厌氧时间对桑叶茶γ-氨基丁酸等主要成分及其感官品质的影响

石杨 李美凤 王家伦 张金玉 陈猛 冉乾松 刘建军

摘要：【目的】明确厌氧时间对桑叶茶γ-氨基丁酸（GABA）等主要成分及其感官品质的影响，优化生产高GABA含量桑叶茶的制作工艺，为生产优质桑叶茶提供理论依据。【方法】以农桑12号新鲜柔嫩叶片为材料，分别按绿茶型（S1）和红茶型（S2）加工工艺进行处理，并在杀青和揉捻后设置不同的厌氧时间（2、4和8 h）处理，以厌氧0 h为对照，分析不同厌氧时间处理对桑叶茶GABA等主要成分及其感官品质的影响。【结果】厌氧处理后制得的桑叶茶感官品质优于对照组，S1中以厌氧处理8 h感官品质最优，外形匀整、色泽绿尚亮、净度尚好，香气甜香带有豆香，滋味醇爽回甘，汤色黄绿明亮，叶底柔嫩尚匀整;S2中以厌氧处理2 h的审评得分最高，外形尚匀整、净度尚好、褐尚亮，香气豆香带花香，滋味浓醇，汤色黄且明亮，叶底柔嫩欠匀整。厌氧能有效提高桑叶茶中的GABA含量，随厌氧时间延长至8 h，S1中GABA含量达2.70 mg/g，S2中GABA含量达6.55 mg/g;S1中黄酮含量随厌氧时间延长至8 h时为86.04 mg/g，S2中黄酮含量则显著降低（P<0.05，下同），至8 h时为23.14 mg/g。厌氧处理后，S1和S2桑叶茶中色氨酸含量显著提升，至8 h时，分别为4.53和5.07 mg/g。厌氧对S1和S2桑叶茶中5-羟色胺的影响表现不同，S1中5-羟色胺含量在厌氧初期（0～2 h）显著降低，但随着厌氧时间延長逐渐回升且差异逐渐消失;S2中5-羟色胺含量显著提高，厌氧处理8 h后含量为100 ng/g。【结论】高GABA含量桑叶茶类产品开发以鲜叶摊放1.5 h、揉捻30 min、真空厌氧处理8 h、干燥温度80 ℃的红茶型加工工艺为优，所制得的桑叶茶香气呈甜香带花香，滋味醇和，汤色橙黄明亮。

关键词：桑叶茶;厌氧时间;γ-氨基丁酸（GABA）;黄酮;色氨酸;5-羟色胺;感官品质

中图分类号： S571.1                      文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2022）04-1170-07

Effects of anaerobic time on main mulberry leaf tea components such as γ-aminobutyric acid and sensory quality

SHI Yang1， LI Mei-feng1， WANG Jia-lun2， ZHANG Jin-yu1， CHEN Meng1，

RAN Qian-song1， LIU Jian-jun1*

（1Tea College， Guizhou University， Guiyang， Guizhou  550025， China; 2Tea Research Institute，Guizhou

Academy of Agricultural Sciences， Guiyang， Guizhou  550006，China）

Abstract：【Objective】To investigate the effects of anaerobic time on the main mulberry leaf tea components such as γ-aminobutyric acid （GABA） and its sensory quality for optimizing production process of mulberry leaf tea with high GABA content，so as to provide the theoretical reference for the high-quality mulberry leaf tea production. 【Method】The fresh and tender leaves of Nongsang No.12 were used as materials，processed with green tea type（S1） and black tea type（S2） processing technology respectively. Different anaerobic time treatments（2，4 and 8 h） were set after greening and rolling respectively，with anaerobic 0 h as the control. The effects of different anaerobic time treatments on GABA and other main components of mulberry leaf tea and their sensory qualities were analyzed. 【Result】The sensory quality of mulberry leaf tea prepared after anaerobic treatment was better than that of the control group. In S1，anaerobic treatment for 8 h had the best sensory quality，with uniform appearance，bright green color，good clarity， sweet aroma，bean fragrance， mellow and sweet taste，bright yellow-green soup color，tender and even leaf bottom. In S2，the highest score in the evaluation of anae-robic treatment for 2 hours，the appearance was still uniform，the clarity was still good，the brown color was still bright，and the aroma was bean-flavored， with floral fragrance，rich taste，yellow and bright soup color，tender and evenly-shaped leaf bottom. Anaerote could effectively increase the GABA content in mulberry leaf tea. With the extension of anaerobic time to 8 h，the content of GABA in S1 reached 2.70 mg/g，and the content of GABA in S2 reached 6.55 mg/g; the content of flavonoids in S1 increased to 86.04 mg/g when anaerobic time extended to 8 h，and the content of flavonoids in S2 decreased significantly（P<0.05，the same below） to 23.14 mg/g when anaerobic time extended to 8 h. After anaerobic treatment，the tryptophan content in S1 and S2 mulberry leaf teas increased significantly，reaching 4.53 and 5.07 mg/g，respectively，at 8 h of anaerobic time. The effect of anaerobicity on serotonin in S1 and S2 mulberry leaf tea was different. The content of serotonin in S1 decreased significantly at the initial anaerobic stage（0-2 h），but gradually recovered with the extension of anaerobic time and the difference gradually disappeared. The content of serotonin in S2 was significantly increased，and the content of serotonin was 100 ng/g after anaerobic 8 h. 【Conclusion】In the development of mulberry leaf tea products with high GABA content， the processing technology is the best when fresh leaves spreading for 1.5 h，rolling for 30 min，vacuum anaerobic treatment for 8 h，and drying temperature of 80 ℃. Tea made by such processing technology aroma is sweet and floral，the taste is mellow，and the color of the tea soup is bright orange.

Key words： mulberry leaf tea; anaerobic time; GABA; flavonoids; tryptophan; serotonin; sensory quality

Foundation items： National Natural Science Foundation of China （32060701）;Guizhou General Undergraduate Colleges and Universities Serving Rural Industrial Revolution Strategic Action Plan Project （QJH-KY〔2018〕085）;Guizhou University Talent Introduction Research Project （GDRJHZ〔2017〕10）

0 引言

【研究意義】近年来，随着生活水平提高，饮食习惯改变，人们注重追求安全健康的保健型食品。资源丰富且营养价值与药用价值较高的桑叶已得到各行业广泛应用，其中桑叶茶逐渐成为人们追求的热门消费品之一。桑叶茶是一种以桑叶为原料制作而成的新型绿色健康食品（石凉，2018），因其具有内含物质丰富、营养价值高、功能成分药理活性强及冲泡饮用滋味佳等优点（陈会良，2017;高欣妍等，2017;黄安民等，2017）而深受广大消费者喜爱。因此，优质桑叶茶制作工艺开发成为目前的研究热点，对桑叶茶行业的发展具有重要意义。【前人研究进展】桑树鲜叶被誉为植物之王，已有较多研究表明桑叶内含有黄酮（李飞鸣等，2015;张齐，2018）、γ-氨基丁酸（GABA）（冀宪领等，2007;夏玉玲等，2009）、色氨酸（杨喆等，2018）和5-羟色胺（Sheng et al.，2018）等多种功能性成分。GABA是中枢神经系统的抑制性传递物质，具有镇静神经、抗焦虑及降血压等多种药理作用，该物质是当前很多保健茶中具有重要功能的化学成分之一（吴珊等，2016;程传兴等，2017）。沈强等（2012）研究表明，茶叶在厌氧、冷激和机械伤害等逆境条件下，体内GABA含量会显著增加，以低氧厌氧逆境效果最佳。贺晶等（2017）研究表明，厌氧气调处理能有效促进桑叶GABA富集。桑叶利用一直是国内外研究热点，据相关研究表明，我国桑叶多用于蚕业养殖，但利用率低于其产量的50%（罗红玉等，2013），尚有大量的桑叶资源待开发利用。目前，桑叶茶的加工参照茶叶加工，产品主要集中于桑绿茶及其复配茶，桑叶乌龙茶、桑红茶和发酵桑叶茶也有少量研究（马圣洲等，2016;刘青茹等，2017）。王忠华等（2011）研究表明，采用绿茶、乌龙茶和红茶工艺分别制成的桑叶茶滋味口感各有不同，3种加工工艺制成桑叶茶的水浸出物、可溶性糖、氨基酸和黄酮类物质含量明显较桑叶固定样中的含量有所上升，而多酚类物质含量明显减少。尹志亮等（2015）研究表明，不同加工工艺下桑叶茶GABA保留率有所不同。【本研究切入点】目前针对桑叶茶加工工艺的研究较少，且研究对象多以传统工艺为主，有关不同厌氧时间对桑叶茶品质影响的系统研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】通过对不同加工方式下的桑树鲜叶进行不同时间厌氧处理，测定分析各处理间GABA、黄酮、色氨酸和5-羟色胺等物质含量及感官品质变化规律，为桑叶茶制作工艺优化及高GABA含量桑叶茶生产提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

试验所用原料为采摘自贵州省农业科学院桑叶种植基地农桑12号新鲜柔嫩的桑叶。5-羟色胺标准品、芦丁标准品、DL-色氨酸标准品、GABA标准品、甲醇、磷酸二氢钾、磷酸、四硼酸钠、重蒸酚、次氯酸钠、无水乙醇、氢氧化钠、无水乙醇、木瓜蛋白酶、三氯化铁、浓硫酸和乙酸均购自贵阳四面体化工有限公司;醋酸钠、亚硝酸钠和硝酸铝购自贵州中兴化工物资有限公司;重蒸酚购自上海超研生物科技有限公司。试验中除甲醇为色谱纯之外，其余试剂均用分析纯;除5-羟色胺含量测定用去离子水之外，其余试验用水均为超纯水。

主要仪器设备：UV-6000T紫外可见分光光度计（上海元析仪器有限公司）;超高效液相色谱仪（Ultimate 3000RS，Thermo Scientific）;电热恒温鼓风干燥箱、DK-98-II电热恒温水浴锅、恒温培养箱（天津市泰斯特仪器有限公司）;高速冷冻离心机（湘潭湘仪仪器有限公司）;振荡器（常州市金坛友联仪器研究所）;SB-800DT超声波清洗机（宁波新芝生物科技股份有限公司）。

1.2 试验方法

1. 2. 1 样品处理 将采摘的桑叶切碎，采用2种方式处理。绿茶型（S1）：鲜叶摊放1.5 h→常温下进行不同时间（0、2、4和8 h）真空厌氧处理→杀青（锅温200 ℃电炒锅2 min）→干燥（80 ℃烘干）;红茶型（S2）：鲜叶摊放1.5 h→揉捻30 min→常温下进行不同时间（0、2、4和8 h）真空厌氧处理→干燥（80 ℃烘干）。其中，真空厌氧处理方式为鲜叶置于食品真空包装袋内，采用食品真空封口机抽真空封口包装，置于室内进行常温厌氧处理。

1. 2. 2 测定项目及方法 感官品质审评（外形、香气、滋味、汤色、叶底）由5名专业人员依据国家标准GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》进行;GABA含量采用比色法（Huang et al.，2014;汤彩云等，2018）测定;黄酮类化合物含量采用紫外分光光度法（张芳等，2017）测定;色氨酸含量采用二羟基乙酸盐比色法（李永才，2018）测定;5-羟色胺含量采用高效液相色谱法（HPLC）（袁辉等，2010;刘月露等，2016）测定。

1. 3 统计分析

采用SPSS 26.0对试验数据进行统计分析，以WPS Office 2019制作图表。

2 结果与分析

2. 1 厌氧时间对桑叶茶感官品质的影响

茶样感官审评结果（表1）显示，在外形方面，S1桑叶茶中各厌氧处理时间之间差异较小，其中厌氧处理8 h的外形匀整，净度与亮度较好;S2桑叶茶中以厌氧处理0和2 h的外形较好，均为尚匀整、净度尚好及褐尚亮。在香气方面，S1中以厌氧处理4和8 h的得分最高（87.0分），厌氧处理2 h次之，厌氧处理0 h略有陈味，得分较低;S2中香气差异较小，其中厌氧处理2 h的得分较高。在滋味方面，S1中以厌氧处理0和2 h得分较高，口感较清甜;S2则以厌氧处理4和8 h得分较高，口感醇和。在汤色方面，S1中厌氧处理0和2 h的茶汤呈黄绿且清澈明亮，得分较高;S2中各厌氧处理时间相差较小，随厌氧时间的延长，汤色由黄、明亮向橙黄、明亮转变。在叶底方面，S1中厌氧处理4和8 h的叶底较嫩、较匀整，得分高于厌氧0和2 h;S2则以厌氧处理8 h得分最高，其叶底嫩尚匀、尚亮。

从综合评分来看，S1桑叶茶总分随厌氧时间的延长而逐渐升高，以厌氧处理8 h得分最高，为84.4分，厌氧处理2和4 h次之，而厌氧处理0 h的总分最低，为83.0分;S2桑叶茶中则以厌氧处理2 h得分（82.7分）高于其余厌氧处理茶样。此外，S1在各厌氧处理时间的总分均高于S2。

2. 2 厌氧时间对桑叶茶GABA含量的影响

由图1可知，2种加工方式均能有效提高桑叶茶中GABA含量，且厌氧时间越长，含量越高，均在厌氧处理8 h时达最高值;其中，S1在厌氧处理8 h后GABA含量（2.70 mg/g）是厌氧处理0 h的1.45倍，而S2在厌氧处理8 h后GABA含量（6.55 mg/g）是厌氧处理0 h的2.82倍。

由表2可知，S1和S2中GABA在各厌氧时间段增长率均为正值，说明厌氧处理能提高桑叶茶中GABA含量，随着厌氧时间的延长，S1和S2中GABA含量均呈上升趋势。S1中0～2 h GABA含量增长率最高，为16.67%，说明0～2 h是S1桑叶茶GABA积累的主要时期;S2中4～8 h GABA含量增长率最高，为51.79%，大于0～2 h的50.43%，但其时间跨度长于0～2 h，因此推测S2的GABA主要合成时期仍为0～2 h。

通过对比发现，S2各时间段增长率均高于S1，说明S2加工方式对于GABA含量提升效果更佳，更适用于生产高GABA含量的桑叶茶。

2. 3 厌氧时间对桑叶茶黄酮类化合物含量的影响

从图2可看出，随着厌氧时间的延长，2种加工方式制得的桑叶茶中黄酮类化合物含量变化规律有所不同，其中，S1黄酮含量呈先上升后下降的变化趋势，S2黄酮含量则呈下降趋势。S1黄酮含量在厌氧处理2 h时达最高值（105.76 mg/g），是厌氧处理0 h的1.63倍，至8 h时黄酮含量为86.04 mg/g，是厌氧处理0 h的1.33倍;S2黄酮含量至厌氧处理8 h时，显著下降至23.14 mg/g（P<0.05，下同），是厌氧处理0 h含量的43.12%。

由表3可知，S1中黄酮含量增长率在0～2 h为正值，其余阶段均为负值，说明S1加工方式在0～2 h能有效提高桑叶茶中黄酮含量，但随着厌氧时间的延长而逐渐回降;S2中黄酮含量增长率在各时间段均为负值，说明S2加工方式会降低桑叶茶中黄酮含量，且厌氧时间越久，黄酮含量越低。

2. 4 厌氧时间对桑叶茶色氨酸含量的影响

由图3可知，随着厌氧时间的延长，S1和S2色氨酸含量均呈上升趋势，且各厌氧处理时间的色氨酸含量间存在显著差异，说明厌氧处理能有效提高桑叶茶中色氨酸含量。厌氧处理8 h后，S1中色氨酸含量为4.53 mg/g，是其厌氧处理0 h的2.32倍;S2中色氨酸含量达5.07 mg/g，是厌氧处理0 h的2.60倍。

由表4可知，S1和S2中色氨酸含量在各厌氧处理时间段的增长率均为正值，说明2种加工方式均能有效提高桑叶茶中色氨酸含量，且厌氧时间越长，含量越高。S1和S2中0～2 h的色氨酸含量增长率最高，分别为72.31%和82.56%，说明2种加工方式的桑叶茶中色氨酸主要积累时期均为0～2 h。通过比较还发现，S2各厌氧处理时间段色氨酸含量增长率均高于S1，说明在提高桑叶茶中色氨酸含量方面，S2加工方式优于S1加工方式。

2. 5 厌氧时间对桑叶茶5-羟色胺含量的影响

图4显示，标准品与样品间出峰时间无明显波动，能稳定测量并计算5-羟色胺峰面积，说明本研究测定的样品中5-羟色胺含量准确有效。

由图5可知，随着厌氧时间的延长，S1中5-羟色胺含量呈先下降后上升的变化趋势，S2中5-羟色胺含量则呈先上升后下降的变化趋势。在S1中，厌氧处理0和2 h间存在显著差异，与厌氧处理4和8 h间差异不显著（P>0.05），说明在S1加工方式下，厌氧处理能有效降低桑叶茶中5-羟色胺含量，但随着厌氧时间的延长，5-羟色胺含量回升且差异逐渐消失。在S2中，厌氧处理对5-羟色胺含量存在显著影响，不同处理时间的5-羟色胺含量存在显著差异，且厌氧处理2、4和8 h的5-羟色胺含量均高于厌氧处理0 h，说明S2加工方式能有效提高桑叶茶中5-羟色胺含量。S2中5-羟色胺含量在厌氧处理4 h后达峰值（171 ng/g），是厌氧处理0 h含量的7.10倍，厌氧处理8 h后，5-羟色胺含量为100 ng/g，是厌氧处理0 h含量的4.20倍。

由表5可知，S1中5-羟色胺含量增长率在0～2 h为负值，其余阶段均为正值，说明S1加工方式在厌氧处理0～2 h内降低桑叶茶中5-羟色胺含量，但随着厌氧时间延长至8 h而逐渐回升;S2中5-羟色胺含量增长率在0～2 h和2～4 h均为正值，在4～8 h为负值，说明S2加工方式在0～4 h内能提高桑叶茶中5-羟色胺含量，但随着厌氧时间延长至8 h而逐渐回降。S1中厌氧处理2～4 h的5-羟色胺含量增长率最高，说明厌氧处理2～4 h是该物质主要合成时期;而S2中0～2 h的5-羥色胺物质含量增长率最高，说明S2中该物质主要合成时期是0～2 h。

3 討论

本研究通过对桑叶进行不同厌氧时间处理，并对其中GABA、黄酮、色氨酸及5-羟色胺含量进行测定，探讨其随厌氧时间延长的变化规律。结果表明，厌氧处理能显著提高2种加工方式制得的桑叶茶中GABA含量，且厌氧时间越长，含量越高，厌氧处理至8 h时最优，与林智等（2004）的研究结果一致。张金玉等（2021）研究表明，采用1芽2叶茶树鲜叶连续厌氧处理4 h所制得的绿茶清香浓郁、滋味清爽，红茶香气高长、滋味醇厚，综合品质最佳。本研究通过真空厌氧处理8 h所制得的桑叶茶GABA含量较高，桑叶绿茶香气呈甜香带有豆香、滋味醇爽回甘、汤色黄绿明亮，桑叶红茶香气呈甜香带花香、滋味醇和、汤色橙黄明亮。比较含量增长率发现，厌氧处理0～2 h是S1和S2中GABA的主要合成时期;S2在各厌氧时间段的GABA增长率均高于S1，说明红茶型较绿茶型更适合制作高GABA含量桑叶茶。

本研究中，S1能显著提高桑叶茶中黄酮含量，厌氧处理2 h时达最高值;S2会有效降低桑叶茶中黄酮含量，且厌氧时间越长，含量越低。说明S1加工工艺更有利于桑叶茶中黄酮物质含量的积累。吴劲轩等（2021）研究表明，桑叶茶加工过程中对桑叶茶活性成分含量有显著影响的是杀青和烘干工序，高温杀青有利于总糖和黄酮的积累，本研究结果与之一致。本研究发现，S1和S2中色氨酸含量随厌氧时间的延长均有显著提升，且厌氧时间越长，含量越高;S1各时间段色氨酸含量增长率均低于S2，说明在色氨酸成分积累方面，S2优于S1。曲永胜等（2019）提出，建立的桑叶指纹图谱中，枸橼酸衍生物、桑皮苷F、色氨酸与新绿原酸的峰面积比值作为桑叶经霜的成分特征具有专属性，可作为桑叶经霜Q-marker对桑叶是否经霜进行鉴别。厌氧能对桑叶茶色氨酸积累有显著作用，在桑叶质量评价方面有应用价值。相关研究表明（罗旭梅等，2014），桑叶抗焦虑作用可能是桑叶中的GABA作用于中枢神经系统，与去甲肾上腺素、多巴胺和5-羟色胺协同作用阻碍焦虑信息的传达，从而产生抗焦虑作用。本研究发现，红茶型桑叶茶能显著提高桑叶茶中5-羟色胺含量，可在桑叶茶药理作用方面推广使用。

本研究结果表明，不同厌氧时间段的GABA、黄酮和色氨酸含量间均存在显著差异，表明厌氧时间是影响桑叶茶品质的主要因素之一。此外，S2的各成分含量变化速率均高于S1，且S2中GABA、色氨酸及5-羟色胺含量均高于S1，只有黄酮含量低于S1，推测原因是揉捻导致细胞破碎，细胞间接触面积增大，从而使S2水浸出物含量与各类化学反应强度均有所提高。对于黄酮和5-羟色胺含量随厌氧处理时间的延长呈先增加后减少或先减少后增加的现象，则可能与真空包装袋中的缺氧、低压及无氧呼吸代谢等诸多因素有关（龚铄和周防震，2016）。

本研究仅对同种嫩度下不同工艺加工的桑叶茶中GABA等成分变化规律进行研究，不同嫩度、不同品种之间是否存在类似规律有待进一步研究。

4 结论

厌氧能有效提升桑叶茶GABA和色氨酸含量，显著提升绿茶型桑叶茶黄酮及红茶型桑叶茶5-羟色胺含量，一定程度上改变桑叶茶感官品质。高GABA含量桑叶茶类产品开发以鲜叶摊放1.5 h、揉捻30 min、真空厌氧处理8 h、干燥温度80 ℃的红茶型加工工艺为优，所制得的桑叶茶香气呈甜香带花香，滋味醇和，汤色橙黄明亮。

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收稿日期：2021-12-03

基金項目：国家自然科学基金项目（32060701）;贵州省普通本科高等学校服务农村产业革命战略行动计划项目（黔教合KY〔2018〕085号）;贵州大学引进人才科研项目（贵大人基合字〔2017〕10号）

通讯作者：刘建军（1977-），https：//orcid.org/0000-0003-2764-5215，副教授，主要从事茶叶加工与茶叶功能成分化学研究工作，E-mail：junjian.liu@163.com。

第一作者：石杨（1997-），https：//orcid.org/0000-0002-9999-066X，研究方向为茶叶加工，E-mail：845199268@qq.com