ORAC法评价16种茶叶的抗氧化能力

第5卷 第1期 2014年1月

食品安全质量检测学报 Journal of Food Safety and Quality

Vol. 5No. 1

Jan. , 2014

ORAC 法评价16种茶叶的抗氧化能力

徐维盛1, 张桂雨2, 刘 静3, 朱 婧3, 杨月欣1*

(1. 中国疾病预防控制中心营养与食品安全所, 北京 100050; 2. 广州白云山汉方现代药业有限公司, 广州 510970;

3. 北京市科学技术研究院, 北京市营养源研究所, 北京 100069)

摘 要: 目的 评价4类不同发酵类型16种茶叶样品总抗氧化能力。方法 采用氧自由基吸收能力(oxygen radical absorbance capacity, ORAC)法。结果 闽红茶样品ORAC 值最高, 为1379.1 μmol TE/g, 其次为乌龙茶水仙, 其ORAC 值为1270.7 μmol TE/g, 第三位绿茶品种的古丈毛尖, 其ORAC 值为1247.1 μmol TE/g。绿茶样品整体均具有较高的ORAC 值, 但4类茶叶的ORAC 值无统计学差异(P >0.05)。结论 4类茶叶样品均具有一定的抗氧化活性, 但尚不能认为不同种类茶叶的ORAC 值不同。 关键词: ORAC 值; 绿茶; 乌龙茶; 红茶; 黑茶; 抗氧化活性

Study on antioxidant activities of 16 kinds of tea

XU Wei-Sheng1, ZHANG Gui-Yu2, LIU Jing3, ZHU Jing3, YANG Yue-Xin1*

(1. National Institute of Nutrition and Food Safety, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100050,

China ; 2. Guangzhou Hanfang Pharmaceutical Co., LTD, Guangzhou 510970, China ; 3. Beijing Research Institute for

Nutritional Resources, Beijing Academy of Science and Technology, Beijing 100069, China )

ABSTRACT: Objective To study the antioxidant activities of 16 kinds of tea Methods Oxygen radical

absorbance capacity (ORAC) method was used. Results The top three average ORAC value were 1379.1 μmol TE/g of Fujian tea, 1270.7 μmol TE/g of oolong tea, and 1247.1 μmol TE/g of Guzhang maojian tea. The green tea had a higher ORAC value. There was no statistical difference in ORAC values of four kinds of tea (P >0.05), Conclusion All the 16 kinds of tea under different concentrations had free radical scavenging ca-pacity, and it is not sure that the ORAC value of different kinds of tea is different.

KEY WORDS: oxygen radical absorbance capacity; green tea; oolong tea; black tea; antioxidant activity

1 引 言

茶文化在我国具有悠久的历史, 随着时代和科技的进步, 人们对茶叶的保健功能越来越关注, 对茶保健功能的研究也越来越深入。根据茶叶的不同加工制作方法并结合我国贸易习惯, 可将茶叶划分为绿

茶、黄茶、黑茶、白茶、青茶、红茶以及再制茶七大类[1-4]。现代研究 [5-8]证明, 茶对包括肿瘤、冠心病在内的多种慢性病以及癌症、心血管疾病均具有有预防作用, 这与其较强的抗氧化活性有着密切的联系。目前, 茶叶抗氧化活性的研究主要采用DPPH 法、水杨酸法、碱性邻苯三酚法、铁还原抗氧化能力法等

基金项目: 国家科技支撑计划项目(2012BAD33B01)、北京市科学技术研究院青年骨干项目(2012-019)

Fund: Supported by the Nathional Science and Technology Support Plan (2012BAD33B01); the Youth Projects of Beijing Science and Technology Research Institute (2012-019)

*通讯作者: 杨月欣, 研究员, 博士生导师, 主要研究方向为食品营养。E-mail: [email protected]

*Corresponding author: YANG Yue-Xin, Professor, National Institute of Nutrition and Food Safety, Chinese Center for Disease Control and Prevention, No.29, Nanwei Road, Xicheng District, Beijing 100050, China. E-mail: [email protected]

242

食品安全质量检测学报 第5卷

[9,10]

, DPPH法衡量抗氧化能力高低是利用对化能力进行评价研究, 以期为茶叶保健功效的评价及与国际接轨提供数据支持, 为人们正确认识茶叶保健功效提供科学指导。

DPPH·自由基的清除效果, 其清除效果明显, 简单易行, 但DPPH·自由基具有刺激性, 吸入或皮肤均对人体有损害, 张雷等[11]对传统DPPH 法进行了改进, 选择HPLC-DPPH 在线联用技术比较了包括乌龙茶、绿茶在内的11种茶叶样品的抗氧化活性差异, 为其品质评价提供了一定的理论依据; 陈金娥等

[12]

2 材料与方法

2.1 材料与试剂

Synergy H4多功能荧光分析仪(德国BIO-TEK 公司) 及GENE5工作站; 96微孔板; 分析用天平: ME235S 型, 感量0.01mg, 德国Sartorius 集团。

荧光物质Sodium Fluorescein、自由基产生剂AAPH 、抗氧化标准物质Trolox(美国Sigma 公司); 磷酸氢二钾、磷酸二氢钠均为分析纯, 均购于北京试剂公司。

16种茶叶样品均由湖南农业大学易有金教授课题组提供, 包括未发酵绿茶样品5种, 半发酵乌龙茶样品3种, 全发酵红茶样品4种以及后发酵黑茶样品4种, 除益阳茯砖茶为再加工黑茶类样品外，其余样品均为基本茶类，采样信息见表1所示。

比较了

DPPH 法、水杨酸法及碱性邻苯三酚法对红茶、绿茶、乌龙茶三类茶叶的抗氧化活性进行了评价, 不同抗氧化评价方法得出的结果有一定的差异性。氧自由基吸收能力法(oxygen radical absorbance capacity, ORAC)是目前国际上正在采用评价总抗氧化能力的最新方法, 现已经成为美国农业部、美国卫生院、FDA 评价食品抗氧化能力的重要标准。美国、欧洲、日本等国家的食品、功能食品企业普遍采用ORAC 作为功能食品的重要评价标准。本研究选择的绿茶(未发酵茶) 、乌龙茶(半发酵茶) 、红茶(全发酵茶) 及黑茶(后发酵茶) 等4大类16种茶叶样品的ORAC 研究尚未见文献报道, 本研究通过对不同类型茶叶样品总抗氧

表1 茶叶样品采样信息

Table 1 The information of tea samples

茶叶类型

序号 1 2

绿茶

3 4 5 6 7

乌龙茶

8 9 10

红茶

11 12 13 14 15

黑茶

16 17

茶叶名称 西湖龙井 信阳毛尖(2011年) 信阳毛尖(2010年) 洞庭碧螺春 黄山毛峰 古丈毛尖 水仙 安溪铁观音 凤凰单枞 祁门红茶 滇红茶 川红茶 闽红茶 普洱茶 广西六堡茶 益阳茯砖茶 湖北青砖茶

级别 三级 一级 一级 一级 一级 特级 特级 特级 一级 一级 未标示 未标示 二级 特级 一级 特制 未标示

生产日期 201005 201105 201005 201105 201010 201004 201005 201010 201008 201010 201003 201009 201004 200801 200906 200803 200812

生产单位

浙江省杭州市西湖区梅家坞村一品香茶庄 河南省信阳市浉河港乡龙潭茶厂 河南省信阳市浉河港乡龙潭茶厂 江苏苏州市绿扬名茶有限公司 安徽黄山徽特商贸有限公司 湖南张家界茅岩河食品有限公司 福建政和瑞茗茶叶有限公司

福建省安溪县中闽弘泰茶叶有限公司 广东潮州市揭东县潮韵茶叶有限公司 黄山徽特商贸有限公司

云南滇红基团股份有限公司云南省凤庆茶厂四川林湖茶叶有限公司 福建政和瑞茗茶叶有限公司 云南普洱市金福茶厂 桂林市漓江茶叶加工厂 湖南省安化茶厂 湖北省赵李桥茶厂

第1期

徐维盛, 等: ORAC法评价16种茶叶的抗氧化能力 243

2.2 试验方法

2.2.1 供试溶液及样品的准备 准确称取茶叶5.0 g, 加100 ℃双蒸水100 mL冲泡10 min, 过滤取茶叶汁; 滤渣用同样方法浸泡1次, 再次过滤; 合并两次滤液, 双蒸水定容于200 mL容量瓶。摇匀, 使用前分别用75 mmol/L磷酸盐缓冲液(pH=7.2)稀释1000倍、2500倍作为供试样品溶液。

2.2.2 试验方法 本试验参考Huang 等[13]方法并加以改进。空白对照组及阴性对照组每组各8份, 实验组设两个浓度, 每个浓度平行操作3次, 重复测定两次。荧光素钠盐、AAPH 、Trolox 均用75 mmol/L磷酸盐缓冲液溶解并稀释至适当浓度, ORAC反应在75 mmol/L磷酸盐缓冲液(pH=7.2)体系中进行, 以激发波长(485±20) nm, 发射波长(530±20) nm进行连续测定荧光强度, 测定时间设定在荧光衰减呈基线后为止。

试验所得的各微孔不同时间点的绝对荧光强度数据与其初始时间的荧光强度相比, 折算成相对荧光强度f, 以相对荧光强度采用近似积分法计算荧光衰退曲线下面积(AUC)。其公式为: AUC=0.5× [2×(f0+f1+…+fn-1+fn )-f 0-f n ]×△t , 其中fn 标示第n 个测定点的相对荧光强度, △t 标示相邻两个时间点之间的时间间隔(即2 min), 则上述公式可简化为: AUC=2×(f0+f1+…+fn-1+fn )-f 0-f n 。计算公式为: relative ORAC value=[(AUCsample -AUC black )/(AUCTrolox -AUC black )] (molarity of Trolox/molarity of sample)[13-15]。

测定结果以ORAC 值表示, 数据采用EXCEL 软件处理, 计算各样品ORAC 值、ORAC 值平均值和相对标准偏差。

3 结果与讨论

3.1 16种茶叶的ORAC 值

此次研究共包括4类16种茶叶的17个样品, 每个样品做3份平行实验, 得到Trolox 相对荧光强度和Trolox 系列标准溶液荧光强度随时间衰减趋势如图1所示。以时间为横坐标, 净面积为纵坐标, 绘制Trolox 系列标准溶液标准曲线。

Trolox 系列标准溶液标准曲线为Y =0.9808X + 1.0344, 相关系数R 2=0.9928。试验研究发现, 不同茶叶样品具有不同程度的抗氧化性, 同一浓度不同种类茶叶样品及不同浓度同一茶叶样品的荧光衰减示意图见图2所示。分别对16种茶叶每个样品进行了两个不同浓度样品的抗氧化性研究, 每个样品平行称样3次, 通过计算获得其ORAC 值, 结果见表2所示。

图1 Trolox系列标准溶液荧光强度随时间衰减曲线

Fig. 1 The attenuation curve of fluorescence intensity of

Trolox series standard solution during different time

A 不同品种的茶叶样品(稀释1000倍) B 同一茶叶样品(稀释1000倍、2500倍)

A The relationship between tea varieties and the antioxidants. B The relationship between tea concentration and the antioxidants.

图2 茶叶样品溶液荧光随时间衰减曲线

Fig. 2 The attenuation curve of fluorescence intensity of tea sample solution during different time.

244

食品安全质量检测学报 表2 茶叶的ORAC 值

Table 2 The ORAC value of tea

ORAC 值(n =3, μmol TE/g)

ORAC 值(n =3, μmol TE/g)

ORAC 均值

浓度1

1 742.1±51.8 2 1060.0±48.7 3 688.4±95.2 4 1055.3±29.1 5 863.0±75.1 6 1159.6±18.3 7 1177.8±78.5 8 573.1±69.9 9 788.6±8.2

浓度2

720.2±85.7 1076.6±82.7 907.8±98.9

序号

浓度1

浓度2

第5卷

序号 ORAC 均值

598.6±102.2 503.8±41.3 11 564.3±20.9 755.2±56.2

648.7±30.5 853.2±78.5 1611.9±66.3 613.3±82.1

551.2 606.5 804.2 1379.1 583.8

1274.1±123.8 13 1146.3±68.9 963.9±34.2

554.3±73.7

1334.6±128.3 15 1091.9±94.3 1283.6±207.5 1187.8

1363.6±160.1 16 955.5±137.2 1307.8±107.9 1131.7 436.4±68.5

402.9±24.8

540.2±49.3

471.6

870.8±146.4

结果表明, 两个不同浓度的同一样品ORAC 值计算结果相同, 各样品ORAC 值计算RSD%值均在20%以内。方差分析结果表明, 绿茶的ORAC 值为987.1±216.2 μmol TE/g; 乌龙茶的ORAC 值为868.4±342.1 μmol TE/g; 红茶的ORAC 值为796.3±296.1μmol TE/g; 黑茶的

ORAC

值为

843.7±356.0 μmol TE/g; 方差分析结果表明: P >0.05, 没有统计学意义, 尚不能认为不同种类的茶叶的ORAC 值不同。

同时对不同放置时间的茶ORAC 值进行了方差分析, 结果表明, 不同放置时间的茶样品ORAC 值P 0.05), 乌龙茶、红茶的ORAC 值无显著性差异(P >0.05), 但绿茶、黑茶的ORAC 值较乌龙茶、红茶高。结果见表3、4。

2010年与2011年产的信阳毛尖样品的抗氧化能力比较发现, 2011年信阳毛尖茶样品的ORAC 值较高, 表明2011年信阳毛尖茶样品的的抗氧化能力高于2010年样品。

3.2.2 不同品种乌龙茶样品ORAC 值比较

乌龙茶又称青茶, 介于不发酵的绿茶和全发酵的红茶之间, 属于前发酵的半发酵茶, 其中安溪铁观音为我国十大传统名茶之一。本研究对凤凰单枞、安溪铁观音及水仙三个茶叶样品抗氧化能力研究结果表明, 水仙的ORAC 值最高, 为其他两种茶样品的2∼3倍, 表明其抗氧化能力最好。

3.2.3 不同品种红茶样品ORAC 值比较

红茶属前发酵的全发酵茶, 本研究选择的闽红茶、川红茶、滇红茶、祁门红茶四个品种均属于工夫红茶, 其做工精细, 是我国特有的传统红茶品种。研究结果表明, 四种红茶样品中, 闽红茶的ORAC 值最高, 表明其抗氧化活性最强, 川红茶次之, 滇红茶与祁门红茶的ORAC 值相差无几。

3.2.4 不同品种黑茶样品ORAC 值比较

对湖北青砖茶、益阳茯砖茶、广西留堡茶及普洱茶四种后发酵茶的抗氧化能力进行研究, 结果表明, 广西六堡茶与益阳茯砖茶的ORAC 值相近, 湖北青砖茶与普洱茶的ORAC 值相近, 其中前两种茶样品的ORAC 值约为后两种茶样品的一倍, 其中以广西六堡茶样品的ORAC 值最高, 表明其抗氧化能力较其他三种黑茶样品高。

3.2 讨 论

3.2.1 不同品种绿茶样品ORAC 值比较

在对绿茶(未发酵茶) 茶样品的抗氧化能力研究中, 选择了西湖龙井、信阳毛尖、洞庭碧螺春、黄山毛峰及古丈毛尖5个品种共6个样品作为研究对象, 结果表明: 不同品种绿茶样品的ORAC 值存在一定的差异, 其中以古丈毛尖的ORAC 值最高, 表明其抗氧化能力最强, 其次为洞庭碧螺春。通过对保质期内

第1期

徐维盛, 等: ORAC法评价16种茶叶的抗氧化能力 245

表3 茶叶ORAC 值方差分析结果

Table 3 The variance analysis results of the ORAC value of tea

Between Groups Within Groups

Total

Sum of Squares 1500468.0 3066060.8 4566528.8

d f 3 56 59

Mean Square 500156.0 54751.1

F 9.14

Sig. 0.00

表4 ORAC 值方差分析结果

Table 4 The variance analysis results of the ORAC value

α= 0.05 的子集

type 2.0 3.0 1.0 4.0 显著性

N

1.0

6.0 18.0 18.0 18.0

504.8 654.0 0.1

2.0 926.6 930.3 1.0

[4] 陈杖洲, 陈培钧. 浅议茶叶的分类及其品种花色(下)[J]. 茶世

界. 2007, (301): 37−38.

Chen ZZ, Chen PJ. Discussion on the classification, variety and color of tea (Part III) [J]. Tea World, 2006, (297): 37−38. [5] 赵宝权, 邵宛芳, 刘家奇, 等. 六堡茶、黑茶茶粉和普洱(熟茶)

茶粉对Wistar 大鼠调节血脂及抗氧化功能的比较研究[J]. 云南农业大学学报, 2013, 28(2): 236−241.

Zhao BQ, Shao WF, Liu JQ, et al. Comparative study on effect of fermented pu-erh tea powder, dark tea powder and liupu tea on regulation of blood lipid and antioxidant in hyperlipidemia model rats [J]. J Yunnan Agric Univ, 2013, 28(2): 236−241.

[6] 杨晓萍, 覃筱燕. 茶多酚药理活性的研究进展[J]. 中央民族大

4 结 论

在所有的茶样品中, 闽红茶ORAC 值最高, 为1379.1 μmol TE/g。其次为乌龙茶水仙, 其ORAC 值为1270.7 μmol TE/g。第三位绿茶品种的古丈毛尖, 其ORAC 值为1247.1 μmol TE/g, 黑茶样品中广西六堡茶与益阳茯砖茶也具有较高的ORAC 值, 其ORAC 值分别为1187.8、1131.7 μmol TE/g。方差分析结果表明4类茶叶ORAC 值无统计学差异, 表明其均具有较好的抗氧化性。 参考文献

[1] 魏先林, 徐建新. 浅谈茶叶的分类与品质特点[J]. 南昌高专学

报, 2011, 96(5): 186−188.

Wei XL, Xu JX. Discussion on the classification and quality characteristic of tea [J]. J Nanchang Coll, 2011, 96(5):186-188. [2] 陈杖洲, 陈培钧. 浅议茶叶的分类及其品种花色(上)[J]. 茶世

界, 2006, (297): 31−35.

Chen ZZ, Chen PJ. Discussion on the classification, variety and color of tea (Part I) [J]. Tea World, 2006, (297): 31−35. [3] 陈杖洲, 陈培钧. 浅议茶叶的分类及其品种花色(中)[J]. 茶世

界. 2006, (298): 32−36.

Chen ZZ, Chen PJ. Discussion on the classification, variety and color of tea (Part II) [J]. Tea World, 2006, (297): 32−36.

学学报(自然科学版), 2013, 22(3): 24−28.

Yang XP, Qin XY. Research advancement on pharmacological effect of tea polyphenols [J]. J MUC (Nat Sci Ed), 2013, 22(3): 24−28.

[7] 揭国良, 何普明, 张龙泽, 等. 普洱茶提取物对高糖作用下人

胚肺成纤维细胞的保护作用[J]. 食品科学, 2008, 29(4): 366−369.

Jie GL, He PM, Zhang LZ, et al. Protective effect of pu-erh tea extracts on high-glucose-induced damage in human fibroblast cells [J]. Food Sci, 2008, 29(4): 366−369.

[8] Duh PD, Yen GC, Yen WJ, et al. Effects of Pu-erh tea on oxida-tive damage and nitric oxide scavenging [J]. J Agric Food Chem, 2004, 52(26): 8169−8176.

[9] 吴祥庭, 王爱银, 周化斌, 等. 茶叶黄酮类物质的双水相系统

纯化及抗氧化研究[J]. 茶叶科学, 2012, 32(4): 289−296. Wu XT, Wang AY, Zhou HB, et al. Study on Extaction by Aqueous Two-phase System and Anti-oxidation of Flavonoids from Tea [J]. J Tea Sci, 2012, 32(4): 289−296.

[10] 钟兴刚, 刘淑娟, 李维, 等. 茶叶中黄酮类化合物对羟自由基

清除实现抗氧化功能研究[J]. 茶叶通讯, 2009, 36(4): 16−18. Zhong XG, Liu SJ, Li W, et al. Study on antioxidant function of tea flavonoid through the elimination of hydroxyl radical [J]. Tea Commun, 2009, 36(4): 16−18.

[11] 张雷, 丁晓萍, 戚进, 等. HPLC-DPPH在线联用技术评价茶

246

食品安全质量检测学报 第5卷

的抗氧化活性[J]. 中国药科大学学报, 2012, 42(3): 236−240. Zhang L, Ding XP, Qi J, et al. Determination of antioxidant ac-tivity of tea by HPLC-DPPH [J]. J China Pharm Univ, 2012, 43(3): 236−240.

[12] 陈金娥, 丰慧君, 张海蓉. 红茶、绿茶、乌龙茶活性成分抗氧

化性研究[J]. 食品科学, 2009, 30(3): 62−66.

Chen JE, Feng HJ, Zhang HR. Effects of active ingredients in black tea, green tea and oolong tea on antioxidant capability [J]. Food Sci, 2009, 30(3): 62−66.

[13] Huang DJ, Ou B, Hampsch-Woodill M, et al. High-Throughput

Assay of Oxygen Radical Absorbance Capacity (ORAC) Using a Multichannel Liquid Handing System Coupled with a Microplate Fluorescence Reader in 96-Well Format [J]. J Agric Food Chem, 2002, 50, 4437−4444.

[14] Ou B, Hampsch-Woodill M, Prior RL, et al. Development and

Validation of an Improved Oxygen Radical Absorbance Capacity Assay Using Fluorescein as the Fluorescent Probe [J]. J Agric Food Chem, 2001, 49, 4619−4626.

[15] 续洁琨, 姚新生, 栗原博. 抗氧化能力指数(ORAC)测定原理

及应用[J]. 中国药理学通报, 2006, 22(8): 1015−1021. Xu JK, Yao XS, Hiroshi K. Oxygen radical absorbance capacity assay and its paalication [J]. Chin Pharm Bull, 2006, 22(8): 1015−1021.

(责任编辑: 张宏梁)

作者简介

徐维盛, 医学博士, 食品营养与卫生学博士后, 助理研究员, 主要研究方向为营养与功能食品分析。

E-mail: [email protected]

杨月欣, 研究员, 博士生导师, 主要研究方向为食品营养。

E-mail: [email protected]