%),31 min~35min(0%);流动相B 的梯度变化为:0~5min(5%~8%),5 min~15 min(8%~12%),15 min~30min(12%~20%),30 min ~31 min(20%~100%),31 min ~35 min(100%);进样量:10 μL;流速:1 mL/min;柱温:35 ℃;检测波长:278 nm[6]

氨基酸组分参照肖秀娟等[7]的方法,应用高效液相色谱仪,VWD 检测器,色谱柱:Nova-PakTM C18(150 nm×4.6 nm,4 μm);流动相A 为10%磷酸缓冲盐溶液,B 相为100%乙腈;C 相为纯水。线性变化范围为:0~17 min(A 相100%);17 min~24 min(A 相91%,B相5%,C 相4%);24 min~32 min(A 相80%,B 相17%,C 相3%);32min~34min(A 相68%,B 相20%,C 相12%);34 min~35 min(A 相68%,B 相20%,C 相12%);35 min~38 min(A 相0%,B 相60%,C 相40%);38 min~45 min(A 相100%)。进样量:10 μL;流速:1 mL/min;柱温:37 ℃;检测波长:250 nm。

1.4 不同茶样茶叶品质分析

儿茶素品质指数(catechin quality index,CQI)是衡量茶叶品质和选育高EGCG 茶树品种及评价茶叶功效指标之一,是表达茶叶品质的经验参数,计算公式为;CQI 越大说明嫩度和品质越好,绿茶质量越好[8-9]。儿茶素苦涩味指数(catechin astringent index,CAI)是指酯型儿茶素与简单儿茶素的比值,指数越大,苦涩味越重,计算公式为

1.5 不同茶样氨基酸组分含量

人体必需氨基酸(essential amino acids,EAA)为异亮氨酸(isoleucine,Ile)、亮氨酸(leucine,Leu)、苯丙氨酸(phenylalanine,Phe)、色氨酸(tryptophan,Trp)、苏氨酸(threonine,Thr)、缬氨酸(valine,Val)、蛋氨酸(methionine,Met)、赖氨酸(lysine,Lys)含量之和;大量氨基酸(large amount of amino acids,LAA)为茶氨酸(theanine,THA)、谷氨酰胺(glutamine,Glu)、天冬氨酸(aspartic,Asp)、丝氨酸(serine,Ser)、组氨酸(histidine,His)含量之和[12]。计算大量氨基酸占氨基酸总量的百分比(LAA/TAA),茶氨酸占氨基酸总量(total amino acids,TAA)的百分比(THA/TAA)、必需氨基酸占氨基酸总量的百分比(EAA/TAA)[13]

2 结果与分析

2.1 儿茶素分析

茶树资源“黄金菊”与对照茶树“安吉白茶”、“福鼎大白”儿茶素组分含量见表1。

表1 茶样中儿茶素组分
Table 1 The contents of catechin components of tea samples %

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没食子酸酯儿茶素(GC)含量“黄金菊”茶树与安吉白茶相当,同为0.05%,福鼎大白茶的GC 含量是前二者的3 倍为0.16%;表没食子儿茶素(EGC)福鼎大白>安吉白茶>黄金菊,福鼎大白、安吉白茶EGC 含量分别是黄金菊的2.83、1.66 倍;儿茶素含量三者相差不大,其中安吉白茶稍高,比“黄金菊”提高了22.64%;表儿茶素最高的为福鼎大白茶2.45%,其次是安吉白茶的1.54%、“黄金菊”的0.99%;儿茶素组分总量、没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)3 个指标为福鼎大白>黄金菊>安吉白茶;没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)最高的为“黄金菊”0.23%,其次是福鼎大白0.22%,最低的为安吉白茶的0.17%,三者相差不大;儿茶素没食子酸酯(catechin gallate,CG)含量,“黄金菊”与两个对照品种一致,均为0.01%。

同时,从表1 中还可以得出,试样样品中的非酯型儿茶素(nonester type catechins,NTC)含量最高的为福鼎大白6.56%,其次是安吉白茶4.25%,最低的为黄金菊2.78%;酯型儿茶素(ester type catechins,ETC)含量最高的为福鼎大白11.93%,其次是黄金菊10.54%,最低为安吉白茶7.79%。

2.2 氨基酸组分含量

试验运用HPLC 方法对3 个茶树品种中游离氨基酸进行了测定,“黄金菊”茶中共检出17 种氨基酸,安吉白茶中共检出16 种氨基酸,福鼎大白茶中共检出14种氨基酸。它们的出峰顺序依次为磷酸丝氨酸(phosphoserine,P-Ser)、磷酸乙醇胺(phosphate ethanolamine,PEA)、天冬氨酸(Asp)、苏氨酸(Thr)、丝氨酸(Ser)、天冬酰胺(asparagine,Asn)、谷氨酸(glutamate ,Glu)、谷氨酰胺(Gln)、茶氨酸(Thea)、甘氨酸(Gly)、瓜氨酸(citrulline,Cit)、丙氨酸(Ala)、蛋氨酸(Met)、亮氨酸(Leu)、γ-氨基丁酸(gamma aminobutyric acid,GABA)、组氨酸(His)、精氨酸(arginine,Arg)(见表2)。

表2 茶样中游离氨基酸组分
Table 2 The contents of free amino acid components of tea samples mg/g

注:*为鲜味氨基酸,**为人体必需氨基酸,—表示未检出。

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从表2 可以看出,从游离氨基酸总量上来看,“黄金菊”茶游离氨基酸总量(1 053.69 mg/g)对照茶树品种安吉白茶(1 531.79 mg/g)和福鼎大白(983.11 mg/g)之间;3 个试验样品检测出来的氨基酸中茶氨酸含量最高。“黄金菊”样品中茶氨酸含量是总游离氨基酸总量的67.09%,“安吉白茶”中茶氨酸含量是总游离氨基酸总量的62.51%,“福鼎大白茶”中茶氨酸含量是总游离氨基酸总量的77.12%。试验茶树“黄金菊”中检测出来的甘氨酸、瓜氨酸、蛋氨酸含量高于对照品种“安吉白茶”;17 种检出氨基酸中磷酸丝氨酸、磷酸乙醇胺、天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、蛋氨酸、亮氨酸含量均高于对照品种“福鼎大白”,其中检出的鲜味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸)均高于对照品种“福鼎大白”。

2.3 品质指数

茶叶样品品质比较见表3。

表3 茶叶样品品质比较
Table 3 Quality comparison of tea samples

?

从表3 中可以看出,3 个试验茶树中酚氨比(tea polyphenols/ amino acids ,TP/AA)最低的为安吉白茶5.65,其次为“黄金菊”8.09,福鼎大白茶的酚氨比为最高为13.35;从数据上看,“黄金菊”儿茶素品质指数(CQI)明显高于对照茶树品种安吉白茶和福鼎大白茶,分别是对照品种的2.25、2.50 倍;儿茶素苦涩味指数(CAI)中,“黄金菊”>福鼎大白>安吉白茶;与氨酚比变化相同,但样品例外。THA/TAA 最高的为福鼎大白0.77,其次为“黄金菊”0.67、安吉白茶0.63;EAA/TAA、LAA/TAA 呈现相同的趋势,最高的均为安吉白茶,其次为“黄金菊”、福鼎大白。

3 结论与讨论

儿茶素含量占茶叶干重的12%~24%,其是多酚类物质的主要成分[14]。儿茶素一般分为非酯型儿茶素和酯型儿茶素,二者在茶汤滋味上有着不同的作用。酯型儿茶素的作用主要体现在茶汤收敛性上,茶叶中非酯型和酯型儿茶素的比例与含量,决定茶叶加工技术的设定和最终产品的品质,茶树中酯型儿茶素、非酯型儿茶素的研究备受茶业界的关注[15]。“黄金菊”作为江西特有的黄化茶树资源,具有与白化茶树品种“安吉白茶”不同的特性,属光敏感型茶树资源[16],本试验中,“黄金菊”样品中儿茶素总量为13.56%,高于安吉白茶(12.23%)而低于福鼎大白茶(18.72%),其中酯型儿茶素也呈现相同的趋势,说明“黄金菊”茶树中儿茶素组分丰富,同时特征成分明显,是我省值得开发、登记、推广的茶树良种。

人体必需氨基酸共有苏氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸8 种[13]。一般认为,茶氨酸是茶叶鲜味的主要来源,是茶树的特征性成分之一,与绿茶品质呈正相关,在红茶制造中,游离的氨基酸与糖类反应生成的茶氨酸-糖普化合物,在影响红茶茶汤色泽的同时对叶底红、亮有促进作用[17]。3 种试验样品均检测出了必需氨基酸(苏氨酸、蛋氨酸、亮氨酸),“黄金菊”茶必需氨基酸含量为15.65 mg/g,低于安吉白茶(28.48 mg/g),明显高于福鼎大白茶(9.97 mg/g);安吉白茶的茶氨酸的含量最高为957.46 mg/g,明显高于福鼎大白茶(758.20 mg/g)和“黄金菊”茶(706.89 mg/g)。“黄金菊”茶树鲜叶中鲜味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸)明显高于福鼎大白茶;诸如磷酸乙酰胺、谷氨酰胺、甘氨酸等明显高于福鼎大白。说明“黄金菊”茶中氨基酸组成丰富,氨基酸含量明显高于福鼎大白茶,不同种类的氨基酸也优于对照,值得开发利用。

茶叶制造中通常用酚氨比(TP/AA)来评定绿茶适制性,普遍认为,TP/AA 小于8 适制绿茶,在8~15 间红、绿兼制,大于15 适制红茶[18-19]。试验中“黄金菊”茶树的酚氨比为8.09 是红绿兼制茶树品种,其数值接近于8,推荐春季采摘其鲜叶,更适合制作绿茶。

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HPLC Determination of Catechin and Amino Acid Components in Camellia sinensis‘Huangjinju’

JIANG Xin-feng1,2,3,LI Chen1,2,3,SHI Xu-ping1,2,3,CAI Xiang1,2,3,YUE Cui-nan1,2,3,LI Wen-jin1,2,3,YANG Pu-xiang1,2,3*
(1.Jiangxi Sericulture and Tea Research Institute,Nanchang 330202,Jiangxi,China;2.The Key Laboratory of Tea Quality and Safety Control in Jiangxi Province,Nanchang 330202,Jiangxi,China;3.Jiangxi Institute of Cash Crops,Nanchang 330046,Jiangxi,China)

Abstract:To study the biochemical characteristics of Camellia sinensis‘Huangjinju’in Jiangxi Province.The content of catechins and amiono acid were detected from Camellia sinensis‘Huangjinju’,Camellia sinensis‘Anjibaicha’,Camellia sinensis‘Fudingdabaicha’by high performance liquid chromatography(HPLC).The results show that the content of catechins and amino acids in Camellia sinensis‘Huangjinju’was rich. The contents of catechin gallate(GC),epigallocatechin(EGC),catechin(C),epicatechin(EC),epigallocatechin gallate(EGCG),gallocatechin gallate(GCG),epicatechin gallate(ECG)and catechin gallate(CG)in Camellia sinensis‘Huangjinju’were 0.05%,1.21%,0.53%,0.99%,7.91%,0.23%,2.63% and 0.01% respectively.17 kinds of amino acids were detected,one and three kinds of amino acids were more than Camellia sinensis‘Anjibaicha’and Camellia sinensis ‘Fudingdabaicha’respectively,The components of Camellia sinensis‘Huangjinju’were close to Camellia sinensis‘Anjibaicha’. There are abundant catechins and amino acids in the“golden chrysanthemum”tea tree,and the characteristic components were obvious.

Key words:tea germplasm;Camellia sinensis‘Huangjinju’;catechin;amino acid;high performance liquid chromatography(HPLC)引文格式:

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2021.05.029

基金项目:江西省茶叶产业技术体系(JXARS-02);江西省重点实验室计划项目(20192BCD40007);江西省重点研发计划项目(S2019ZPYFB0540、S2016NYZPF0251)

作者简介:江新凤(1985—),男(汉),副研究员,博士,研究方向:茶树资源利用。

*通信作者:杨普香(1965—),女,研究员,研究方向:茶产业生产技术及推广。

江新凤,李琛,石旭平,等.高效液相色谱法对"黄金菊"茶中儿茶素和氨基酸组分含量的测定[J].食品研究与开发,2021,42(5):172-176.

JIANG Xinfeng,LI Chen,SHI Xuping,et al. HPLC Determination of Catechin and Amino Acid Components in Camellia sinensis‘Huangjinju’[J].Food Research and Development,2021,42(5):172-176.

加工编辑:张弘

收稿日期:2020-04-10