3个不同产地白茶品质成分与体外抗氧化能力比较

张洁1,2,王杉1,2,任小盈3,马冰凇4,5,王广铭1*,马存强5*

(1.信阳农林学院茶学院,河南 信阳 464000;2.信阳农林学院河南省豫南茶树资源综合开发重点实验室,河南 信阳 464000;3.聊城高级财经职业学校,山东 聊城 252000;4.云南农业大学茶学院,云南 昆明 650201;5.南京农业大学园艺学院,江苏 南京 210095)

摘 要:采用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)等方法对3个不同来源18份白茶茶样中8种儿茶素、6种黄酮类、2种酚酸、1种水解单宁、3种嘌呤碱等成分进行测定,并检测白茶的铁离子还原抗氧化能力、DPPH自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力、羟基自由基清除能力和超氧阴离子自由基清除能力。主成分分析(principal component analysis,PCA)将白茶分为信阳白茶、福鼎白茶和云南白茶3组,表明产地对白茶品质成分有重要影响。热图分析和单因素方差分析揭示了不同产地白茶中儿茶素、黄酮类、没食子酸和嘌呤碱等品质成分存在差异。由于茶树鲜叶原料差异,云南白茶中(+)-儿茶素、(-)-表儿茶素、(-)-表没食子酸儿茶素、(-)-表儿茶素没食子酸酯、(-)-没食子儿茶素没食子酸酯、芦丁、咖啡碱和可可碱含量均极显著(p<0.01)高于福鼎白茶或信阳白茶,含量分别为 4.82、16.46、36.30、29.69、4.95、3.18、42.97、1.79 mg/g。福鼎白茶中游离氨基酸、可溶性糖、(+)-没食子儿茶素、(-)-儿茶素没食子酸酯、没食子酸、槲皮素和山奈酚含量较高。体外抗氧化能力分析显示,云南白茶的体外抗氧化能力极显著(p<0.01)高于信阳白茶和福鼎白茶。双变量相关性分析确定(-)-表儿茶素、(-)-表没食子酸儿茶素、(-)-表儿茶素没食子酸酯、(-)-没食子儿茶素没食子酸酯、(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯、芦丁和花旗松素等酚类成分为白茶中的主要抗氧化成分。

关键词:白茶;产地;儿茶素;抗氧化能力;芦丁

白茶是茶树鲜叶经自然萎凋和干燥等工序加工而成的微发酵茶叶类型[1],具有抗氧化、消炎、抗突变、抗癌等生物学活性[2-4]。自然萎凋是白茶加工的关键工序[5]。研究者借助液相色谱-质谱联用(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)、超高效液相色谱(ultra-high performance liquid chromatography,UHPLC)等分析手段,揭示(+)-儿茶素(catechin,C)、(+)-没食子儿茶素(gallocatechin,GC)、(-)-表儿茶素(epicatechin,EC)、(-)-表没食子儿茶素(epigallocatechin,EGC)、(-)-儿茶素没食子酸酯(catechin galllate,CG)、(-)-表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate,ECG)、(-)-没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate,GCG)和(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)等儿茶素在白茶自然萎凋工序中整体呈降低趋势,并受到茶树品种、萎凋程度等因素的影响[6-9]

福建福鼎是白茶的发源地和主要产地之一。根据化学成分和品质特征,福鼎白茶可分为银针、白牡丹和寿眉等不同品类[10]。在福鼎白茶仓储陈化过程中儿茶素、氨基酸均呈降低趋势[11],并在一定程度上影响白茶的抗氧化能力和降血糖效果[12]。由于其独特品质和保健功效,白茶的产地已发展至河南、云南、湖北和广东等不同产区。Zhang等[13]根据质子转移反应-飞行时间-质谱(proton transfer reaction-time of flight-mass spectrometry,PTR-TOF-MS)检测到挥发性有机物,借助主成分分析(principal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘法-判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)等多元统计学方法,完成福鼎、政和和建阳等不同产地白茶的识别。然而,云南、河南等地白茶与福鼎白茶在儿茶素、黄酮类等酚类成分以及体外抗氧化能力的差异尚不明确。

本文以不同来源的一芽二叶白牡丹类型白茶为材料,采用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)等方法分析白茶中的儿茶素、黄酮类、酚酸、嘌呤碱等品质成分,并分别测定白茶的铁离子还原抗氧化能力、DPPH自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力、羟基自由基清除能力和超氧阴离子自由基清除能力,通过主成分分析、热力图分析,探究不同产地白茶的品质成分和体外抗氧化能力差异,为白茶的产地识别提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

分别收集河南信阳市、福建福鼎市、云南临沧市和普洱市以当地茶树品种一芽二叶(初展)鲜叶加工而成的白牡丹类型白茶共18份,如表1所示,按照产地分为信阳白茶,编号为XYT-1~XYT-6;福鼎白茶,编号为FDT-1~FDT-6;云南白茶,编号为YNT-1~YNT-6。18份白茶茶样收集完成后在-20℃下密封保存。

表1 不同来源的白茶茶样信息
Table 1 Information of white tea samples from different production areas

编号 产地 品种 规格 季节XYT-1 信阳市浉河区 信阳群体种 一芽二叶 春季XYT-2 信阳市浉河区 信阳群体种 一芽二叶 春季XYT-3 信阳市浉河区 福鼎大白茶 一芽二叶 春季XYT-4 信阳市浉河区 福鼎大白茶 一芽二叶 春季XYT-5 信阳市浉河区 福鼎大白茶 一芽二叶初展 春季XYT-6 信阳市浉河区 信阳群体种 一芽二叶 春季YNT-1 云南临沧市 勐库大叶种 一芽二叶初展 春季YNT-2 云南临沧市 勐库大叶种 一芽二叶初展 春季YNT-3 云南普洱市 景谷大白茶 一芽二叶 春季YNT-4 云南普洱市 景谷大白茶 一芽二叶 春季YNT-5 云南临沧市 勐库大叶种 一芽二叶初展 春季YNT-6 云南临沧市 勐库大叶种 一芽二叶初展 春季FDT-1 福建福鼎市 福鼎大白茶 一芽二叶 春季FDT-2 福建福鼎市 福鼎大白茶 一芽二叶 春季FDT-3 福建福鼎市 福鼎大毫茶 一芽二叶 春季FDT-4 福建福鼎市 福鼎大毫茶 一芽二叶初展 春季FDT-5 福建福鼎市 福鼎大毫茶 一芽二叶 春季FDT-6 福建福鼎市 福鼎大毫茶 一芽二叶初展 春季

C、EC、EGC、GC、ECG、CG、GCG、EGCG、没食子酸、鞣花酸、水解单宁(1,4,6-三-O-没食子酰基-β-D-葡萄糖)标准品(纯度≥98%):上海源叶生物科技有限公司;槲皮素、山奈酚、杨梅素、芦丁、花旗松素、木犀草素黄酮类标准品(纯度≥98%):成都曼斯特生物科技有限公司;咖啡碱、可可碱、茶碱标准品(纯度≥98%)、ABTS+自由基清除能力测定试剂盒、DPPH自由基清除能力测定试剂盒、超氧阴离子自由基清除能力测定试剂盒、羟基自由基清除能力测定试剂盒、总抗氧化能力(铁离子还原抗氧化法)测定试剂盒:江苏苏州格锐思生物科技有限公司;甲醇、乙腈(均为色谱纯):美国Thermo Fisher公司。

1.2 仪器与设备

Heraeus Fresco17高速离心机:美国Thermo Fisher公司;JXFSTPRP-24研磨仪:上海净信科技有限公司;TU-1901型紫外-可见分光光度计:北京普析通用仪器有限公司;1200型HPLC仪:美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 主要品质成分分析

参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》测定茶叶中的水分含量[14];参照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》,采用福林酚比色法,以没食子酸为标准品在765nm波长下进行茶叶中茶多酚含量的测定[15];采用蒽酮比色法,以葡萄糖为标准品,在620 nm波长下进行茶叶中可溶性糖含量的测定[16];参照GB/T 8314—2013《茶游离氨基酸总量的测定》采用茚三酮比色法测定茶叶中游离氨基酸总量[17];采用三氯化铝比色法,以芦丁为标准品,在415 nm波长下进行总黄酮含量的测定[18]

1.3.2 酚类化合物和嘌呤碱的HPLC检测

取1.0 g白茶研磨样与40 mL甲醇和4 mL盐酸混合,85℃回流浸提90min,用甲醇定容至50mL。0.45μm尼龙滤膜过滤后,参照Zhou等[19-20]建立的HPLC检测方法,采用HPLC仪连接Poroshell 120 EC-C18色谱柱(100 mm×4.6 mm,2.7 μm)和 C18保护柱(10 mm×4.6 mm,5 μm),以流动相 A(0.261%磷酸、5%乙腈)和流动相B(80%甲醇)用于茶叶中8种儿茶素、6种黄酮类、2种酚酸、1种水解单宁和3种嘌呤碱含量的测定。设置流速为0.8 mL/min,柱温为30℃;0~20 min检测波长为280 nm;20 min~36 min检测波长为360 nm;进样体积为2 μL。采用内标法结合标准品的标准曲线完成茶叶中20种化合物的定量分析。

1.3.3 体外抗氧化能力检测

1.3.3.1 铁离子还原抗氧化能力

取0.05g白茶茶样与1mL80%乙醇混合,于60℃,200 W~300W条件下超声辅助提取30min。12000r/min离心10 min后,取上清液。以抗氧化剂Trolox为参照,采用590 nm波长下的微板法进行铁离子还原抗氧化能力的检测。

1.3.3.2 DPPH自由基清除能力

取0.05 g白茶茶样与1 mL 80%甲醇溶液混合,进行冰浴匀浆。12 000 r/min离心10 min,取上清液。以抗氧化剂Trolox为参照,采用517 nm波长下的微板法进行DPPH自由基清除能力的检测。

1.3.3.3 ABTS+自由基清除能力

取0.05 g白茶茶样与1 mL 80%甲醇溶液混合,进行冰浴匀浆。12 000 r/min离心10 min后,取上清液。以抗氧化剂Trolox为参照,采用734 nm波长下的微板法进行ABTS+自由基清除能力的检测。

1.3.3.4 羟基自由基清除能力

取0.1 g白茶茶样与1 mL蒸馏水混合,进行冰浴匀浆。12 000 r/min离心10 min后,取上清液。采用微板法在510 nm下进行羟基自由基清除能力的检测。

1.3.3.5 超氧阴离子自由基清除能力

取0.1 g白茶茶样与1 mL提取液混合,进行冰浴匀浆。12000r/min离心10min后,采用微板法在570nm波长处进行超氧阴离子自由基清除能力的检测。

1.3.4 数据处理与分析

每个白茶茶样的检测均进行3次重复。数据采用平均值±标准差表示。采用Origin 9.0软件进行主成分分析(principal component analysis,PCA),对不同来源白茶进行分类识别。采用SPSS 20.0软件的Duncan多重比较检验,对不同产地白茶中品质成分和体外抗氧化能力进行单因素方差分析。采用SPSS 20.0软件分析探究酚类等品质成分与体外抗氧化能力的相关性。采用Origin 9.0软件进行热力图的绘制。

2 结果分析

2.1 不同来源白茶的主成分分析

基于HPLC和分光光度计法测定的24种酚类、嘌呤碱等品质成分含量,对18份白牡丹品类的白茶茶样分别进行主成分分析,结果如图1所示。

图1 不同来源白茶的主成分分析
Fig.1 Principal component analysis of white tea samples from different production areas

A.得分图;B.载荷图。

PCA、层次聚类分析(hierarchical cluster analysis,HCA)、OPLS-DA等多元统计学分析方法已广泛应用于茶叶的分类识别[21-22]。由图1A可知,在PCA中,主成分1(PC1)和主成分2(PC2)分别展示了总变化的27.3%和17.8%,并将白茶茶样分为信阳白茶、福鼎白茶和云南白茶3组,显示了不同产地之间白茶品质成分的差异。由于茶树鲜叶变种或品种的不同,由阿萨姆变种(Camellia sinensis var.assamica)即云南大叶种茶树鲜叶加工而成的云南白茶,与中国变种(Camellia sinensis var.sinensis)即中小叶种茶树鲜叶加工而成的信阳白茶和福鼎白茶[23-24]存在明显差异,这与蒋宾等[25]的研究结果一致。由于部分信阳白茶是由当地引种的福建大白茶茶树鲜叶加工而成,如XYT-3至XYT-5,因而信阳白茶在化学组分上与福鼎白茶组存在一定的相似性。载荷图(图1B)显示,云南白茶含有较高的儿茶素、黄酮类等酚类成分以及咖啡碱等嘌呤碱,福鼎白茶和信阳白茶中的可溶性糖和游离氨基酸含量较高。这些成分差异有助于白茶产地的识别和分类。本文借助多元统计学分析证实了不同产地白茶在儿茶素、黄酮类、嘌呤碱等品质成分上存在一定差异。

2.2 品质成分的热图分析

不同产地白茶中酚类、嘌呤碱等品质成分热图分析结果如图2所示。

图2 不同产地白茶中酚类、嘌呤碱等品质成分热图
Fig.2 Heatmap of quality components in white tea samples from different production areas

由图2可知,27种品质成分基本可分为3组(I组、II组和III组)。信阳白茶和福鼎白茶中I组成分较高,主要包括游离氨基酸、茶碱、鞣花酸和水解单宁等。II组成分主要包括5种黄酮类化合物(山奈酚、杨梅素、木犀草素、花旗松素和槲皮素)、可溶性糖、没食子酸、CG和GC等,其品质成分受产地、品种等因素影响较小;信阳群体种加工的信阳白茶中II组品质成分含量较低。云南白茶中III组成分较高,主要包括6种儿茶素(C、EC、EGC、ECG、GCG 和 EGCG)、芦丁、咖啡碱和可可碱等。整体而言,云南白茶中儿茶素、咖啡碱、可可碱、芦丁含量较高。信阳白茶和福鼎白茶中氨基酸、可溶性糖、鞣花酸和没食子酸含量较高。

2.3 不同产地白茶品质成分的单因素方差分析

不同产地(信阳、云南和福鼎)白茶中儿茶素、黄酮类、嘌呤碱等品质成分如表2所示。

表2 不同产地(信阳、云南、福鼎)白茶中酚类等品质成分含量
Table 2 Content of quality components in Xinyang,Yunnan,and Fuding white tea samples

注:儿茶素总量为C、EC、EGC、GC、ECG、GCG、EGCG和CG 8种儿茶素含量的总和;酯型儿茶素含量为ECG、GCG、EGCG和CG 4种酯型儿茶素含量的总和;非酯型儿茶素含量为C、EC、EGC和GC 4种非酯型儿茶素含量的总和。采用Duncan多重比较进行单因素方差分析。同列小写字母不同表示在p<0.05水平存在显著性差异;同列大写字母不同表示在p<0.01水平存在极显著性差异。

产地 茶多酚/% 总黄酮/% 游离氨基酸/% 可溶性糖/% 儿茶素总量/(mg/g)非酯型儿茶素/(mg/g)酯型儿茶素/(mg/g)C/(mg/g)EC/(mg/g)信阳 20.67±1.84Bb 2.44±0.14Bb 2.84±0.23Bb 4.57±0.54Bc 125.79±15.82Bb 46.71±3.84Bb 79.08±13.52Bb 3.94±0.96Bb 12.63±1.66Bb福鼎 21.75±1.89Bb 2.45±0.41Bb 3.24±0.26Aa 6.07±0.29Aa 122.87±4.67Bb 41.75±3.96Cc 81.12±4.58Bb 3.93±0.92Bb 11.64±2.12Bb云南 26.08±1.30Aa 3.38±0.34Aa 2.21±0.19Cc 4.87±0.41Bb 150.32±12.83Aa59.39±5.48Aa 90.94±8.63Aa 4.82±0.60Aa 16.46±1.68Aa产地EGC/(mg/g)GC/(mg/g)ECG/(mg/g)GCG/(mg/g)EGCG/(mg/g)CG/(mg/g) 没食子酸/(mg/g)芦丁/(mg/g)信阳 28.97±4.76Bb 1.18±0.86Bc 22.70±4.16Bc 4.22±0.42Bb 51.51±10.10Aa 0.65±0.11Bb 3.03±0.95Cc 2.85±0.86Aa 1.57±0.82Bb福鼎 23.39±3.66Cc 2.78±0.86Aa 26.03±3.54Bb 3.46±0.74Cc 50.44±5.33Aa 1.20±0.30Aa 6.07±0.66Aa 2.25±0.78Ab 1.91±0.80Bb云南 36.30±6.26Aa 1.81±0.86Bb 29.69±3.66Aa 4.95±0.50Aa 55.60±6.25Aa 0.70±0.09Bb 4.14±0.80Bb 2.58±0.52Aab 3.18±0.69Aa产地 花旗松素/(mg/g)鞣花酸/(mg/g)茶碱/(mg/g)信阳 0.61±0.23Bc 0.62±0.26Bb 0.11±0.11Ab 0.15±0.10Ab 0.06±0.06Ab 2.06±0.26Aa 37.48±3.34Bb 1.35±0.20Bb 0.26±0.04Aa福鼎 0.79±0.14Ab 0.63±0.24ABb 0.20±0.09Aa 0.15±0.06Ab 0.12±0.07Aa 2.03±0.23Aa 41.36±1.90Aa 1.47±0.21ABb 0.25±0.03Aa云南 0.93±0.18Aa 0.85±0.24Aa 0.12±0.11Ab 0.21±0.09Aa 0.11±0.04Aa 1.91±0.24Aa 42.97±1.92Aa 1.79±0.61Aa 0.22±0.02Bb杨梅素/(mg/g)槲皮素/(mg/g)木犀草素/(mg/g)山奈酚/(mg/g)水解单宁/(mg/g)咖啡碱/(mg/g)可可碱/(mg/g)

表2显示,不同产地(信阳、云南、福鼎)白茶中,除EGCG、水解单宁无显著差异(p≥0.05)外,其他25种品质成分在不同产地白茶中分布均存在一定差异。云南白茶中 5种儿茶素(C、EC、EGC、ECG 和 GCG)、4种黄酮类(芦丁、花旗松素、杨梅素和木犀草素)和可可碱以及茶多酚总量和总黄酮均显著性(p<0.05)或极显著性(p<0.01)高于信阳或福鼎白茶,而游离氨基酸在不同产地白茶中含量最低。这在一定程度上增强了云南白茶的苦涩味,降低了云南白茶的鲜味。整体而言,与其他产地白茶相比,云南白茶中茶多酚、总黄酮、C、EC、EGC、ECG、GCG、芦丁、咖啡碱和可可碱含量最高,分别为(26.08±1.30)%、(3.38±0.34)%、(4.82±0.60)mg/g、(16.46±1.68)mg/g、(36.30±6.26)mg/g、(29.69±3.66)mg/g、(4.95±0.50)mg/g、(3.18±0.69)mg/g、(42.97±1.92)mg/g和(1.79±0.61)mg/g。品种或品种差异或是导致云南白茶区别于其他产地白茶品质成分的主要因素。尽管加工信阳白茶和福鼎白茶的茶树品种存在一定差异,由于均属于中国变种,信阳白茶和福鼎白茶中茶多酚、总黄酮、儿茶素总量、酯型儿茶素、4种儿茶素(C、EC、ECG和EGCG)、鞣花酸、4种黄酮类(芦丁、槲皮素、木犀草素和山奈酚)、水解单宁和茶碱等品质成分在p<0.01水平保持一致性。由于加工工艺的差异,如萎凋时间、干燥温度等技术参数的不同,促使福鼎白茶中游离氨基酸、可溶性糖、GC、CG、没食子酸、槲皮素和山奈酚含量较高,含量分别为(3.24±0.26)%、(6.07±0.29)%、(2.78±0.86)mg/g、(1.20±0.30)mg/g、(6.07±0.66)mg/g、(0.20±0.09)mg/g和(0.12±0.07)mg/g。而信阳白茶中的鞣花酸、水解单宁和茶碱含量较高,分别为(2.85±0.86)mg/g、(2.06±0.26)mg/g 和(0.26±0.04)mg/g。总的来说,茶树品种(变种)、加工工艺和环境气候等因素差异造成不同产地白茶中品质成分的差异。

2.4 不同产地白茶的体外抗氧化能力差异

通过铁离子还原抗氧化能力、DPPH自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力、羟基自由基清除能力和超氧阴离子自由基清除能力的测定,采用单因素方差分析,探究了不同产地白茶的体外抗氧化能力差异,结果见图3。

图3 不同产地白茶的体外抗氧化能力差异
Fig.3 Differences in in vitro antioxidant activities of white tea samples from three production areas

小写字母不同表示具有显著性差异,p<0.05;大写字母不同表示具有极显著性差异,p<0.01。

如图3所示,云南白茶的体外抗氧化能力最强,其铁离子还原抗氧化能力、DPPH自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力、羟基自由基清除能力和超氧阴离子自由基清除能力均显著强于信阳白茶和福鼎白茶(p<0.01),清除率分别为(1767.55±44.20)μmol Trolox/g、(594.22±11.02)mg Trolox/g、(330.27±24.47)mgTrolox/g、(72.14±2.73)%和(43.22±2.14)%。相对而言,福鼎白茶的ABTS+自由基清除率、羟基自由基清除率和超氧阴离子自由基清除率最低,仅为(279.18±33.55)mg Trolox/g、(63.55±4.83)%和(37.74±2.64)%。另外,信阳白茶的铁离子还原能力和DPPH自由基清除率最低,分别为(1 693.93±78.97)μmol Trolox/g 和(555.64±22.39)mg Trolox/g。不同产地白茶中的体外抗氧化能力差异可能与酚类成分的含量与分布有关。

2.5 白茶中酚类成分与体外抗氧化能力的相关性分析

本文采用双变量相关性分析探究了白茶中茶多酚、总黄酮、儿茶素、黄酮类、酚酸、嘌呤碱等品质成分含量与铁离子还原抗氧化能力、DPPH自由基清除能力等体外抗氧化能力指标的相关性。Person's相关性系数如表3所示。

表3 白茶中酚类等品质成分与体外抗氧化能力的相关性
Table 3 Correlation coefficients of content of quality components with in vitro antioxidant activities of white tea

注:*表示具有显著性差异,p<0.05;**表示具有极显著性差异,p<0.01。

超氧阴离子自由基清除能力茶多酚含量 0.473* 0.847** 0.518** 0.746** 0.698**总黄酮含量 0.585* 0.674** 0.624** 0.313 0.714**游离氨基酸含量 -0.395 -0.429 -0.371 -0.512* -0.498*可溶性糖含量 0.028 -0.209 -0.410 -0.476* -0.481*儿茶素总量含量 0.332 0.763** 0.549* 0.819** 0.732**非酯型儿茶素含量 0.470* 0.661** 0.643** 0.768** 0.780**酯型儿茶素含量 0.153 0.691** 0.361 0.694** 0.545*C含量 -0.169 0.398 0.027 0.280 0.525*EC含量 0.358 0.600** 0.639** 0.659** 0.843**EGC含量 0.514* 0.547* 0.625** 0.688** 0.615**GC含量 -0.423 -0.162 -0.633** -0.303 -0.370 ECG含量 0.235 0.565* 0.190 0.476* 0.576*GCG含量 0.670** 0.351 0.667** 0.359 0.579*EGCG含量 0.010 0.605** 0.348 0.671** 0.380 CG含量 -0.217 -0.177 -0.590** -0.406 -0.486*没食子酸含量 -0.187 0.080 -0.269 -0.200 -0.203鞣花酸含量 -0.323 -0.077 0.173 -0.024 -0.030芦丁含量 0.522* 0.463 0.178 0.289 0.311花旗松素含量 0.550* 0.090 0.125 -0.163 0.034杨梅素含量 0.162 0.098 0.017 0.038 0.067槲皮素含量 -0.074 -0.238 -0.323 -0.325 -0.446木犀草素含量 0.447 -0.048 0.216 -0.264 0.054山奈酚含量 0.284 -0.016 -0.238 -0.468 0.110水解单宁含量 -0.059 -0.106 0.277 0.069 -0.011咖啡碱含量 0.354 0.595** 0.286 0.285 0.463可可碱含量 -0.008 0.330 0.336 0.322 0.367茶碱含量 -0.449 -0.493* -0.373 -0.099 -0.717**成分铁离子还原抗氧化能力DPPH自由基清除能力ABTS+自由基清除能力羟基自由基清除能力

由表3可知,整体上,茶多酚、总黄酮、儿茶素类等酚类成分含量均与体外抗氧化能力存在显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)正相关性。游离氨基酸和可溶性糖含量潜在地影响了白茶的羟基自由基清除能力和超氧阴离子自由基清除能力。相反地,芦丁和花旗松素等黄酮类成分含量与白茶铁离子还原抗氧化能力呈显著(p<0.05)正相关性。

不同儿茶素对白茶的抗氧化能力影响不一。基于EC、EGC、GCG和EGCG与铁离子还原抗氧化能力、DPPH自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力等抗氧化能力的正相关性,非酯型和酯型儿茶素含量的累积有助于白茶体外抗氧化能力的提升。GC和CG等儿茶素含量影响白茶的ABTS+自由基清除能力,显示出极显著(p<0.01)负相关性(r=-0.633和-0.590)。另外,咖啡碱和茶碱等嘌呤碱含量同样对白茶的抗氧化能力产生一定影响。总之,EC、EGC、ECG、GCG、EGCG、芦丁和花旗松素等酚类成分为白茶的主要抗氧化成分,与铁离子还原抗氧化能力存在一定的正相关性。

3 结论

本研究采用HPLC等方法对18份不同来源白茶中的酚类、嘌呤碱,游离氨基酸、可溶性糖等品质成分进行检测分析。通过PCA等多元统计学分析方法基本能将白茶茶样按照产地进行归类,分为信阳白茶、福鼎白茶和云南白茶。热图分析和单因素方差分析揭示了云南、信阳和福鼎不同产区之间白茶品质成分差异。由于茶树鲜叶原料差异,云南白茶中儿茶素、黄酮类等酚类成分以及咖啡碱等嘌呤碱含量较高。其中,云南白茶中茶多酚、总黄酮、C、EC、EGC、ECG、GCG、芦丁含量均极显著性(p<0.01)高于福鼎白茶或信阳白茶。相对而言,福鼎白茶中游离氨基酸、可溶性糖、GC、CG、没食子酸、槲皮素和山奈酚含量较高。体外抗氧化能力分析显示云南白茶的铁离子还原抗氧化能力、DPPH自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力、羟基自由基清除能力和超氧阴离子自由基清除能力均极显著(p<0.01)高于福鼎白茶和信阳白茶。双变量相关性分析揭示了EC、EGC、ECG、GCG、EGCG、芦丁和花旗松素等酚类成分为白茶中的主要抗氧化成分,显示出其与抗氧化能力的正相关性。本研究借助HPLC等方法初步探明了不同产地白茶中酚类成分与抗氧化能力差异,并通过双变量相关性分析揭示了白茶中的主要抗氧化成分,为白茶等茶叶的产地识别提供了科学依据。

参考文献:

[1]YUE W J,SUN W J,RAO R S P,et al.Non-targeted metabolomics reveals distinct chemical compositions among different grades of Bai Mudan white tea[J].Food Chemistry,2019,277:289-297.

[2]LIU L Y,LIU B,LI J Z,et al.Responses of different cancer cells to white tea aqueous extract[J].Journal of Food Science,2018,83(10):2593-2601.

[3]PASTORIZA S,MESíAS M,CABRERA C,et al.Healthy properties of green and white teas:An update[J].Food&Function,2017,8(8):2650-2662.

[4]DIAS T R,ALVES M G,TOMÁS G D,et al.White tea as a promising antioxidant medium additive for sperm storage at room temperature:A comparative study with green tea[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2014,62(3):608-617.

[5]ZHAO Y,CHEN P,LIN L Z,et al.Tentative identification,quantitation,and principal component analysis of green pu-erh,green,and white teas using UPLC/DAD/MS[J].Food Chemistry,2011,126(3):1269-1277.

[6]WANG Y J,KAN Z P,THOMPSON H J,et al.Impact of six typical processing methods on the chemical composition of tea leaves using a single Camellia sinensis cultivar,Longjing 43[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2019,67(19):5423-5436.

[7]WANG Y,ZHENG P C,LIU P P,et al.Novel insight into the role of withering process in characteristic flavor formation of teas using transcriptome analysis and metabolite profiling[J].Food Chemistry,2019,272:313-322.

[8]CHEN Q C,ZHU Y,DAI W D,et al.Aroma formation and dynamic changes during white tea processing[J].Food Chemistry,2019,274:915-924.

[9]CHEN Q C,SHI J,MU B,et al.Metabolomics combined with proteomics provides a novel interpretation of the changes in nonvolatile compounds during white tea processing[J].Food Chemistry,2020,332:127412.

[10]YANG C,HU Z Y,LU M L,et al.Application of metabolomics profiling in the analysis of metabolites and taste quality in different subtypes of white tea[J].Food Research International,2018,106:909-919.

[11]DAI W D,TAN J F,LU M L,et al.Metabolomics investigation reveals that 8-C N-ethyl-2-pyrrolidinone-substituted flavan-3-ols are potential marker compounds of stored white teas[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2018,66(27):7209-7218.

[12]XU P,CHEN L,WANG Y F.Effect of storage time on antioxidant activity and inhibition on α -Amylase and α -Glucosidase of white tea[J].Food Science&Nutrition,2019,7(2):636-644.

[13]ZHANG D D,WU W H,QIU X H,et al.Rapid and direct identification of the origin of white tea with proton transfer reaction time-offlight mass spectrometry[J].Rapid Communications in Mass Spectrometry,2020,34(20):e8830.

[14]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准食品中水分的测定:GB 5009.3—2016[S].北京:中国标准出版社,2017.National Health and Family Planning Commission of the People's Republic of China.National standards for food safety Determination of moisture in food:GB 5009.3—2016[S].Beijing:Standards Press of China,2017.

[15]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法:GB/T 8313—2018[S].北京:中国标准出版社,2018.State Administration for Market Regulation,Standardization Administration of the People's Republic of China.Determination of total polyphenols and catechins content in tea:GB/T 8313—2018[S].Beijing:Standards Press of China,2018.

[16]WANG Z H,ZHENG C Q,MA C Q,et al.Comparative analysis of chemical constituents and antioxidant activity in tea-leaves microbial fermentation of seven tea-derived fungi from ripened Pu-erh tea[J].LWT-Food Science and Technology,2021,142:111006.

[17]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.茶游离氨基酸总量的测定:GB/T 8314—2013[S].北京:中国标准出版社,2014.General Administration of Quality Supervision,Inspection and Quarantine of the People's Republic of China,Standardization Administration of the People's Republic of China.Tea—Determination of free amino acids content:GB/T 8314—2013[S].Beijing:Standards Press of China,2014.

[18]TONG T,LIU Y J,KANG J,et al.Antioxidant activity and main chemical components of a novel fermented tea[J].Molecules(Basel,Switzerland),2019,24(16):E2917.

[19]ZHOU B X,WANG Z H,YIN P,et al.Impact of prolonged withering on phenolic compounds and antioxidant capability in white tea using LC-MS-based metabolomics and HPLC analysis:Comparison with green tea[J].Food Chemistry,2022,368:130855.

[20]ZHOU B X,MA C Q,WU T T,et al.Classification of raw Pu-erh teas with different storage time based on characteristic compounds and effect of storage environment[J].LWT-Food Science and Technology,2020,133:109914.

[21]ZHOU P,HU O,FU H Y,et al.UPLC-Q-TOF/MS-based untargeted metabolomics coupled with chemometrics approach for Tieguanyin tea with seasonal and year variations[J].Food Chemistry,2019,283:73-82.

[22]YI T,ZHU L,PENG W L,et al.Comparison of ten major constituents in seven types of processed tea using HPLC-DAD-MS followed by principal component and hierarchical cluster analysis[J].LWT-Food Science and Technology,2015,62(1):194-201.

[23]岳文杰,金心怡,陈明杰,等.基于非靶向代谢组学分析白茶室内自然萎凋过程代谢物的变化规律[J].茶叶科学,2021,41(3):379-392.YUE Wenjie,JIN Xinyi,CHEN Mingjie,et al.Analysis of metabolite changes in the natural withering process of Fu'an white tea based on non-targeted metabolomics approach[J].Journal of Tea Science,2021,41(3):379-392.

[24]王子浩,尹鹏,刘威,等.信阳地区栽种的9种茶树品种加工白茶成分及品质分析[J].食品研究与开发,2018,39(6):143-145,168.WANG Zihao,YIN Peng,LIU Wei,et al.Effects on quality and biochemical components of white tea processing from nine varieties of tea plants planted in Xinyang area[J].Food Research and Development,2018,39(6):143-145,168.

[25]蒋宾,鄢远珍,刘琨毅,等.云南和福建白茶差异比较研究[J].西南大学学报(自然科学版),2021,43(4):62-72.JIANG Bin,YAN Yuanzhen,LIU Kunyi,et al.Comparison of the differencebet ween Yunnan and Fujian white tea[J].Journal of Southwest University(Natural Science Edition),2021,43(4):62-72.

Comparison of Quality Components and in vitro Antioxidant Ability of White Tea Samples from Three Production Areas

ZHANG Jie1,2,WANG Shan1,2,REN Xiao-ying3,MA Bing-song4,5,WANG Guang-ming1*,MA Cun-qiang5*
(1.School of Tea Science,Xinyang Agriculture and Forestry University,Xinyang 464000,Henan,China;2.Henan Key Laboratory of Tea Comprehensive Utilization in South Henan,Xinyang Agriculture and Forestry University,Xinyang 464000,Henan,China;3.Liaocheng Senior Financial Vocational School,Liaocheng 252000,Shandong,China;4.College of Tea,Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,Yunnan,China;5.College of Horticulture,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,Jiangsu,China)

Abstract:High performance liquid chromatography (HPLC)was employed to determine the content of quality components including 8 catechins,6 flavonoids,2 phenolic acids,1 hydrolyzed tannin,and 3 purine alkaloids and other quality components in 18 white tea samples collected from 3 production areas.Additionally,the ferric ion reducing power and the DPPH,ABTS+,hydroxyl,and superoxide anion free radical scavenging activities of white tea samples were determined.The principal component analysis classified the white tea samples into Xinyang white tea,Fuding white tea,and Yunnan white tea groups according to the production areas.The heatmap analysis and one-way analysis of variance revealed that the content of catechins,flavonoids,gallic acid,and purine alkaloids varied among the white tea samples from different production areas.Because of the differences in fresh tea leaves,Yunnan white tea had the(+)-catechin(C),(-)-epicatechin(EC),(-)-epigallocatechin (EGC),(-)-epicatechin gallate (ECG),(-)-gallocatechin gallate(GCG),rutin,caffeine,and theobromine content of 4.82,16.46,36.30,29.69,4.95,3.18,42.97 mg/g,and 1.79 mg/g,respectively,which was significantly higher than that in Xinyang white tea or Fuding white tea about.The Fuding white tea had the highest content of free amino acids,soluble sugars,(+)-gallocatechin (GC),(-)-catechin galllate(CG),gallic acid,quercetin,and kaempferol.The in vitro antioxidant capacity of Yunnan white tea was higher than that of Xinyang white tea and Fuding white tea(p<0.01).The bivariate correlation analysis confirmed that phenolic components,such as EC,EGC,ECG,GCG,(-)-epigallocatechin gallate (EGCG),rutin,and taxifolin,were the main antioxidants in white tea.

Key words:white tea;production areas;catechins;antioxidant activity;rutin

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2023.08.025

基金项目:河南省科技攻关项目(212102110117);信阳农林学院茶学科科技创新团队项目(XNKJTD-003);国家重点研发计划项目(2021YFD1601103)

作者简介:张洁(1982—),女(汉),讲师,硕士,研究方向:茶叶资源开发与经营管理。

*通信作者:王广铭(1970—),男,副教授,硕士,研究方向:茶树资源开发利用;马存强(1988—),男,助教,博士研究生,研究方向:茶叶微生物发酵与理化成分分析。

引文格式:

张洁,王杉,任小盈,等.3个不同产地白茶品质成分与体外抗氧化能力比较[J].食品研究与开发,2023,44(8):170-176.

ZHANG Jie,WANG Shan,REN Xiaoying,et al.Comparison of Quality Components and in vitro Antioxidant Ability of White Tea Samples from Three Production Areas[J].Food Research and Development,2023,44(8):170-176.

加工编辑:王艳

收稿日期:2022-02-12