高花青素茶研究进展

杨家干

(贵州省遵义市茶产业发展中心 563000)

高花青素茶研究进展

杨家干

(贵州省遵义市茶产业发展中心 563000)

综述了茶树中花青素形成的原因、高花青素茶叶生化特点与生理功能以及高花青素保健产品开发等方面内容，为高花青素茶树种质资源创新利用，开发符合市场需求的高花青素茶叶特色产品提供理论基础。

高花青素；生理功能；产品开发

茶树芽叶的颜色有浓绿(又称深绿、墨绿)、黄绿、红褐和紫褐色等，这是因为茶树叶片中含有多种色素，而不同的色素又有不同的呈色反映的缘故[1]。紫色芽叶是茶树芽叶呈现的常见性状之一[2]。研究表明，花青素在茶叶细胞内高浓度积累是红紫色芽叶呈现“红紫色”的主要原因[3]，芽叶红紫色的深浅与花青素的含量呈正相关，所表现的就是不同茶树品种芽叶的红紫色程度不同。根据观察和研究，花青素在茶树中普遍存在，不仅存在于红紫化茶树中，部分绿色芽叶中也有存在，这是茶树抗逆生理的表现形式之一[4]。

红紫色芽叶一般可分为两种类型，一是普通茶树品种上产生的红紫色芽叶，这主要是外界环境条件影响的结果，是一种茶树抗逆生理的表现形式，夏季强光高温条件下，海拔较高的群体茶园中红紫色芽叶发生率很高；二是特异红紫芽茶树品种全年新梢出现的红紫色芽叶，更多地体现了茶树品种的遗传特性[5]。

1 茶树花青素组成成分

花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属黄酮类化合物，是植物的主要呈色物质。花青素在茶树中存在具有普遍性。目前在植物中已知的花青素有二十多种，一般认为茶叶的花青素主要组成为天竺葵色素及其苷、飞燕草花青素及其苷、芙蓉花青素及其苷和翘摇紫苷元4类。另外茶叶中还有花白素及由儿茶素聚合形成的原花色素，酸性条件下这2类物质可部分转化为花青素[4]。茶叶花青素含量一般占干物的0.01%左右，紫色芽叶可高达0.5% ～1.0%，有的甚至更高，例如“紫娟”茶一芽二叶新梢中花青素含量高达2.7%～3.6%[6]。研究表明，茶叶中花青素种类较为丰富，不同品种中的花青素种类略有区别[7～8]。

2 花青素产生环境原因

2.1 光照

光照是影响花青素形成的主要原因。强紫外光条件下，茶树体内新陈代谢过程中的氧化势加强，产生花青素[4]。不同光质对茶树花青素积累的影响不同，同时不同色膜覆盖条件下，花青素的积累表现为黄色gt;透明gt;对照gt;蓝色gt;红色gt;黑色[9]。

2.2 温度和水分

糖是花青素合成的触发剂[10]。茶叶中的花青素，由于多以糖苷的形式存在，因而在糖的运输和转化受影响时，为花青素的形成提供了先质条件。根据茶树次生代谢研究结果，一般认为茶树体内主要是葡萄糖生成花青素。低温、干旱等条件下，同化的糖类物质因低温而流转受妨碍，滞留在叶内，诱发花青素的合成。春季嫩芽和秋季红叶的花青素，大部分是因此而产生的[1]。

2.3 矿质元素

当茶树出现红紫化现象时，使用硼肥或磷肥，均能抑制花青素的形成，这可能与促进糖类运转和转化有关系[4]。

3 茶树花青素合成生理原因

花青素是类黄酮生物合成途径中最主要的代谢产物之一，其代谢途径是花青素积累与器官着色的基础[5]。花青素的合成主要受两类基因的控制，一类是结构基因，编码花青素生物合成的催化酶；另一类则是调节基因，编码的转录因子应答外界刺激，调控结构基因的时空表达[11]。在花青素合成的途径中，直接编码花青素苷生物合成途径中的关键酶类有查尔酮合成酶、查尔酮异构酶、黄烷酮 3～ 羟化酶、二羟基黄酮醇还原酶等，均属于花青素生物合成酶[12]。

4 高花青素茶树种质资源创新利用

刘富知[13]等推论在某些地方有性群体品种中可以筛选出花青素含量高的茶树类型。2005年，云南省茶叶研究所选育的遗传特性稳定、品种性状纯一、无变异的具有紫芽、紫叶、紫茎的“紫娟”茶树成为我国第一个品种权保护茶树新品种[14]。广东省农科院饮用植物研究所于2003 年从云南大叶和凤凰水仙群体品种中选出约20个红紫芽品种优良品系[15]。湖南农业大学也筛选到了9803和9809两个高花青素新品系[16]。

5 高花青素茶的生化特点

大量研究表明，红紫色芽叶其他生化成分的研究结果差异比较大，不同品种和不同生长季节茶树上产生的紫色芽叶，其紫色深浅和芽叶化学组成不尽相同[5]。刘富知等[13]研究表明，安化群体品种茶树上的红紫色芽叶较绿色芽叶含有较多的茶多酚、儿茶素和黄酮类化合物，保健性强的L-EGCG 含量亦偏高。周志高等[17]研究发现，紫笋茶树芽叶与普通茶树芽叶比较，多酚类物质较高。梁名志等[18]发现特种紫茶的黄酮类、咖啡碱、锌和花青素含量较高。萧力争等[16]研究认为紫芽品种茶树芽叶紫色深浅与花青素相关，而与茶多酚、咖啡碱、氨基酸、黄酮类、水浸出物、儿茶素等含量没有直接相关性。紫色芽的花青素、茶多酚、水浸出物、儿茶素总量、酯型儿茶素总量等均较正常黄绿色芽叶高。

6 高花青素茶的生理功能

6.1 抗炎作用

陈琼等[19]指出茶树紫色芽叶提取物有显著的抗炎作用。通过构建小鼠不同模型研究茶树紫色芽叶提取物的抗急性、慢性炎症作用，表明紫芽茶提取物有抗小鼠耳廓急性炎症、抗大鼠足趾肿胀，而且对大鼠慢性炎症亦有抑制作用。

6.2 抗氧化清除自由基作用

Rashid K 等[20]发现花青素能显著提高大脑细胞谷胱甘肽(GSH)的水平，增强大脑抗氧化的能力。据美国的研究，花青素的抗氧化能力比维生素 E高50倍，比维生素C高20倍，并且它对人体的生物有效性达100%。 费旭元[21]以98%的茶多酚作对照，对高花青素茶树品种“紫娟”中的花青素不同提取物的抗氧化活性进行测定，结果表明，花青素提取物及其柱分离物具有比98%茶多酚更强的抗氧化能力，各组分清除羟自由基能力亦高。

6.3 降压作用

云南省药物研究所进行动物降压实验表明，“紫娟”茶的降压能力优于对照云南大叶群体种绿茶，其降压幅度和维持时间均显著提高。梁名志等[18]进一步分析了特种紫茶和云抗10号(对照)夏秋两季的蒸青、烘青茶中降压活性物质含量，初步提出特种紫茶中的黄酮类、锌和超常量的花青素是其特异降压物质；研究表明“紫娟”茶还具有减肥、降脂、养胃护胃、减缓肝功能障碍、预防心脑血管疾病等作用，以及改善视力、预防眼部疲劳等功效[22]。

6.4 抗癌作用

林志城[23]以人类大肠直肠癌生长特性贴附型的HT-29与半悬浮型的Colo320DM作实验细胞株，观察紫芽茶萃取物对其细胞生长抑制、细胞周期及诱导细胞凋亡作用的变化。实验结果显示紫芽茶113品系萃取物可使结肠癌细胞停滞于GO/G1phase(HT-29)与S phase(Colo320DM)抑制肿瘤细胞增殖的能力，亦有诱导细胞凋亡的能力。

6.5 对疾病的治疗有辅助改善作用

Rashid K等[20]研究发现肯尼亚紫芽茶中的花青素(ACNs)具有穿透血脑屏障(BBB)及增强大脑抗氧化能力的作用，在花青素饲喂的小鼠脑组织中可以检测到花青素代谢物，认为肯尼亚紫芽茶中的花青素可考虑用作膳食补充剂，对神经退行性疾病具有提供神经保护的潜在作用，能调节老年痴呆症、帕金森氏病、肌萎缩性(脊髓) 侧索硬化与多发性硬化症等氧化应激疾病。Rashid K 等[24]进一步发现肯尼亚紫芽茶中的花青素(ACNs)或辅酶Q10(Co-Q10)能改善美拉胂醇(Mel B)治疗非洲锥虫病(HAT)时导致的严重治疗后反应性脑病(PTRE)。通过小白鼠实验，发现未接受抗氧化治疗的小白鼠大脑组织中有更明显的炎症细胞及脑实质的破坏，而服用紫芽茶花青素(ACNs)或辅酶Q10 进行抗氧化治疗的小白鼠大脑组织中抗氧化能力提升，出现更高水平的GSH 和顺乌头酸酶-1，说明花青素(ACNs)或辅酶Q10 能减轻与非洲锥虫病(HAT)相关的治疗后反应性脑病(PTRE)。

6.6 其他作用

方忠祥等[25]对花青素的抗氧化、抗突变及减轻肝机能障碍等生理功能进行了报道，花青素对癌症、心血管和神经性疾病预防具有重要的作用。花青素对眼科、循环系统紊乱以及炎症也具有很好的疗效，并可以降低冠心病发病的危险[26]。

7 高花青素茶的产品开发

7.1 研制抗氧化剂

茶树紫色芽叶特征内含成分具有清除自由基和极强的对油脂的抗氧化效果，实验表明紫色芽叶水浸出物的抗氧化能力分别是VC、VE的9.4倍、5.1倍。因此可将茶树紫色芽叶作为一种天然抗氧化剂资源开发，在饮料、糖果以及保健品中起到保质作用[27]。

7.2 研制保健饮料

王建晖等[26]以绿芽茶为对照，对不同色度的紫芽茶生化成分进行对比分析，选用富含花青素的紫芽茶为主要原料，辅以甘草、甜叶菊、蜂蜜等，经冷、热水分别浸提、超滤及调配等工序研制开发出口感清爽、风味俱佳并集保健与经济价值于一体的紫芽茶保健饮料。

7.3 开发特种绿茶

依据食品苦涩味形成机理，利用茶树紫芽叶特征成分与蛋白质发生络合反应的特性，在制茶过程中添加入酪蛋白(100mg/50g)，利用其与紫色芽叶的苦涩物质发生络合反应，而产生“竞争性抑制”及“掩蔽”作用，由此来降低茶树紫色芽叶所制茶叶的苦涩味，更为重要的是对茶汤滋味和汤色无不良影响，用于开发紫色芽叶为低苦涩味绿茶，使茶品质得以改善[27]。

茶叶香气是决定茶叶品质和风味的重要因子之一。紫色芽叶及正常对照芽叶加工成绿茶后，结果显示，除色泽外，紫色芽叶绿茶的其他品质特征比正常芽叶绿茶样要好，特别是香气因子，具有板栗香，且香气高扬，可用于高香型绿茶的开发[4～5]。

7.4 加工成特种红茶

萧力争等[28]以安化群体品种紫色芽叶为原料加工红茶，通过感官审评结合品质成分分析，对紫色芽叶的红茶适制性进行了研究。结果表明:用紫色芽叶加工的红茶其感官品质优于用绿色芽叶(对照)加工而成的红茶，其滋味、香气明显优于对照。用紫色芽叶加工的红茶，其茶多酚、水浸出物含量高于对照，表明紫色芽叶加工红茶具有较好的适制性。据周志高等[17]的研究，用紫色芽叶制成的紫笋红茶香气组成成分丰富，其中主要的香气物质如香叶醇、芳樟醇及其氧化物含量均比一级祁门红茶高，因而更适宜于制作红茶。所以在宜兴当地常常每年专门采集紫铜色嫩芽精制成紫笋红茶，其紫笋红茶茶汤浓厚、风味独特，紫笋绿茶入口清苦，进喉甘怡，深受消费者欢迎[28]。

7.5 制备红茶浓缩液

根据花青素红色明亮稳定，显色与着色性好，紫芽红茶浓缩液对pH值、光照、加热及柠檬酸、蔗糖和少量食盐等饮料添加成分均有相当耐受性[29]，利用这种呈色特性，将用紫色芽叶制成红碎茶，再进一步制备为红茶饮料浓缩液，以供冰红茶生产作为原料使用，由此解决一般的红碎茶加工的冰红茶常常存在的红色不足的技术难题[27]。

8 展望

8.1 加强高花青素茶树种质资源的收集和利用

目前遗传特性稳定、品种性状纯一、无变异的特异性红紫芽茶树新品种(系)少，制约了相关工作的深入开展。只有加强资源收集和创新工作，获得更多红紫芽茶树特色新品种(系)，才有可能深入开展特色茶产品开发以及相关机理研究等后续工作[5]。

8.2 加强花青素的功能性研究

虽然已有研究表明花青素有抗炎、抗氧化等作用，但主要是在实验室或者一些动物身上得出的结论，缺少一定的临床研究，希望接下来能够加强这方面的研究，为高花青素茶提供一个强有力的依据。

8.3 加强高花青素茶特色产品开发

通过改进各种技术，解决高花青素茶口感欠佳、茶汤苦涩的问题，开发出口感好又不失保健功能的高花青素茶产品。还要多一些深加工的研究，为高花青素茶提供一个更为广阔的市场。

8.4 加强高花青素茶遗传特性及代谢机理研究

进一步研究遗传因子和外界环境对茶树红紫色芽叶形成的影响，应用基因组学、蛋白组学、代谢组学等技术手段挖掘茶树花青素合成相关功能基因，探索其代谢调控机理，为更好地开展红紫芽茶树资源的创新利用和产品开发奠定基础。

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