茶树紫色芽叶精细化利用基础研究

【摘要】： 茶树紫色芽叶是一种特色茶叶资源，紫色芽叶中的儿茶素和花青素含量较高是其内含成分特征的重要特征，这类成分具有清除自由基、抗氧化等多种生物活性，在食品、保健品、化妆品及医药等领域具有广泛的应用前景。本论文借鉴现有相关研究成果，运用茶叶生物化学、制茶学和天然产物化学等多学科的理论和原理，基于茶树紫色芽叶特征内含成分的化学特性与生物活性，开展茶树紫色芽叶的精细化利用研究。 论文首先观测了茶树紫色芽叶的发生状况。实验结果表明，茶树紫色芽叶的发生存在株间差异和季节性，紫色芽叶主要出现在夏秋季节，与生产实际情况一致。紫色芽叶的发生率与花青素含量、光照以及气温的关系密切。茶树紫色芽叶的发生率与月累计光照时数、月均温以及花青素含量呈正相关，相关系数分别为0.7387、0.9328和0.9554。 论文进一步研究茶树紫色芽叶内含成分的特征。生化成分的分析结果表明，儿茶素和花青素含量较高是茶树紫色芽叶内含成分的特征，分别为132.97±7.32 mg╱g和1.14±0.05％。采用薄层层析-柱层析方法，结合紫外-可见扫描、颜色反应等检测手段，对花青素组分进行分离、鉴定，初步鉴定出一种花青素组分——飞燕草色素。采用阈值法，研究了茶树紫色芽叶的呈味特征，实验结果表明，儿茶素和花青素含量较高，苦涩味指数高是茶树紫色芽叶滋味苦涩的主要原因。对茶树紫色芽叶呈色特征的研究结果表明，花青素是茶树紫色芽叶在酸性溶液条件下呈红色的主要原因。 为了更好地认识茶树紫色芽叶的精细化利用价值，论文系统研究了茶树紫色芽叶及其内含特征成分的抗氧化活性，并采用化学软件模拟计算了成分的抗氧化能力。实验结果表明，茶树紫色芽叶内含特征成分对超氧自由基、羟自由基和脂质自由基三种氧自由基均有不同程度的清除作用，根据IC_(50)值，清除作用具有一致性，大小顺序均为：儿茶素提取物＞紫色芽叶水浸出物＞绿色芽叶水浸出物＞花青素提取物。化学软件模拟计算的结果从理论上证实了茶树紫色芽叶中儿茶素类成分的抗氧化能力强于花青素类组分，这与实验结果相一致。同时，论文研究了茶树紫色芽叶内含特征成分与酪蛋白的络合作用，实验结果表明，茶树紫色芽叶及其特征内含成分对酪蛋白均有不同程度的络合作用，根据相对沉淀率值(R_A)，络合作用的大小顺序为：儿茶素提取物＞紫色芽叶水浸出物＞绿色芽叶水浸出物＞花青素提取物。这预示着可以利用这种络合反应原理，在技术上采用添加食用蛋白质的方式，从而降低或抑制紫色芽叶的苦涩味。 基于对茶树紫色芽叶及其特征内含成分的含量、呈色特性、抗氧化活性以及蛋白质络合作用的活性研究结果，论文进一步提出了茶树紫色芽叶精细化利用主要技术途径，并开展了应用实验研究。研究表明，茶树紫色芽叶及其特征内含成分均具有较强的抗猪油氧化的作用，并明显高于V_C、V_E、BHA和BHT。紫色芽叶水浸出物的抗氧化能力分别是V_C、V_E、BHA和BHT的9.4、5.1、2.5和2.9倍；根据对猪油过氧化的抑制率，试样抗氧化能力的大小顺序为：儿茶素提取物＞儿茶素、花青素混合物＞紫色芽叶水浸出物＞花青素提取物。这表明了儿茶素和花青素两类成分共同作用构成了紫色芽叶的抗氧化能力，即使不将它们从紫色芽叶中提取分离出来，它们的抗氧化活性仍可以充分表现出来，这预示着紫色芽叶可以作为天然抗氧化剂直接利用。采用二次通用旋转组合设计，建立数学模型，研究了茶树紫色芽叶水浸出物与维生素C、E的协同抗氧化作用，并采用频度分析，得出清除超氧自由基和羟自由基的复配组合：当紫色芽叶的用量为：0.169～0.205(mg)，V_C的用量为：2.494～2.523(mg)，V_E的用量为：0.667～0.738(mg)时，对两种氧自由基的清除率可在80％以上。 在制茶过程中加入酪蛋白(100mg╱50g干茶)可以达到降低茶树紫色芽叶苦涩味，改善茶叶品质的目的。用紫色芽叶所制红茶浓缩液的呈红色能力较绿色芽叶所制红茶浓缩液强，清澈明亮。在pH2～6范围内，呈色稳定，光照不会使其褪色，对食盐、柠檬酸和蔗糖有一定的抵抗力，100℃高温处理1h不会对颜色产生影响，实验结果表明，紫色芽叶所制红茶浓缩液可以满足冰红茶饮料的要求。 本论文的研究结果，为茶树紫色芽叶资源的利用提供了理论基础，并提出了应用的技术途径。该研究对丰富茶叶精深加工学的内容具有重要的理论意义，对指导特色茶树资源利用工作具有实用价值。