黄精属于百合科黄精属(Polygonatum)多年生草本植物,首载于《名医别录》,列为上品,有“久服轻身,延年不饥”的说法。2002年黄精被正式列入药食同源目录。滇黄精(Polygonatum kingianum Coll.et Hemsl.)是黄精药材的基原植物之一,具有补气养阴、健脾、润肺、益肾的功效[1]。现代研究表明,滇黄精含有多糖、黄酮、皂苷等多种活性成分,在抗衰老、抗疲劳、降血糖、改善记忆力、增强人体免疫力及预防中老年疾病等方面具有潜在的药用价值[2-4]。
随着医药工业的发展及人们对健康养生的追求,黄精需求量与日俱增。明代著名医药学家李时珍记载:“黄精为服食要药,故《别录》列于草部之首。”黄精作为上好食材,有很好的食疗价值,对亚健康人群具有辅助调理作用。其除药用部位根茎外,叶、花、果实皆可食用,开发辅粮、菜、茶潜力很大[5]。目前市场上黄精产品的开发应用主要是针对药用部位根茎,有黄精饮片、黄精酒、黄精茶等产品,而黄精茎叶多被作为副产物丢弃,缺乏相关研究与利用。滇黄精茎高达1～3 m,生物量巨大,采收后茎叶遗弃导致大量资源未能得到有效利用,需要进一步开发,提高资源利用率并减少浪费。
茶是最古老、最受欢迎的饮品之一,拥有丰富的文化历史和健康益处。代用茶又称为花草茶、药草茶,是现代茶产业体系中的一种茶产品。代用茶是不使用传统茶树的叶子,采用可食用植物的根、茎、叶、花、果实、种子或皮等部位,经过冲泡或煎煮后饮用的饮品[6]。当前市场上常见的代用茶有金银花茶、桑叶茶、枇杷叶茶、薄荷叶茶、枸杞叶茶等,但以滇黄精茎叶为原料的代用茶未见报道。
杀青是制茶过程中至关重要的工序,对成品茶外形和品质起到关键性作用。利用杀青过程的高温处理,破坏新鲜叶中酶的活性,从而抑制茶多酚等酶的氧化作用,使叶片中的部分水分蒸发,叶片变软便于做形,同时还有助于散发叶片本身的青臭味,促进茶叶香气的形成[7]。Sun等[8]研究发现杀青主要影响黄茶和绿茶的甜味、苦味和涩味。祁丹丹等[9]研究了杀青方式对夏季绿茶化学成分及滋味品质的影响,结果表明杀青方式对夏季绿茶中的儿茶素、黄酮糖苷、原花青素、氨基酸、酚酸和有机酸等化学成分含量具有显著影响。文海朝等[10]比较了漂烫、微波和蒸汽3种杀青方式对桑芽和霜桑叶品质的影响,发现蒸汽杀青的桑叶可溶性糖、白藜芦醇、黄酮、多酚等含量最高,最适合作为桑叶茶开发的杀青方式。胡云铃等[11]研究表明汽热杀青绿茶干茶、汤色、叶底均较绿,茶汤滋味浓烈,茶多酚、酯型儿茶素、咖啡碱含量均高于滚筒和热风杀青方式绿茶。马佳丽等[12]以多花黄精嫩芽为原料,初步探讨了蒸汽杀青、炒锅杀青和微波杀青对其制成芽茶的感官与基础理化成分的影响,结果表明杀青方式对其水浸出物、可溶性糖、茶多酚等化学成分含量及挥发性香气成分具有显著影响。目前,以滇黄精茎叶为原料的代用茶和加工工艺尚未见报道。滇黄精茎叶与根茎一样均具有麻舌感和刺激性,不能直接作为茶用,需经过炮制加工才能消除刺激性并提升口感。而滇黄精茎叶与茶叶表观特征相似,因此借用茶叶的传统加工方式(杀青)对其进行炮制,以期呈现最佳口感和品质。
本研究以滇黄精茎叶为原料,将其按照茶叶加工工艺制备成滇黄精茎叶茶,系统研究蒸青、炒青和烘青3种不同杀青工艺处理对滇黄精茎叶茶感官品质、理化成分和营养成分的影响,筛选出适宜滇黄精茎叶茶的最佳杀青工艺,为滇黄精非药用部位资源的综合开发利用提供理论依据和技术参考。
1 材料与方法
1.1 实验材料与试剂
滇黄精茎叶于2024年4月采自云南省昆明市晋宁区黄精种植基地(102.59°E,24.66°N)。D-无水葡萄糖、人参皂苷Rb1、芦丁、没食子酸标准品,四川省维克奇生物科技有限公司;咖啡碱标准品,上海源叶生物科技有限公司;氨基酸标准品,成都乐美天医药科技有限公司;甲醇、乙腈、正丁醇均为色谱纯,Sigma-Aldrich上海贸易有限公司。
1.2 仪器与设备
1260 InfinityⅡ高效液相色谱仪,安捷伦科技(中国)有限公司;JY-6CHZ-1烘干机,福建佳友茶叶机械智能科技股份有限公司;DHG-9140A电热鼓风干燥箱,广东泰宏君科学仪器股份有限公司;UV2000紫外分光光度计,上海舜宇恒平科学仪器有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 不同杀青工艺滇黄精茎叶茶制备及样品处理
挑选2～3年生滇黄精开花前后未展叶茎尖,保留一两片真叶及嫩茎,用纯净水清洗干净,放置篓筐中沥水,置阴凉通风处自然晾干至表面无明显水珠,备用。取阴干好的茎尖分别进行蒸制、炒制以及烘制杀青。蒸制杀青(记为ZQ组)蒸锅温度预设100 ℃,保持恒温3 min,杀青15 min;炒制杀青(记为CG组)炒锅温度预设230 ℃,杀青10 min;烘制杀青(记为RF组)烘箱温度预设120 ℃,杀青20 min。将不同杀青工艺茶样放置3～4 h变凉,在茶叶干燥箱80 ℃烘制提香2.5～3 h。
1.3.2 感官评价
依据GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》的规定,由7位专业的茶叶评鉴人员对不同杀青工艺滇黄精茎叶茶进行感官评价。首先准备100 g茶样置于评茶盘进行外观评价;取3.0 g茶样,加沸水150 mL冲泡5 min,分别对汤色、香气、滋味、叶底进行评价。使用100分制,评分权重分别为外形25%、汤色10%、香气25%、滋味30%、叶底10%。
1.3.3 电子舌检测
根据GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》方法制备茶汤,待茶汤冷却至室温后取35 mL倒入电子舌杯中检测。在数据采集之前,对传感器进行激活并校准,以确保数据的稳定性和可靠性。每个样品经过5次重复,并选择稳定的3次重复数据用于分析。
1.3.4 滇黄精茎叶茶主要成分测定
1.3.4.1 水浸出物、茶多酚、咖啡碱含量测定
分别参照GB/T 8305—2013 《茶 水浸出物测定》、GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》、GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》。
1.3.4.2 多糖、还原糖、黄酮、皂苷、总酚测定
多糖、还原糖含量以D-无水葡萄糖为标准品,分别采用苯酚-浓硫酸法、DNS法使用紫外分光光度计于490 nm和540 nm波长下测定;黄酮以芦丁为标准品,采用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠法使用紫外分光光度计于500 nm下测定;皂苷含量采用香草醛-冰醋酸法,精密称取人参皂苷Rb1标准品于550 nm波长下测定;总酚含量采用福林酚显色法测定,以没食子酸为标准品,在紫外分光光度计765 nm下测定。分别以标准品溶液浓度(x)和吸光度(y)制作标准曲线(表1)。
表1 五种生化成分线性关系图
Table 1 Linear relationship diagram of five biochemical components
指标回归方程R2多糖y=53.734x+0.202 70.999 8还原糖y=13.863x-0.145 70.999 6黄酮y=12.085x+0.041 70.999 4皂苷y=10.929x+0.325 00.999 4总酚y=76.550x+0.084 90.998 0
1.3.4.3 氨基酸含量测定
参考蒋清伟等[13]的方法,称取滇黄精茎叶茶粉 200 mg 加入真空水解管中,加6.0 mol/L盐酸8 mL,配制成 25 mg/mL的溶液,超声波10 min 溶解,抽真空后压盖密封,置于165 ℃烘箱中加热降解30 min。取出冷却至室温,于旋转蒸发仪70 ℃浓缩挥发溶剂,残留物加0.1 mol/L盐酸定容至5 mL,摇匀即得供试品溶液。经衍生化处理后用0.22 μm微孔滤膜过滤,最后取滤液上机测定分析。每个样品重复3次。
采用高效液相色谱仪分析滇黄精茎叶茶样品中氨基酸的含量。检测条件为:色谱柱:InfinityLab Poroshell 120 EC- C18色谱柱(100 mm×4.6 mm,2.7 μm);流动相 A 为乙酸钠缓冲液(pH 6.5),流动相B为乙腈,流动相 C 为水;流速1 mL/min;检测波长254 nm;柱温40 ℃;进样量10 μL。梯度洗脱程序:0～15 min,97%～94.1% A,3%～5.3% B,0%～0.6% C;15～24 min,94.1%～76.6% A,5.3%～19.2% B,0.6%～4.2% C;24～40 min,76.6% A,19.2% B,4.2% C;40～50 min,76.6%～0% A,19.2%～80% B,4.2%～20% C。以标准品响应面积制作标曲,计算氨基酸含量。
1.4 数据处理与分析
每组试验重复测定3次,实验结果以“平均值±标准差”表示。统计分析使用SPSS Statistics 27.0和Excel 2016软件,不同杀青方式滇黄精茎叶茶测定的所有参数均采用单因素方差分析(One-way ANOVA),采用 GraphPad Prism 10软件进行柱状图的绘制,HPLC色谱图、热图使用OriginPro 2022软件绘制。
2 结果与分析
2.1 不同杀青工艺滇黄精茎叶茶感官品质和电子舌检测评价
感官评价是对茶品质最直观和有效的评价手段。表2结果显示,蒸青工艺滇黄精茎叶干茶和冲泡后的叶底颜色最深,呈现褐绿色,炒青相对蒸青颜色略浅,烘青则保留了较多黄绿色,这可能与蒸青过程中色泽物质的积累有关;茶汤颜色整体呈现浅黄至金黄色调,蒸青色泽浓郁且金黄透亮,炒青浅金黄色,烘青色调偏浅且带有微绿感,呈浅黄绿色。电子舌通过定量茶叶冲泡来评价滋味品质被广泛应用于茶叶领域,图1-a主成分分析(principal component analysis,PCA)显示,PC1、PC2的贡献率分别为68.26%、27.65%,总贡献率为95.91%,3个样品各自聚类,彼此分开,表明ZQ、CG、RF每组茶叶都具有不同的味道特征。图1-b层次聚类显示,蒸青、炒青和烘青3个茶样聚为3类,与感官评价、PCA结果一致。整体而言,不同杀青方式制得的滇黄精茎叶茶外型、汤色、滋味、香气均有一定程度的差异,其中蒸青工艺处理的成品茶感官评价综合评分最高,达到90分,其色泽金黄、香气浓郁、甜润、无麻舌感,为本研究中制备滇黄精茎叶茶的最佳工艺。
a-PCA图;b-层次聚类图
图1 不同杀青工艺滇黄精茎叶茶PCA图和层次聚类图
Fig.1 PCA diagram and hierarchical clustering diagram of P.kingianum stem-leaf tea with different fixation processes
表2 不同杀青工艺滇黄精茎叶茶感官评价
Table 2 Sensory evaluation of P.kingianum stem-leaf tea with different fixation processes
组别外型汤色滋味香气叶底得分/分ZQ条索紧结,色泽褐绿金黄甜润,醇厚回甘粟香,香气浓郁褐绿,完整90CG条索紧结,色泽黄绿浅金黄青草味,稍麻舌感青草味浓郁黄绿,少破碎72RF条索较散,色泽鲜绿黄绿青草味,稍麻舌感嫩粟香鲜绿,完整77
2.2 不同杀青工艺滇黄精茎叶茶理化成分分析
2.2.1 杀青工艺对滇黄精茎叶茶水浸出物、茶多酚、咖啡碱含量的影响
由图2可知,不同杀青工艺对滇黄精茎叶茶水浸出物、茶多酚、咖啡碱物质含量影响显著(P<0.05)。水浸出物为茶叶在冲泡过程中溶解于茶汤的可溶性物质,其含量高低是衡量茶汤浓度与厚度的重要指标,对茶汤滋味起着重要作用,能在一定程度上反映茶叶的品质[14-15]。本研究中滇黄精茎叶茶水浸出物含量为33.46%～48.26%,其中蒸青含量最高,炒青含量最低。可能归因于蒸青高温水蒸气迅速破坏鲜叶中的酶活性,最大限度地保留了鲜叶内的内含物质,且使茶叶细胞壁更易破裂,因此冲泡时成分更容易溶出。而炒青主要通过金属锅壁的热传导和热辐射来破坏酶活性,过程中茶叶摩擦和失水较为剧烈,物理结构改变较大,可能导致部分物质在加工中流失。茶多酚是茶叶中苦涩味的主要来源,具有很强的刺激性作用,其含量的降低有利于减少茶汤苦涩味[16-17]。本研究烘青茶多酚含量最高,达到2.29 mg/g,其次为炒青(1.43 mg/g),蒸青含量最低(0.46 mg/g),其含量的减少,有利于滇黄精茎叶茶滋味醇和品质风味的形成,与感官评价基本一致。咖啡碱为较稳定的生物碱,是茶叶中重要的滋味物质和功能成分,具有苦味, 但味觉阈值较低, 能有效弱化茶汤的粗涩味, 提高茶汤的鲜爽度, 是影响茶汤口感与品质的关键成分之一[18-19]。3种不同杀青工艺滇黄精茎叶茶中咖啡碱含量为26.88～36.61 mg/g,蒸青和烘青含量较高无显著性差异,炒青含量低,主要原因可能与炒青过程高温导致部分咖啡碱升华或随水蒸气挥发损失有关。
a-水浸出物含量;b-茶多酚含量;c-咖啡碱含量
图2 不同杀青工艺滇黄精茎叶茶水浸出物、茶多酚、咖啡碱含量
Fig.2 PCA diagram and hierarchical clustering diagram of P.kingianum stem-leaf tea with different fixation processes
注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05),下同。
2.2.2 杀青工艺对滇黄精茎叶茶糖类、黄酮、皂苷和总酚含量的影响
由图3可知,不同杀青方式对滇黄精茎叶茶的生化成分含量具有显著影响,成品茶中多糖、还原糖及黄酮等物质的含量均存在显著差异(P<0.05)。多糖和还原糖对茶叶香气形成、茶汤口感甘甜至关重要,是茶汤中最主要的甜味物质, 能够降低咖啡碱、茶多酚的苦涩感, 其含量越高, 茶汤的甜醇越高,是提高茶叶品质的关键因素[20]。本研究中蒸青多糖含量高达47.35 mg/g,显著高于炒青(18.28 mg/g)和烘青(26.63 mg/g),可能是炒青、烘青高温环境使多糖结构降解成单糖、低聚糖或发生了焦糖化反应,导致含量减少[21]。蒸青多糖含量高可能与细胞壁破裂使可提取性增强、大分子多糖的降解与重组等有关。有研究表明短时间蒸制有助于提升多糖含量,但若蒸制时间过长会导致多糖持续降解为单糖[22]。因此,在滇黄精茎叶茶的蒸制杀青过程中,杀青时间需要精确控制,以保持其活性成分与品质。3种杀青方式还原糖含量为29.54～31.05 mg/g,各组间无显著性差异。
图3 不同杀青工艺滇黄精茎叶茶中多糖、还原糖、黄酮、皂苷、总酚含量
Fig.3 Content of polysaccharide, reducing sugar, flavonoids, saponin, and total phenols in P.kingianum stem-leaf tea with different fixation processes
黄酮类化合物是植物中广泛存在的一类重要次级代谢产物,在大多数的茶、水果和蔬菜中都存在[23]。多项研究表明,黄酮类化合物具有抗疲劳、降血糖、抗氧化、抗肿瘤及降低心脑血管疾病发生等多种生理功能[24]。在茶叶中,黄酮类化合物不仅是重要的功能性成分,更是茶汤色泽和涩味的重要贡献者。不同杀青工艺会影响黄酮类物质的含量,3种杀青工艺滇黄精茎叶茶黄酮含量如图3所示,蒸青(6.71 mg/g)>烘青(5.73 mg/g)>炒青(4.43 mg/g),其中蒸青工艺的黄酮含量与其他2种杀青方式呈现显著差异(P<0.05),是保留滇黄精茎叶茶中黄酮的最佳方法。原因可能是烘青和炒青温度不均、杀青时间较长导致部分黄酮热解或发生美拉德反应被消耗,而蒸汽杀青能快速钝化酶活性,减少黄酮类物质的氧化和水解,减少酶促氧化[25]。
多酚和皂苷类物质在滇黄精茎叶茶水浸出物中占比较大,具有抗氧化、抗疲劳、增强免疫力等功效,同时对茶汤滋味、色泽和香气形成有一定影响[19,26]。本研究中皂苷含量蒸青最高(9.80 mg/g),烘青最低(5.38 mg/g)。总酚和茶多酚含量趋势相同,烘青(10.38 mg/g)>炒青(9.18 mg/g)>蒸青(8.84 mg/g)。蒸青酚类成分含量较低可能与杀青过程中水溶性酚酸与水蒸汽接触造成损耗或高温湿热环境导致多酚类化合物发生非酶促性的自动氧化有关[27]。
2.2.3 杀青工艺对滇黄精茎叶茶氨基酸含量的影响
图4显示,滇黄精茎叶茶中共检测出18种氨基酸,羟脯氨酸、天冬酰胺、色氨酸未检出。18种氨基酸色谱峰分离度良好,空白无干扰。样品中各氨基酸色谱峰的保留时间与18种氨基酸混合对照品保留时间一致。所有氨基酸的校准曲线线性关系良好,相关系数均大于0.996 9(见表3)。
a-空白溶液;b-氨基酸混合对照品溶液;c-样品溶液
图4 氨基酸HPLC色谱图
Fig.4 HPLC chromatogram of amino acids
注:1-天冬氨酸;2-谷氨酸;3-羟脯氨酸;4-丝氨酸;5-天冬酰胺;6-甘氨酸;7-谷氨酰胺;8-组氨酸;9-γ-氨基丁酸;10-苏氨酸;11-丙氨酸;12-精氨酸;13-脯氨酸;14-酪氨酸;15-缬氨酸;16-蛋氨酸;17-异亮氨酸;18-亮氨酸;19-苯丙氨酸;20-色氨酸;21-赖氨酸。
表3 18种氨基酸的保留时间、线性方程及相关系数
Table 3 Retention time, linear equation and correlation coefficient of 18 amino acids
序号名称缩写保留时间/min线性方程R21天冬氨酸Asp2.345y=3.472 9x-6.933 00.999 52谷氨酸Glu2.822y=3.116 8x-4.773 40.999 83丝氨酸Ser6.281y=4.246 9x+1.547 30.999 24甘氨酸Gly6.967y=6.061 5x-8.293 60.999 95谷氨酰胺Gln7.698y=2.876 2x-4.944 30.999 56组氨酸His10.04y=3.234 1x+63.388 00.998 67γ-氨基丁酸GABA10.789y=5.794 3x+1.647 70.999 48苏氨酸Thr11.715y=3.278 7x-4.287 90.999 59丙氨酸Ala12.198y=4.994 6x-7.017 40.999 610精氨酸Arg12.598y=2.258 7x-3.139 50.999 611脯氨酸Pro14.684y=4.266 3x-0.061 40.999 712酪氨酸Tyr23.493y=3.114 8x+2.518 30.999 513缬氨酸Val24.339y=4.157 8x-6.590 60.999 614蛋氨酸Met25.172y=3.447 4x+11.031 00.999 515异亮氨酸Ile27.512y=5.264 8x-30.635 00.996 916亮氨酸Leu27.906y=3.446 7x-2.439 40.999 717苯丙氨酸Phe30.928y=2.965 0x+27.235 00.998 718赖氨酸Lys36.864y=5.736 5x-10.346 00.999 6
氨基酸作为蛋白质基本构成单位和人体必需营养物质,参与多种代谢反应及酶的合成,具有增强免疫力、改善记忆力等功能[28]。在茶叶中氨基酸是关键化学成分和参与美拉德反应的重要底物之一,其种类、含量及加工中降解和转化的产物与茶叶的风味特征和生理活性密切相关,可作为评价茶叶营养品质的重要指标[29]。茶叶制备过程中氨基酸还参与香气物质的形成,其转化生成的挥发性醛类等成分是茶叶独特香气的重要组成部分,如谷氨酸、丙氨酸具有类似花香气味,茶氨酸具有鲜爽味。茶汤中丰富的氨基酸能提升茶汤鲜爽度、缓解苦涩味[30-31]。不同杀青工艺滇黄精茎叶茶中18种氨基酸含量如表4所示,蒸青、炒青和烘青3种工艺滇黄精茎叶茶总氨基酸(total amino acids,TAA)含量相近,为29.42～31.89 mg/g,其中谷氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、酪氨酸、精氨酸、脯氨酸为3种工艺滇黄精茎叶茶中含量排名前6的氨基酸。
表4 不同杀青工艺滇黄精茎叶茶氨基酸含量
Table 4 Amino acid content of P.kingianum stem-leaf tea with different fixation processes
氨基酸种类含量/(mg/g)ZQCGRF天冬氨酸2.40±0.03b2.93±0.21a2.64±0.06ab谷氨酸3.47±0.05b4.49±0.21a3.18±0.08b丝氨酸1.79±0.02a1.69±0.03ab1.62±0.06b甘氨酸1.97±0.03a1.53±0.08b2.08±0.95a谷氨酰胺0.39±0.01a0.41±0.03a0.33±0.01b组氨酸0.51±0.01a0.40±0.14b0.54±0.03aγ-氨基丁酸1.67±0.02c2.48±0.14a2.05±0.10b苏氨酸1.34±0.02a1.12±0.05b1.33±0.05a丙氨酸1.95±0.02a1.65±0.08b1.99±0.07a精氨酸2.14±0.02b2.16±0.04b2.61±0.12a脯氨酸2.08±0.04b1.72±0.14c2.36±0.11a酪氨酸1.17±0.02a1.73±0.14c2.36±0.12a缬氨酸1.55±0.02a1.29±0.03b1.66±0.07a蛋氨酸0.39±0.00ab0.38±0.01b0.40±0.01a异亮氨酸1.02±0.02a0.80±0.03b1.06±0.06a亮氨酸3.00±0.03a2.08±0.05c2.62±0.11b苯丙氨酸1.54±0.02b1.37±0.07c1.86±0.81a赖氨酸2.59±0.02a1.94±0.04c2.29±0.06b必需氨基酸11.94±0.16a9.39±0.22b11.76±0.75a非必需氨基酸19.04±0.15a20.03±0.33a20.12±0.75a氨基酸总量30.98±0.26ab29.42±0.41b31.89±1.21a
注：每行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
必需氨基酸(essential amino acids,EAA)是机体不能合成或合成速率无法满足生理需要,必须依赖外源性摄入的一类氨基酸,包括Lle、Leu、Lys、Met等9种[32]。滇黄精茎叶茶中共检测出8种人体必需氨基酸,总含量在9.39～11.94 mg/g, 平均含量为10.67 mg/g。蒸青、炒青的EAA总量相近,分别为11.94、11.76 mg/g,均显著高于炒青9.39 mg/g(P<0.05)。非必需氨基酸(non-essential amino acids,NEAA)是机体可以经由内源性合成以满足需求的氨基酸,并非必须由膳食供给,其在营养和代谢上与 EAA均起重要作用,包括Ala、Glu、Gly、Pro等[32]。蒸青、炒青和烘青的NEAA总量相近无显著性差异,分别为19.04、20.03、20.12 mg/g。综合来看,蒸青、烘青必需氨基酸和总氨基酸整体水平均高于炒青,平均总氨基酸含量均达到了3%以上。蒸青、炒青、烘青3种不同杀青工艺中必需氨基酸总量占氨基酸总量(EAA/TAA)比例分别为38.54%、31.92%、36.88%;必需氨基酸总量与非必需氨基酸总量(EAA/NEAA)的比例分别为62.71%、46.88%、58.45%。与FAO/WHO(Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization)标准中蛋白质营养价值的氨基酸理想模式规定的EAA/TAA(40%)和EAA/NEAA(60%)相差不大,蒸青工艺的EAA/TAA和EAA/NEAA均最接近FAO/WHO的要求,结果表明3种工艺滇黄精茎叶茶中的氨基酸营养成分分布比较均匀[33]。
滇黄精作为药食同源中药材,在中医药和健康产业领域具有广泛的应用价值,氨基酸是发挥其药效的重要成分之一,因此分析滇黄精中氨基酸的组成及含量,可为滇黄精茎叶茶的质量控制和开发提供依据。有研究表明Glu能增强肝脏功能,消除疲劳,对治疗抑郁症疾病方面有促进作用;Leu可用于缓解肝脑性疾病和创伤、应激;Asp在改善非酒精性脂肪性肝病方面具有显著功效;Arg可改善微循环,增加免疫等[34-35]。它们与滇黄精补气、补肾助阳、抗疲劳、增强免疫力等功效密切相关。
2.3 不同杀青工艺滇黄精茎叶茶主成分和相关性分析
2.3.1 相关性分析
如图5所示,各成分间存在显著相关性。滇黄精茎叶茶中多糖含量与还原糖、黄酮、EAA之间表现出显著正相关(P<0.001);皂苷与茶多酚、总酚、TAA存在显著负相关(P<0.001);总酚与茶多酚、TAA相互间显著正相关(P<0.001)。各成分之间存在的相关性可能与成分之间的相互影响、相互转化有关[36]。
图5 相关性热图
Fig.5 Correlation heatmap
注:***表示P<0.001。
2.3.2 主成分分析
对3种不同杀青工艺滇黄精茎叶茶主要理化成分进行PCA,反映其在滇黄精茎叶茶品质中的贡献作用。参照PCA中特征值>1、累计方差贡献率>80%的筛选标准[37],提取出2个主成分因子,结果见表5。第一主成分贡献率为60.245%,第二主成分贡献率为26.674%,2个主成分的累积方差贡献率达86.919%,超过85%,能全面解释全部变量信息,反应3种不同杀青方式滇黄精茎叶茶的品质特征。
表5 滇黄精茎叶茶主要成分的主成分分析
Table 5 Principal component analysis of main components in P.kingianum stem-leaf tea
主成分初始特征值提取载荷平方和特征值贡献率/%累积贡献率/%特征值贡献率/%累积贡献率/%14.820 60.245 60.245 4.820 60.245 60.245 22.134 26.674 86.919 2.134 26.674 86.919 30.951 11.886 98.805 40.047 0.590 99.395 50.032 0.399 99.794 60.009 0.110 99.904 70.007 0.083 99.987 80.001 0.013 100.000
由表6可知,还原糖、黄酮、多糖、EAA等在PC1上有较高的正载荷,表现出较高的相关性,在综合评价中占主要地位。其中还原糖的载荷值最高(0.981),黄酮次之(0.959)。茶多酚在PC1上有较高的负载荷,特征值为-0.674。PC2则主要受到TAA和茶多酚的影响,两者在PC2上均呈现相对较高的正载荷,而皂苷在PC2上为-0.678,其负载荷相对较高。
表6 成分矩阵
Table 6 Component matrix
项目 PC1PC2还原糖0.981-0.124黄酮0.9590.258多糖0.815-0.576EAA0.7880.611咖啡碱0.7410.644皂苷0.718-0.678TAA0.4410.836茶多酚-0.6740.736
为进一步比较不同杀青方式滇黄精茎叶茶间的差异,将8个指标转化为2个与主成分相关的变量(F1、F2)来综合评价其品质特征。根据表5和表6中2个主成分的方差贡献率、特征值,获得主成分综合得分F的计算式为:F=0.602 5F1+0.266 7F2。计算不同杀青工艺滇黄精茎叶茶的综合得分(表7),得分F越高,表明滇黄精茎叶茶的品质越好。由表7可知,不同杀青工艺滇黄精茎叶茶综合得分排序为:
表7 滇黄精茎叶茶成分含量评价的综合得分
Table 7 Comprehensive score evaluation of component content in P.kingianum stem and leaf tea
样品PCA12总分综合排名ZQ6.25 -1.19 3.45 1CG-5.00 -2.28 -3.62 3RF-1.45 2.04 -0.33 2
ZQ(3.45)>RF(-0.33)>CG(-3.62)。蒸青工艺制得的滇黄精茎叶茶在各个指标上综合表现最好,适合用于滇黄精茎叶茶的加工。
3 讨论
药茶作为一类健康保健饮品,日益受到大众青睐。杀青作为关键工序,能有效挥发鲜叶中的低沸点青臭物质并蒸发部分水分,从而改善茶汤风味。本研究采用蒸青、炒青、烘青3种杀青方式创新开发滇黄精茎叶代用茶,研究其质量成分和滋味品质特征。感官评价结果表明,蒸青工艺所制滇黄精茎叶茶综合品质最佳,经蒸青后有效去除了滇黄精茎叶的麻舌感和青草气,转化并保留了其独特的草木清香与回甘口感,鲜醇味显著增加。这种品质优势可能源于蒸汽热处理的独特物化过程:高温饱和蒸汽瞬间、均匀地穿透原料组织,实现高效酶钝化,从而最大程度抑制了由酶促氧化等反应带来的不良风味物质生成;同时,蒸汽环境对细胞结构的机械损伤较小,且受热均匀,有利于保持细胞结构的相对完整,进而在后续干燥中减缓了滋味物质的非酶性损失与转化,有效地锁住鲜爽与甘醇物质的前体。相比之下,炒青和烘青滇黄精茎叶茶麻舌感虽有所降低,但成品中仍残留部分不适口感。这可能与炒青的翻炒摩擦和烘青的干热脱水有关,其过程中可能存在局部高温或受热不均,导致部分活性成分热解或美拉德反应过度,不仅麻舌感残留,也可能产生轻微的焦糊味,在一定程度上掩盖原料的本真之味。
理化成分是影响茶汤滋味表现的基础,糖类是影响甜味和黏稠度的主要物质,酚类、生物碱类主要与苦味相关。本研究结果显示,蒸青工艺所制滇黄精茎叶茶水浸出物(48.26%)、咖啡碱(36.61 mg/g)、多糖(47.35 mg/g)、还原糖(31.05 mg/g)、黄酮(6.71 mg/g)、皂苷(9.80 mg/g)及必需氨基酸(11.94 mg/g)含量均最高,表明蒸青处理有助于这些关键成分的保留与积累,与文海朝等[10]的研究结果一致。林雨馨等[38]研究发现枇杷花茶经杀青后,黄酮、总酚、三萜酸含量增加,且香气更为浓郁,均与本研究结论相符。王天梅等[39]研究表明滇黄精茎叶黄酮含量高于根茎,为滇黄精茎叶“清热、缓解疲劳”的民间经验提供了初步的科学阐释。本研究亦证实,滇黄精茎叶茶中富含的多糖、黄酮及皂苷等成分,不仅是其抗氧化、抗炎等生物活性的重要物质基础,也为以茎叶为原料开发功能性茶饮提供了可行性支撑。氨基酸被认为与茶汤鲜味有关[40]。研究比较3种杀青工艺发现,蒸青(30.98 mg/g)和烘青(31.89 mg/g)氨基酸整体水平均高于炒青(29.42 mg/g),总氨基酸含量均达到3%以上。3种工艺滇黄精茎叶茶的EAA/TAA、EAA/NEAA比例与FAO/WHO推荐的理想蛋白质模式较为接近,表明滇黄精茎叶茶中具有较为均衡的氨基酸营养价值,具备作为天然营养补充来源的潜力。滇黄精茎叶茶加工过程中,杀青存在一定的温度变化,许多具有热反应性和敏感性的化合物容易发生差向异构化、降解、氧化聚合等一系列化学反应,从而影响滇黄精茎叶茶的品质。因此,选择合适的杀青方式以最大程度保留滇黄精茎叶中的理化特性是提高滇黄精茎叶利用率的目标之一。蒸青工艺在本研究中表现出较好的成分保留效果,为滇黄精茎叶茶加工工艺的优化提供了方向。后期研究可进一步结合感官评价与代谢组学分析,深入阐明杀青工艺对香气形成及滋味轮廓的影响机制,以推动滇黄精茎叶资源的高值化利用。
滇黄精作为药食同源中药,在中医药和健康产业领域具有广泛应用价值。传统滇黄精采收时大量茎叶被废弃,造成资源浪费。中医药理论强调“整体观”,滇黄精茎叶与根茎同出一源,性味甘平,药力轻灵平和,兼具补益之效、清和之性,完美契合“治未病”的养生哲学。本研究以滇黄精茎叶为原料,通过适宜的加工工艺开发为代用茶,极大地提升了资源利用率,实现了“变废为宝”的循环经济模式,为产区农户开辟了新的增收渠道。作为日常茶饮,滇黄精茎叶茶避免了滋补过腻之嫌,符合现代快节奏生活中人群对亚健康状态进行日常调节的需求,对追求健康生活品质的年轻消费群体具有独特的吸引力。
4 结论
本研究采用电子舌、紫外分光光度计和HPLC技术,对不同杀青工艺滇黄精茎叶茶理化成分和品质滋味进行了系统深入分析,探讨杀青工艺对其理化成分、品质的潜在影响,并筛选出其制备的最佳杀青工艺。结果表明,采用蒸青工艺所制滇黄精茎叶茶色泽金黄,香气浓郁,甜润,无麻舌感,且水浸出物、咖啡碱、多糖、还原糖、黄酮及皂苷含量均最高。蒸青和烘青氨基酸含量高于炒青,平均总氨基酸含量均达到3%以上,蒸青工艺所制滇黄精茎叶茶EAA/TAA和EAA/NEAA均最接近FAO/WHO的要求。综上所述,蒸青更适合用于滇黄精茎叶茶的制备,有利于理化、营养和香气成分的形成和积累,可作为滇黄精茎叶茶大规模开发利用的杀青方式,提高茶叶品质。本研究可为滇黄精茎叶茶制作工艺和提质加工提供参考,为滇黄精茎叶茶的营养价值和品质评估提供科学依据,同时对滇黄精茎叶资源综合开发利用和深度研究具有重要意义。
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