刺梨叶茶的品质分析及功能研究

穆 先1,2,涂 青1,2,陈秋慧1,2,卢红梅1,2,杨双全3,陈 莉1,2*

(1.贵州大学 酿酒与食品工程学院 贵州省发酵工程与生物制药重点实验室,贵州 贵阳 550025;2.贵州大学 化学与化工学院,贵州 贵阳 550025)

摘 要:以刺梨树春季嫩叶为原料,采用3种传统工艺分别制备得到刺梨叶绿茶、红茶、白茶,并对其进行品质分析及功能研究。采用感官评价结合模糊数学评价,通过层次分析(AHP)法确定多酚、黄酮、感官评分权重,计算刺梨叶茶的综合评分,并对刺梨叶茶的抗氧化能力和体外降血糖能力进行分析。结果表明,3种刺梨叶茶的综合评价为刺梨叶绿茶(19.26)>刺梨叶白茶(16.96)>刺梨叶红茶(12.57)。以市售荷叶茶为对照,抗氧化能力的测试中,3种刺梨叶茶及荷叶茶的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS)、羟基自由基清除率及铁还原能力分别为刺梨叶绿茶89.84%、97.96%、76.24%、0.910;刺梨叶红茶87.35%、67.63%、62.32%、0.573;刺梨叶白茶83.60%、75.89%、60.05%、0.531;荷叶茶66.94%、56.31%、98.35%、0.180。降血糖功能研究中,3种刺梨叶茶及荷叶茶的α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶活性抑制率分别为刺梨叶绿茶96.57%、21.75%;刺梨叶红茶89.90%、23.11%;刺梨叶白茶92.52%、22.97%;荷叶茶92.05%、18.82%。综上,3种刺梨叶茶的相关指标基本都优于市售荷叶茶,表明其具有较好的抗氧化能力和降血糖能力,其中刺梨叶绿茶的效果最好。

关键词:刺梨叶茶;层次分析法;品质分析;抗氧化能力;降血糖能力

刺梨是中国特有的水果,富含维生素、有机酸、多种氨基酸及十余种对人体有益的微量元素[1-2],还含有多酚、三萜类、甾醇等生物活性成分,其中的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、维生素C(vitamin C,VC)、维生素P(vitamin P,VP)含量均为世界所有已知水果之首,被称作“三王圣果”[3],其花、叶、果、籽均可食用及入药[4],具有很高的营养价值和医疗价值。研究表明,刺梨叶中含有多酚、多糖、黄酮、VC、氨基酸、甾醇、三萜、SOD等生物活性成分,其VC含量甚至高于草莓、芒果、桃、番茄等园艺作物[5]。刺梨叶还含有较高的谷氨酸和亮氨酸,相较于花瓣和果实,刺梨叶片中必需氨基酸的含量更均衡,另外刺梨叶片平均黄酮苷含量是果实含量的3倍左右[6-7],具有较好的抗氧化、调节糖代谢与脂代谢、抗炎抑菌等功能[8-10],其开发利用潜力巨大。

随着人们健康意识的增强、具有各种保健功效的代用茶逐渐受到消费者的关注和喜爱,这也促进了茶产业的发展[11]。目前市场上的代用茶主要具有抗氧化、减肥、抗病毒、降血糖、降血脂等保健功能[12-14]。刺梨叶无毒无害、绿色天然,具有多种保健作用,且价格低廉,具有很好的产品开发价值。贵州山区的人们一直有用刺梨鲜叶炒青干制成茶冲泡饮用的习惯,冲泡的茶品香气宜人,鲜爽适口,目前关于刺梨茶的制备及功效方面的研究少有报道。本研究旨在按传统工艺制备出刺梨叶绿茶、红茶、白茶并进行品质功能分析,以期为刺梨叶产品的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

刺梨叶:采自贵州省龙里县某刺梨种植基地的刺梨树春季嫩叶;荷叶茶(属于草药茶,由荷叶制成):市售。

1.1.2 试剂

浓硫酸、盐酸(均为分析纯):重庆市川东化工有限公司;氢氧化钠(分析纯):重庆茂业化学试剂有限公司;无水碳酸钠、硼酸、硫酸亚铁(均为分析纯):天津市永大化学试剂有限公司;硝酸铝、亚硝酸钠、亚甲基蓝、磷酸氢二钠(均为分析纯):天津市科密欧化学试剂有限公司;无水乙醇(分析纯):天津市富宇精细化工有限公司;没食子酸(纯度>98%):长沙升阳化工材料有限公司;芦丁(纯度>98%)、2,2′-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),ABTS)(均为分析纯):北京索莱宝科技有限公司;甲基红(分析纯):天津市光复科技发展有限公司;硫酸钾、铁氰化钾、过硫酸钾(均为分析纯):成都金山化学试剂有限公司;氢氧化钾(分析纯):江苏强盛功能化学股份有限公司;磺基水杨酸(分析纯):上海试剂一厂;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)(分析纯):梯希爱化成工业发展有限公司;抗坏血酸(分析纯):上海试四赫维化工有限公司;双氧水(分析纯):天津市致远化学试剂有限公司;磷酸二氢钠(分析纯):天津市优普化学试剂有限公司;三氯乙酸(分析纯):国药集团化学试剂有限公司;三氯化铁(分析纯):天津市大茂化学试剂厂;α-葡萄糖苷酶(酶活50 U/mg):上海源叶生物科技有限公司;对硝基苯基-α-D-葡萄糖吡喃苷(p-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside,pNPG):上海易恩化学技术有限公司。

1.2 仪器与设备

HH-b恒温鼓风干燥箱:上海琅玕实验设备有限公司;6CHP-540圆斗烘焙机:贵州双木农机有限公司;BON-1(6)蒸汽发生器:温州市鹿城江心服装机械有限公司;G80F23 CN1P-G5(S0)微波炉:广东格兰仕微波炉电器制造有限公司;SX2-25-10箱式电阻炉:龙口市电炉制造厂;KH-700V型超声波清洗器:昆山禾创超声仪器有限公司;L-8800 氨基酸自动分析仪:日立公司;JK9870全自动凯氏定氮仪:上海仪电分析仪器有限公司;722S可见分光光度计:上海菁华科技仪器有限公司;TG16-WS台式高速离心机:湖南湘仪试验室仪器开发有限公司;722s型可见分光光度计、恒温水浴锅:天津市泰斯特仪器有限公司;THZ-92C台式恒温振荡器:上海浦东光学仪器厂;FA2004N精密电子天平:上海菁海仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 刺梨叶茶制备工艺及操作要点

(1)刺梨叶绿茶

刺梨叶→萎凋→杀青→揉捻→干燥→刺梨叶绿茶

操作要点:

将采集于贵州龙里某刺梨基地的新鲜刺梨叶均匀的摊薄于竹篾上进行萎凋,厚度约为3~5 cm,刺梨叶失水萎谢达到要求后(室内或者阴天,约14~16 h),使用微波炉进行微波杀青(功率800 W),杀青时间为3 min,至刺梨叶无明显青味后放入竹篾揉捻,揉捻至叶片稍有汁水溢出(约15 min),然后在80 ℃条件下烘干至水分含量<10%,烘干后茶叶装袋密封,于4 ℃冰箱保存备用。

(2)刺梨叶红茶

刺梨叶→萎凋→揉捻→发酵→干燥→刺梨叶红茶操作要点:

将采集于贵州龙里某刺梨基地的新鲜刺梨叶均匀的摊薄于竹篾上进行萎凋,厚度约为3~5 cm,刺梨叶失水萎谢达到要求后(约14~16 h),揉捻至叶片稍有汁水溢出(约15 min),将揉捻后的茶叶放入发酵室内进行发酵(温度为22~26 ℃,相对湿度为90%以上,发酵时间为2~4 h),发酵至刺梨叶片变至紫红色,停止发酵,在80 ℃条件下烘干至水分含量<10%,烘干后茶叶装袋密封,于4 ℃冰箱保存备用。

(3)刺梨叶白茶

刺梨叶→自然萎凋→干燥→刺梨叶白茶

操作要点:

将采集于贵州龙里某刺梨基地的新鲜刺梨叶均匀的摊薄于竹篾上,厚度约为3~5 cm,放置于阴凉通风处自然萎凋,不可翻动。当茶叶干燥程度达到70%~80%时,用烘干机在100~120 ℃条件下烘干10 min,摊凉15 min,再80 ℃烘干至水分含量<10%。烘干后茶叶装袋密封,于4 ℃冰箱保存备用。

1.3.2 刺梨叶茶感官评价

由10名具有专业背景的感官评价人员按照相应的感官评价标准表对刺梨叶绿茶、刺梨叶红茶、刺梨叶白茶进行感官评价,冲泡方式参考GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》,分别从外观、汤色、香气、滋味4个方面进行等级评价,刺梨叶绿茶感官评分标准表见表1,刺梨叶红茶感官评分标准表见表2,刺梨叶白茶感官评分标准表见表3。

表1 刺梨叶绿茶感官评分标准
Table 1 Sensory scoring criteria for Rosa roxburghii Tratt.leaves green tea

项目 等级 评语 分数/分外观(10分)汤色(30分)香气(30分)茶袋质量优、包装规范茶袋质量较优,包装较规范茶袋质量较差,包装不规范、有欠缺黄绿,明亮清澈杏黄,较明亮深黄欠明亮,浑浊愉悦,具有明显的刺梨叶香气较愉悦,具有较明显的的刺梨叶香气熟闷,有青味,刺梨叶香气寡淡或有异味滋味(30分)一等二等三等一等二等三等一等二等三等一等二等三等醇和顺滑较醇和,较顺滑浓涩或青涩7~10 4~6 1~3 21~30 11~20 1~10 21~30 11~20 1~10 21~30 11~20 1~10

表2 刺梨叶红茶感官评分标准
Table 2 Sensory scoring criteria for Rosa roxburghii Tratt.leaves black tea

项目 等级 评语 分数/分外观(10分)汤色(30分)香气(30分)滋味(30分)一等二等三等一等二等三等一等二等三等一等二等三等茶袋质量优、包装规范茶袋质量较优,包装较规范茶袋质量较差,包装不规范、有欠缺橙红或红,明亮清澈尚红,较明亮尚红欠亮,有浑浊愉悦,有纯正香气较愉悦,香气较淡香气不纯,有杂味甘醇浓厚尚醇厚浓涩或青涩7~10 4~6 1~3 21~30 11~20 1~10 21~30 11~20 1~10 21~30 11~20 1~10

表3 刺梨叶白茶感官评分标准
Table 3 Sensory scoring criteria for Rosa roxburghii Tratt.leaves white tea

项目 等级 评语 分数/分外观(10分)汤色(30分)香气(30分)一等二等三等一等二等三等一等二等三等茶袋质量优、包装规范茶袋质量较优,包装较规范茶袋质量较差,包装不规范、有欠缺杏黄,明亮清澈黄绿,较明亮深黄欠亮,有浑浊愉悦,有纯正香气香气较淡香气不纯,有杂味7~10 4~6 1~3 21~30 11~20 1~10 21~30 11~20 1~10

续表

项目 等级 评语 分数/分滋味(30分)一等二等三等清醇鲜爽尚清醇,较鲜爽浓涩或青涩21~30 11~20 1~10

1.3.3 刺梨叶茶模糊数学感官评价与综合评价

感官审评是指利用人的味觉器官来感知分析呈味物质的感官特性[15]。通常是根据感官评价标准对产品进行评分,而审评人员易受到个人主观因素和外界客观因素的干扰,因此审评人员成为影响感官审评结果的关键因素[16]。模糊数学法是指用于感官评价的数学方法,能够将复杂的感官因素抽象化为具体数字,从而有利于食品感官质量的评价。模糊数学法的评价过程大致为:一是依据食品的特点确定评价标准,包括评定指标(如色泽、香气、滋味和外观等)、等级评定的评语;二是确定各评定指标的权重,权重总和为1;三是进行结果统计,对统计的评价结果进行模糊矩阵分析[17]。模糊数学评价法可以构建感官因素与评价指标间的数学关系,减少评价主体间的感官误差,使得评价结果更为科学和客观,各指标的权重直接关系到评价结果的正确性[15]

多指标权重确定:采用综合评价体系,各指标所占权重比例由课题组评定得出。功效成分决定了产品的食用价值及产品品质,而感官评分决定了口感及观赏性。从原料功效成分结果来看,刺梨叶茶中总多酚含量较高,为尽可能多的保留产品中的总多酚含量,将总黄酮、感官评分相对于多酚的重要程度分别设为0.6、0.2,感官评分相对于总黄酮的重要程度设为0.4。通过SPSSAU软件采用层次分析法(analytic hierarchyprocess,AHP)对该权重设定进行验证,各指标成分的评分标准见表4,指标两两比较判断矩阵见表4。

表4 各层次评分标准
Table 4 Each level scoring criteria

对比打分 相同重要程度0.2 0.4 0.6 0.8 1.0稍微重要一般重要比较重要确实重要绝对重要

测定刺梨叶绿茶、刺梨叶红茶、刺梨叶白茶的总多酚、总黄酮的含量,并结合感官评价进行权重分析,计算各自综合得分。

1.3.4 刺梨叶茶抗氧化能力测定

(1)DPPH自由基清除率的测定

参照文献[18]的方法并稍作改动:配制质量浓度分别为0.1 mg/mL、0.2 mg/mL、0.4 mg/mL、0.6 mg/mL、0.8 mg/mL、1.0 mg/mL的样品水提液,吸取1 mL样品溶液于具塞试管中,随后加入3 mL 0.2 mmol/L用体积分数75%的乙醇配制的DPPH溶液,振荡摇匀,避光反应30 min,测定吸光度值A1;以无水乙醇代替DPPH溶液测定吸光度值A2;以无水乙醇代替样品溶液测定吸光度值A0;用无水乙醇调零,在波长517 nm处测定吸光度值,以抗坏血酸作阳性对照。每组试验做3个平行。DPPH自由基清除率计算公式如下:

(2)羟基自由基清除率的测定

参照文献[19]的方法并稍作改动:配制质量浓度分别为1 mg/mL、2 mg/mL、4 mg/mL、6 mg/mL、8 mg/mL的样品溶液,取1 mL样品,加入1.0 mL 0.9 mmol/L FeSO4,1 mL 9.0 mmol/L水杨酸-乙醇溶液,1 mL 30g/mL双氧水溶液,于37 ℃条件下反应30 min,在波长510 nm处测定吸光度值,以抗坏血酸作阳性对照。每组试验做3个平行。羟基自由基清除率计算公式如下:

(3)ABTS自由基清除率的测定

参照文献[20]的方法并稍作改动:配制质量浓度分别为0.04 mg/mL、0.05 mg/mL、0.06 mg/mL、0.07 mg/mL、0.08 mg/mL的样品溶液。将7 mmol/L ABTS与2.45 mmol/L过硫酸钾等体积混合,室温条件下避光放置16 h后得母液待用。利用无水乙醇将母液在波长734 nm处吸光度值调节至0.70(±0.02)得到ABTS工作液。取1 mL样品,加入4 mL ABTS工作液,振荡混匀,避光反应15 min,测定吸光度值A1;以无水乙醇溶液代替ABTS工作液测定吸光度值A2;以无水乙醇代替样品溶液测定吸光度值A0;用无水乙醇溶液调零,于波长734 nm处测定吸光度值,以抗坏血酸作阳性对照。每组试验做3个平行。ABTS自由基清除率计算公式如下:

(4)铁离子还原力的测定

参照文献[21]的方法并稍作改动:配制质量浓度分别为0.1 mg/mL、0.2 mg/mL、0.3 mg/mL、0.4 mg/mL、0.5 mg/mL、0.6 mg/mL的样品溶液,取1 mL样品,加入2.5 mL 0.2 mol/L磷酸盐缓冲液(pH6.6),2.5 mL10g/mL铁氰化钾溶液,50 ℃水浴反应20 min,加入2.5 mL10%三氯乙酸溶液,摇匀,3 000 r/min离心10 min,取2.5 mL上清液,加2.5 mL蒸馏水和0.5 mL 1 g/L三氯化铁溶液,混匀,以去离子水为空白,在波长700 nm处测定吸光度值,以抗坏血酸作阳性对照。吸光度值越大,还原力能力就越强。每组试验做3个平行。

1.3.5 刺梨叶茶体外降血糖能力测定

(1)α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定

参照文献[22-23]的方法并稍作改动:配制质量浓度分别为0.5mg/mL、1.0mg/mL、2.0mg/mL、4.0mg/mL、6.0mg/mL、8.0 mg/mL的样品液,取0.1 mL样品液,加入0.1 mL 0.5 U/mL α-葡萄糖苷酶溶液充分混合,37 ℃条件下水浴10 min,加入0.1 mL 5 mmol/L pNPG溶液和400 μL 0.1 mol/L磷酸盐缓冲溶液(phosphate buffer saline,PBS)(pH6.8),37 ℃条件下孵育30 min,最后加入1 mL 1 mol/L碳酸钠终止反应,在波长405 nm处测定吸光度值。试剂均用pH 6.8 0.1 mol/L磷酸缓冲盐溶液配制,以阿卡波糖作阳性对照。α-葡萄糖苷酶抑制率计算公式如下:

式中:A0为缓冲液代替样品液的吸光度值;A1为样品液与试剂的吸光度值;A2为样品溶液本身的吸光度值,以缓冲液代替α-葡萄糖苷酶液。

(2)α-淀粉酶抑制活性的测定

参照文献[24]的方法并稍作改动:配制质量浓度分别为0.5 mg/mL、1 mg/mL、2 mg/mL、4 mg/mL、6 mg/mL的样品溶液,取样品液0.25 mL,加入0.5 mL1%可溶性淀粉(热水溶解)、0.5 mL 1%α-淀粉酶液(1 U/mL,pH 6.8),37 ℃水浴30 min,再加入1 mL 4%NaOH溶液和1 mL 3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)试剂,在波长540 nm处测定吸光度值,以阿卡波糖作阳性对照。α-淀粉酶抑制率计算公式如下:

式中:A0为缓冲液代替样品提取液的吸光度值;A1为样品液与试剂的吸光度值;A2为样品溶液本身的吸光度值,以缓冲液代替α-淀粉酶液。

1.3.6 数据处理和分析

每组试验进行3次平行。采用SPSS 26、Excel 2010、SPSSAU软件进行数据分析,采用Origin 2021作图。

2 结果与分析

2.1 刺梨叶茶感官评价结果分析

2.1.1 刺梨叶茶感官评价结果

2.1.2 模糊数学感官评价结果

设定4个因素评价因素集为:U=[外观汤色香气滋味]=[U1 U2 U3 U4],评价等级集为:V=[一等二等三等]=[V1 V2 V3],4个因素评价权重集为:X=[0.1 0.3 0.3 0.3]。由表5可知,10位感官评价人员对刺梨叶绿茶样品的外观进行评价时,一等为10票,二等为0票,三等为0票,比率分别为1,0,0,因此可以得出刺梨叶绿茶样品的外观评价指标为U1=[1 0 0],同理可以得出刺梨叶绿茶样品的汤色评价指标为U2=[0 1 0],刺梨叶绿茶样品的香气评价指标为U3=[0.4 0.6 0],刺梨叶绿茶样品的滋味评价指标为U4=[0.1 0.7 0.2],构建出刺梨叶绿茶样品模糊感官评价的模糊关系矩阵,令:

表5 刺梨叶茶感官评价结果
Table 5 Sensory evaluation results of Rosa roxburghii Tratt.leaves tea

刺梨叶绿茶评价指标信息指标 权重 指标等级刺梨叶红茶刺梨叶白茶10 10 10外观0.1汤色0.3 00 01香气0.3滋味0.3一等二等三等一等二等三等一等二等三等一等二等三等00 460172 00640550442 00370550172

由此可以构建出刺梨叶红茶样品模糊感官评价的模糊关系矩阵R2、刺梨叶白茶样品模糊感官评价的模糊关系矩阵R3分别为:

之后进行模糊综合评判,令集合B=X×R可得各个刺梨叶茶样品的模糊综合评判矩阵如下:

B1=[0.25 0.69 0.06]

B2=[0.55 0.39 0.06]

B3=[0.37 0.57 0.06]

设定评价等级分值为K=[9 6 3],令集合T=B×K,可得出各个刺梨叶茶样品的模糊数学感官评分分别为:刺梨叶绿茶T1=6.57分,刺梨叶红茶T2=7.47分,刺梨叶白茶T3=6.93分。

2.2 层次分析法确定多重指标权重

通过SPSSAU软件的层次分析结果表明,最大特征值为3.004,一致性指标(consistency index,CI)值为0.002,随机一致性指标(random index,RI)值为0.52,随机一致性比率CR(CI/RI)=0.004<0.1,权重系数有效合理,确定总多酚、总黄酮、感官评分权重系数分别为56.242%、31.785%、11.973%,可用于确定刺梨叶茶综合评价。层次分析结果见表6,一致性检验结果见表7。

表6 层次分析结果
Table 6 Analytic hierarchy process analysis results

项目 特征向量 权重值/% 最大特征值 CI值总多酚总黄酮感官评分1.687 0.954 0.359 56.242 31.785 11.973 3.004 0.002

表7 一致性检验结果
Table 7 Consistency test results

最大特征根 CI值 RI值 CR值 一致性检验结果3.004 0.002 0.520 0.004 通过

2.3 3种刺梨叶茶的综合评价结果

经测定,刺梨叶红茶的总多酚、总黄酮含量分别为14.19 mg/g、12.03 mg/g,刺梨叶白茶的总多酚、总黄酮含量分别为19.67 mg/g、16.05 mg/g,刺梨叶绿茶的总多酚、总黄酮含量分别为22.78 mg/g、17.80 mg/g。综合模糊数学感官评价结果,可计算得出,刺梨叶红茶的感官评分最高,刺梨叶绿茶的总多酚、总黄酮含量最高。刺梨叶绿茶综合评价最高,为19.26;刺梨叶红茶综合评价为12.57;刺梨叶白茶综合评价为16.96。

2.4 抗氧化能力分析

2.4.1 3种刺梨叶茶对DPPH自由基清除作用

3种刺梨叶茶及荷叶茶对DPPH自由基的清除作用见图1。

图1 3种刺梨叶茶及荷叶茶(A)及抗坏血酸(B)对DPPH自由基清除作用的影响
Fig.1 Effects of three types of Rosa roxburghii Tratt.leaves tea and lotus leaf tea (A) and ascorbic acid (B) on DPPH free radical clearance

由图1可知,3种刺梨叶茶及荷叶茶均对DPPH自由基具有一定的清除作用,在一定的浓度范围内,4种样品的DPPH自由基清除率均随浓度升高而上升。在样品质量浓度为0.1~1.0 mg/mL范围内,刺梨叶绿茶、红茶、白茶及荷叶茶的DPPH自由基清除率分别为60.77%~89.84%、33.32%~87.35%、30.43%~83.60%、25.98%~66.94%;其中在样品质量浓度为0.1~0.4 mg/mL范围内,刺梨叶绿茶、刺梨叶红茶、刺梨叶白茶清除率增幅明显。

3种刺梨叶茶及荷叶茶、抗坏血酸的DPPH自由基清除率IC50值由低到高为抗坏血酸(0.015 mg/mL)<刺梨叶绿茶(0.039 mg/mL)<刺梨叶红茶(0.159 mg/mL)<刺梨叶白茶(0.171 mg/mL)<荷叶茶(0.475 mg/mL),可知3种刺梨叶茶的DPPH自由基清除能力均优于市售的荷叶茶。

2.4.2 3种刺梨叶茶对羟基自由基清除作用

3种刺梨叶茶及荷叶茶对羟基自由基的清除作用见图2。

图2 3种刺梨叶茶及荷叶茶(A)及抗坏血酸(B)对羟基自由基清除作用的影响
Fig.2 Effects of three types of Rosa roxburghii Tratt.leaves tea and lotus leaf tea (A) and ascorbic acid (B) on hydroxyl free radical clearance

由图2可知,3种刺梨叶茶及荷叶茶均对羟基自由基具有一定的清除作用,在一定的浓度范围内,4种样品的羟基自由基清除率均随浓度升高而上升。在样品质量浓度为1.0~8.0 mg/mL范围内,刺梨叶绿茶、红茶、白茶及荷叶茶的羟基自由基清除率范围为21.88%~76.24%、17.69%~62.32%、16.38%~60.05%、4.41%~56.31%。

3种刺梨叶茶及荷叶茶、抗坏血酸的羟基自由基清除率IC50值由低到高分别为抗坏血酸(0.168mg/mL)<刺梨叶绿茶(3.096 mg/mL)<刺梨叶红茶(4.720 mg/mL)<刺梨叶白茶(5.511 mg/mL)<荷叶茶(6.999 mg/mL),可知3种刺梨叶的羟基自由基清除能力均优于市售的荷叶茶。

2.4.3 3种刺梨叶茶对ABTS自由基清除作用

3种刺梨叶茶及荷叶茶对ABTS自由基清除作用见图3。

图3 3种刺梨叶茶及荷叶茶(A)及抗坏血酸(B)对ABTS自由基清除作用的影响
Fig.3 Effects of three types of Rosa roxburghii Tratt.leaves tea and lotus leaf tea (A) and ascorbic acid (B) on ABTS free radical clearance

由图3可知,3种刺梨叶茶及荷叶茶均对ABTS自由基具有一定的清除作用,在一定的浓度范围内,4种样品的ABTS自由基清除率均随浓度升高而上升。在样品质量浓度为0.04~0.08 mg/mL范围内,刺梨叶绿茶、红茶、白茶及荷叶茶的ABTS自由基清除率范围为63.58%~97.96%、38.32%~67.63%、37.57%~75.89%、28.41%~98.35%。3种刺梨叶茶及荷叶茶、抗坏血酸的ABTS自由基清除率IC50值由低到高分别为抗坏血酸(0.016 mg/mL)<刺梨叶绿茶(0.036 mg/mL)<荷叶茶(0.048 mg/mL)<刺梨叶白茶(0.051 mg/mL)<刺梨叶红茶(0.053 mg/mL),可知刺梨叶绿茶ABTS自由基清除能力优于市售的荷叶茶,刺梨叶红茶、刺梨叶白茶的ABTS自由基清除能力弱于市售的荷叶茶。

2.4.4 3种刺梨叶茶的铁还原力

3种刺梨叶茶及荷叶茶的铁还原能力见图4。

图4 3种刺梨叶茶及荷叶茶(A)及抗坏血酸(B)的铁还原能力
Fig.4 Iron reducing capacity of three types of Rosa roxburghii Tratt.leaves tea and lotus tea (A) and ascorbic acid (B)

铁还原力是用来评价抗氧化能力的一项重要指标,其还原力与吸光度值成正比,在波长700 nm处的吸光度值越高,还原力就越强。由图4可知,随着样品浓度的不断增加,样品的吸光度值也不断增大。在样品质量浓度为0.1~0.6 mg/mL范围内,刺梨叶绿茶、红茶、白茶及荷叶茶、抗坏血酸的最大吸光度值分别为0.910、0.573、0.531、0.180、1.716。由此可知,3种刺梨叶的铁还原能力均优于市售的荷叶茶。

2.5 体外降血糖能力分析

2.5.1 3种刺梨叶茶对α-葡萄糖苷酶抑制作用

α-葡萄糖苷酶可促进食物中碳水化合物分解成单糖,使血糖升高,抑制α-葡萄糖苷酶的活性,可改善血糖水平[25]。3种刺梨叶及荷叶茶对α-葡萄糖苷酶抑制能力见图5。

图5 3种刺梨叶茶及荷叶茶(A)及阿卡波糖(B)对α-葡萄糖苷酶抑制作用的影响
Fig.5 Effect of three kinds of Rosa roxburghii Tratt.leaves tea and lotus leaf tea (A) and acarbose (B) on α-glucosidase inhibition

由图5可知,3种刺梨叶均α-葡萄糖苷酶有较好的抑制作用。在样品质量浓度0.5~8.0 mg/mL范围内,刺梨叶绿茶、红茶、白茶、荷叶茶的α-葡萄糖苷酶抑制率范围为88.68%~96.57%、71.98%~89.90%、85.06%~92.52%、18.81%~92.05%。刺梨叶绿茶、刺梨叶红茶、荷叶茶对α-葡萄糖苷酶活性抑制率IC50值分别为0.005 mg/mL、0.064 mg/mL、1.521 mg/mL,而刺梨叶白茶和阿卡波糖的过小,计算其IC50值无意义。由此可知,3种刺梨叶的α-葡萄糖苷酶能力均优于市售的荷叶茶,其中刺梨叶白茶的效果最好。

2.5.2 α-淀粉酶抑制活性的分析

通过抑制淀粉的消化,可以减少葡萄糖的形成和利用,以此减少机体对葡萄糖的吸收,避免血糖水平的升高[26]。3种刺梨叶及荷叶茶对α-淀粉酶抑制能力见图6。

图6 3种刺梨叶茶及荷叶茶(A)及阿卡波糖(B)对α-淀粉酶活性抑制作用的影响
Fig.6 Effect of three kinds of Rosa roxburghii Tratt.leaves tea and lotus leaf tea (A) and acarbose (B) on α-amylase inhibition

由图6可知,在样品质量浓度0.5~6.0 mg/mL范围内,刺梨叶绿茶、红茶、白茶及荷叶茶的α-淀粉酶抑制率范围为15.70%~21.75%、14.34%~23.11%、15.14%~22.97%、11.35%~18.82%。随着样品浓度的增加,α-淀粉酶抑制率抑制率增加并不明显,且都低于25%,所以不计算IC50值。从整体来看,虽然各样品都对α-淀粉酶抑制作用弱,但3种刺梨叶的α-淀粉酶抑制能力还是稍好于市售的荷叶茶。

综上可知,3种刺梨叶对α-葡萄糖苷酶的抑制作用强于对α-淀粉酶的抑制作用,且都优于市售的荷叶茶,这表明3种刺梨叶有良好的降血糖能力。刺梨茶的降糖作用可能与其含有的多酚、黄酮等生物活性物质有关,不同的制茶方式得到的成品对α-葡萄糖苷酶活性抑制率、α-淀粉酶活性抑制率有所不同。

3 结论

本研究采用刺梨叶茶为原料进行刺梨叶绿茶、红茶、白茶的制备,感官评价结合模糊数学评价,通过层次分析法确定多重指标权重,得出刺梨叶绿茶综合评价为19.26,刺梨叶红茶综合评价12.57,刺梨叶白茶综合评价为16.96,综合评分刺梨叶绿茶最高。

在3种刺梨叶茶抗氧化功能研究中,通过测定DPPH自由基清除率、羟基自由基清除率、ABTS自由基清除率及铁还原能力可知,刺梨叶绿茶的各指标清除率分别达到89.84%、76.24%、97.96%、还原力0.910,刺梨叶红茶的各指标清除率分别达到87.35%、62.32%、67.63%、还原力0.573,刺梨叶白茶的各指标清除率分别达到83.60%、60.05%、75.89%、还原力0.531,荷叶茶的各指标清除率分别达到66.94%、56.31%、98.35%、还原力0.180,结果表明,3种刺梨叶茶有较好的抗氧化能力。综合来看,刺梨叶茶抗氧化能力由强到弱为刺梨叶绿茶>刺梨叶红茶>刺梨叶白茶。

在3种刺梨叶茶体外降血糖功能研究中,通过测定α-葡萄糖苷酶活性抑制率、α-淀粉酶活性抑制率可知,刺梨叶绿茶的α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶活性抑制率分别达到96.57%、21.75%,刺梨叶红茶的α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶活性抑制率分别达到89.90%、23.11%,刺梨叶白茶的α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶活性抑制率分别达到92.52%、22.97%,荷叶茶的α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶活性抑制率分别达到92.05%、18.82%。综合来看,刺梨叶茶降血糖能力由强到弱为刺梨叶绿茶>刺梨叶白茶>刺梨叶红茶。本研究为刺梨叶茶的制备、品质分析及功能研究提供了理论依据,也为刺梨叶资源的开发利用提供了理论支撑。

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Quality analysis and function research of Rosa roxburghii Tratt leaves tea

MU Xian1,2,TU Qing1,2,CHEN Qiuhui1,2,LU Hongmei1,2,YANG Shuangquan3,CHEN Li1,2*
(1.Guizhou Key Laboratory of Fermentation Engineering and Biopharmaceutical,School of Brewing and Food Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2.School of Chemistry and Chemical Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

Abstract:Using the spring tender leaves of Rosa roxburghii Tratt.trees as raw materials,green tea,black tea,and white tea from R.roxburghii Tratt.leaves were prepared by three traditional processes,and their quality and function were studied.Using sensory evaluation combined with fuzzy mathematics evaluation,the weights of polyphenols,flavonoids,and sensory scores were determined using analytic hierarchy process(AHP).The comprehensive score of R.roxburghii Tratt.leaves tea was calculated, and the antioxidant capacity and in vitro hypoglycemic ability of green, black, and white tea of R.roxburghii Tratt leaves were analyzed.The results showed that the comprehensive evaluation of three types of R.roxburghii Tratt.leaves tea were as follows:green tea 19.26,white tea 16.96,and black tea 12.57.Using commercial lotus leaf tea as a control,in the antioxidant capacity test,the DPPH,ABTS,hydroxyl free radical clearance rate,and iron reduction ability values of the three types of R.roxburghii Tratt.leaves tea and lotus leaf tea were:green tea 89.84%,97.96%,76.24%,with an absorbance value of 0.910;black tea 87.35%,67.63%,62.32%,with an absorbance value of 0.573;white tea 83.60%,75.89%,60.05%,with an absorbance value of 0.531;lotus leaf tea 66.94%,56.31%,98.35%,with an absorbance value of 0.180.In the study of hypoglycemic function, the inhibition rates of α-glucosidase and α-amylase activities of three types of R.roxburghii Tratt.leaves tea and lotus leaf tea were:green tea 96.57%and 21.75%;black tea 89.90%,23.11%;white tea 92.52%and 22.97%,lotus leaf tea 92.05%,18.82%,respectively.Overall,the relevant indicators of the three types of R.roxburghii Tratt.leaves tea were generally better than those of commercially available lotus leaf tea,indicating that they had better antioxidant and hypoglycemic abilities,with green tea of R.roxburghii Tratt.leaves was the optimal.

Key words:Rosa roxburghii Tratt.leaves tea;analytic hierarchy process;quality analysis;antioxidant capacity;hypoglycemic ability

中图分类号:TS265.1

文章编号:0254-5071(2024)06-0225-08

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.06.035

引文格式:穆先,涂青,陈秋慧,等.刺梨叶茶的品质分析及功能研究[J].中国酿造,2024,43(6):225-232.

收稿日期:2023-10-10 修回日期:2024-01-13

基金项目:贵州省科技支撑计划(黔科合支撑[2019]2317);贵州省科技平台及人才团队计划项目(黔科合平台人才[2018]5251)

作者简介:穆 先(1998-),女,硕士研究生,研究方向为食品生物工程。

*通讯作者:陈 莉(1975-),女,副教授,硕士,研究方向为食品生物技术。