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闽南地区19株野生茶树主要活性成分研究

2024-10-19王河川

中国茶叶 2024年10期

摘要:为进一步开发、利用闽南野生茶树资源,采用传统醇提法提取泉州市境内19株野生茶树叶片中的总黄酮,分析不同野生茶树叶片总黄酮含量及其抗氧化活性、儿茶素类物质含量及其种类变化。结果表明,19株野生茶树的总黄酮含量差异较大,部分野生茶树之间差异显著;19株野生茶树的总黄酮提取液对DPPH自由基均具有较强的清除能力,有15株野生茶树对·OH自由基清除能力呈现较高水平,部分野生茶树群体间对DPPH和·OH的清除率存在显著性差异,处于同一生长环境的不同野生茶树的清除率也存在较大差异,其中TK-2对DPPH和·OH的消除能力均为最强;19株野生茶树在儿茶素组成上差异较大,表现出丰富的多样性,都不属于高EGCG的种质资源;HL-1、ST-1、ST-3、ST-5的茶叶品质相对较好,HL-1、HL-2、HL-3和HL-4可作为儿茶素提取的优质原料品种。综上,研究表明分布于闽南地区19株野生茶树的黄酮含量、儿茶素含量,以及抗氧化活性有显著差异,且表现出单株特异性,研究结果可为合理开发利用和选育优良品种提供优良材料。

关键词:野生茶树;总黄酮;2,2-二苯基-1-苦基肼自由基;羟基自由基;儿茶素;抗氧化性

中图分类号:S571.1 文献标识码:A 文章编号:1000-3150(2024)10-37-6

Study on the Main Active Ingredients of 19 Wild

Tea Trees in Southern Fujian

WANG Hechuan

Quanzhou Planting Technology Station, Quanzhou 362000, China

Abstract: To further develop and utilize the wild tea tree resources in southern Fujian, traditional alcohol extraction method was used to extract total flavonoids from 19 wild tea trees in Quanzhou City. The changes in flavonoid contents and antioxidant activity of different wild tea trees were analyzed, as well as the component and content changes of catechins in different wild tea trees. The experimental results show that there was a significant difference in the total flavonoid content among 19 wild tea trees, with some wild tea trees showing significant differences. The total flavonoid extracts of 19 wild tea trees had strong scavenging ability on DPPH free radicals, and 15 wild tea trees showed high scavenging ability on·OH free radicals. There were significant differences in the clearance rates of DPPH and·OH among some wild tea populations, and there were also great differences in clearance rates among different wild tea trees under the same growing environment. Among them, TK-2 has the strongest clearance ability for DPPH and·OH. The 19 wild tea trees had great differences in catechin composition and rich diversity, and none of them belonged to high EGCG germplasm resources. The tea quality of HL-1, ST-1, ST-3 and ST-5 is relatively good, and HL-1, HL-2, HL-3 and HL-4 can be used as high-quality raw materials for extraction of catechins. In conclusion, there were significant differences in flavonoid contents, catechin contents and antioxidant activity among the 19 wild tea trees distributed in southern Fujian Province, and they showed individual specificity, which could provide excellent materials for rational development and utilization and breeding of excellent cultivars.

Keywords: wild tea plant, total flavonoids, DPPH,·OH, catechins, oxidation resistance

野生茶树是指自然生长的,没有被人类栽培驯化、大量利用的茶树。它具有丰富的遗传多样性,抗病性、抗寒性、生长势强,是培育茶树抗逆新品种最重要的资源[1],同时保留着完好的茶树基因,具有重要的生态、文化和研发价值,被称之为茶树演变的“活化石”。在茶树特异性资源的发掘利用与育种等方面,野生茶树资源间生化成分的差异性研究是特别重要的一部分[2],引起世界各国茶叶科技工作者的广泛关注。从上世纪30年代末期开始,我国就已经着手野生茶树资源研究,研究内容包括野生茶树的资源普查、资源分类、品质化学、资源保护与开发利用等方面[3-6]。福建省野生茶树种质资源的调查研究工作开始于上世纪50年代末,虽然至今已长达60多年,但仍处于初期阶段[7-8]。目前《第三次全国农作物种质资源普查与收集行动》已有序进行,但纳入此次普查的农业县(市)仍较少,收集数量与范围有限,大量的系统性鉴定、利用研究工作,如全面普查、收集、系统鉴定、综合评价等,还有待进一步展开。

闽南地区属于南中亚热带海洋性季风气候,野生茶树资源丰富[3]。在众多野生茶树中不乏有优质或特异资源,可发掘出超常规成分的材料。这些具有优质性状基因的野生茶树,可成为育种材料,培育特用商业品种,也可作为基因嫁接、远缘杂交、基因累加等高科技育种材料,以开展突破性育种研究[5,9]。本研究在收集野生茶树的基础上,深入福建省泉州市安溪县和南安市等地实地考察野生茶树的生态环境、生长状况,采集野生茶树叶片进行儿茶素和抗氧化等生理活性研究,分析各种野生茶树资源的特点,确定优势资源,获得优良株系,为进一步保护、开发及利用闽南地区野生茶树资源提供数据资料和科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料、试剂和仪器

1.1.1 试验材料

收集福建省泉州市辖区内19份野生茶树(Camellia sinensis)资源的成熟叶片,茶树资源及采集地点如表1所示。

1.1.2 试验试剂

芦丁标准品由上海阿拉丁生化科技股份有限公司生产,表儿茶素(EC)标准品、(+)-儿茶素(C)标准品、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、表没食子儿茶素(EGC)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)均由北京索莱宝科技有限公司生产。

1.1.3 试验仪器

紫外、可见分光光度计由上海美谱达仪器有限公司生产,液相色谱主要检测仪器为安捷伦科技公司生产的AgiLent 1290 超高效液相色谱仪和InfinityLab Poroshell 120 EC-C18色谱柱。

1.2 试验方法

1.2.1 野生茶树叶片采样与处理

采样时优先选择形态良好、完整的成熟叶片,将新鲜样品用自来水洗去表面尘土后用蒸馏水冲洗干净,置于阴凉通风处阴干1~2 h。阴干后的野生茶树叶片放入鼓风干燥箱85 ℃干燥12 h,后用粉碎机粉碎成粉末状。将处理好的野生茶叶粉末分别装入塑封袋,贴上对应标签,注明茶树代码、采样日期和采样地,置于干燥箱备用。

1.2.2 野生茶树叶片功效成分测定

采用60%的乙醇溶液提取19份野生茶树资源叶片的总黄酮,采用亚硝酸钠-硝酸铝-NaOH溶液测定总黄酮含量[10]。参照李树炎等[11]的方法测定不同野生茶树总黄酮提取液清除2,2-二苯基-1-苦基肼自由基(DPPH)和羟基自由基(·OH)能力,比较其抗氧化活性。采用高效液相色谱法测定儿茶素类物质含量[12],并分析其儿茶素组成差异。

1.3 数据统计与分析

本研究中所有试验均平行3次,所有数据分别录入Excel,根据不同指标所需的公式对数据进行处理,并通过IBM SPSS 进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同野生茶树总黄酮含量

黄酮类化合物是茶多酚的重要组分,其含量高低直接影响茶叶的品质,与茶汤色泽相关,同时黄酮类化合物具有防止动脉硬化、降血压、降血脂、清热解毒、活化细胞、强化细胞膜、抗氧化等功效[13]。从图1中可以看出,这19份野生茶树资源的总黄酮含量差异较大,在0.944~10.204 mg/g之间,平均值为6.373 mg/g,变异系数为48.17%。其中,位于剑斗镇红星村后疗角落的HL-4中总黄酮含量(10.204 mg/g)最高,其次为位于桃舟乡吾培村的TW-2(10.008 mg/g),位于桃舟乡康随村的TK-2的黄酮含量(9.501 mg/g)居第三,这3份资源可作为提取黄酮类物质的重要材料。位于福田乡丰田村的4株茶树F1、F2、F3、F4总黄酮含量普遍较低,在0.944~1.199 mg/g之间。同一环境条件下,总黄酮含量也不尽相同,其中位于安溪县桃舟乡吾培村龟卢山的TW-1与TW-2,含量相差2.552 mg/g。

通过对不同野生茶树资源的总黄酮含量进行显著性分析,发现部分野生茶树之间总黄酮含量差异显著。如图1所示,19株野生茶树中TK-2、TW-2和HL-4的总黄酮含量显著高于其他茶树资源,但这3株野生茶树之间差异不显著;而F1、F2、F3、F4的总黄酮含量显著低于其他茶树,它们之间差异也不显著。

2.2 不同野生茶树总黄酮清除DPPH自由基的能力

如图2所示,19份野生茶树资源总黄酮提取液对DPPH自由基均表现出不同程度的清除作用。DPPH自由基清除率为67.66%~97.06%,平均值91.57%,变异系数为8.59%,其中清除率大于90%的有16份,大于95%的有8份,以野生茶树TK-2(97.06%)的清除作用最强,是清除率最低F2(67.66%)的1.43倍。可见,这19株野生茶树对DPPH自由基均表现出较强的清除作用,但不同群体间其清除率存在明显差异。位于福田乡丰田村的野生茶树F2、F3、F4对DPPH自由基清除能力均处于较低水平(67.66%~84.69%),并显著低于其他16株茶树。

2.3 不同野生茶树总黄酮清除·OH自由基的能力

如图3所示,这19株野生茶树资源对·OH自由基的清除率为33.92%~93.01%,平均值为66.04%,变异系数为26.04%。其中位于桃舟乡康随村前庵角落的TK-2(93.01%)对·OH自由基的清除作用最强,显著高于其他野生茶树;HL-4、ST-3、ST-1、LH、TK-1、TW-2的·OH清除能力也处于较高水平,清除率均高于75%;位于福田乡丰田村的野生茶树F1、F2、F3、F4的·OH自由基的清除率均低于40%,清除能力处于较低水平,并显著低于其他15份野生茶树资源。

2.4 野生茶树儿茶素种类及其含量变化

从表2可以看出,在19份野生茶树资源中,6种儿茶素组分平均含量的总体趋势为:C>EGCG>EGC>ECG>EC>GCG,其中含量最高的是C,其次是EGCG,含量最低的是GCG。从野生茶树群体各儿茶素组分来看,C含量以HL-1(23.00%)最高,EGCG含量以TK-2(8.50%)最高,EGC含量以TW-1(4.94%)最高,ECG含量以TK-2(2.37%)最高,EC含量以TW-2(2.74%)最高,GCG仅在TK-2(0.27%)、TW-2(0.28%)、HL-4(0.29%)和F1(0.19%)中检测到。

野生茶资源HL-1儿茶素总量最高(32.99%),HL-1、HL-2、HL-3和HL-4的儿茶素总量处于较高水平,可以作为提取儿茶素的优异资源。

酯型儿茶素总量(EGCG+ECG+GCG)为0~11.14%,平均值为4.81%,变异系数为62.16%;非酯型儿茶素总量(C+EGC+EC)为0~25.45%,平均值为10.09%,变异系数为72.75%。EGCG为最重要的酯型儿茶素,近年来大量研究表明,EGCG是绿茶的主要活性成分,具有多种功效,在抑菌、抗病毒、预防心血管疾病、抗癌、防辐射、延缓衰老等方面具有重要作用[14-16]。19份野生茶树资源中EGCG含量在0~8.50%之间,平均值为3.39%,变异系数为71.98%。一般EGCG含量超过10%可以被认为是高EGCG种质资源[17],因此所采集的19份野生茶树资源,都不属于高EGCG种质资源。

儿茶素品质指数是表达茶叶品质的经验参数。儿茶素指数愈大,鲜叶嫩度愈好,制绿茶品质愈好。其中,HL-1(390.67)、ST-3(345.21)、ST-1(315.66)、ST-5(303.00)的儿茶素品质指数相对较高,说明这4份野生茶树资源的茶叶品质相对其他野生茶树的要好。

3 小结与讨论

3.1 野生茶树总黄酮含量的变化

本试验中所采集的19份野生茶树资源其总黄酮含量差异大,同一环境条件下,茶树总黄酮含量也不尽相同,部分野生茶树资源之间的总黄酮含量差异显著,其中TK-2、TW-2和HL-4总黄酮含量处于相对较高水平,可作为提取黄酮类物质的重要材料。

3.2 野生茶树叶片体外抗氧化能力

19份野生茶树资源对DPPH的清除率为67.66%~97.06%,平均值91.57%,均具有较强的清除能力;对·OH的清除率为33.92%~93.01%,除F1、F2、F3、F4外,其余15份野生茶树资源对·OH的清除能力均呈现较高水平,其中位于桃舟乡康随村的TK-2对DPPH和·OH的清除能力均为最强。

3.3 野生茶树儿茶素种类及其含量变化

19份野生茶树资源叶片儿茶素组成差异较大,具有丰富的多样性。6种儿茶素组分含量总体趋势为:C>EGCG>EGC>ECG>EC>GCG,酯型儿茶素平均含量小于非酯型儿茶素。所采集的19份野生茶树资源都不属于高EGCG种质资源,HL-1、ST-1、ST-3、ST-5的茶叶品质指数相对较高;HL-1、HL-2、HL-3和HL-4可以作为提取儿茶素的优质资源。

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