不同茶類寡肽含量的測定和分析

劉慧，王小娟，王弛，劉華豐，翁秋生，葉乃興，謝勇，趙峰*

（1福建中醫藥大學藥學院，福建福州 350122；2福建省產品質量檢驗研究院，福建福州 350025；3福建農林大學園藝學院，福建福州 350002；4閩江師范高等?？茖W校，福建福州 350109）

0 引言

【研究意義】寡肽是一種小分子多肽，因其功效特殊，能通過被動擴散等作用被小腸上皮細胞吸收（王寧和令狐恩強，2018），在近年的食品科學研究中廣受關注。相關研究顯示，當一系列特殊的氨基酸序列存在于大分子蛋白中時，因活性中心被包埋，通常不表現活性，但其以寡肽形式存在時，活性中心暴露后會顯現出特殊活性，如免疫調節（何麗霞等，2015）、降血糖（孫彬等，2016）、降血脂（李迪等，2017）、抗氧化（任金威等，2017）等功效。此外，寡肽對食品的風味品質有重要貢獻，乳蛋白水解后產生的各種肽對其甜味、苦味和酸味均有影響（王永強等，2008）；大豆蛋白經微生物發酵后，產生的大豆肽風味獨特（劉新旗等，2020）；畜肉解僵期的蛋白質降解會改善肉品的滋味（竇露等，2020）。對食品肽的系統研究已為新型食品添加劑或功能性食品研發提供了諸多關鍵理論支持，有力促進傳統食品產業的升級，成為食品科學的重要發展方向之一（Ayim et al.，2018；Liu et al.，2021）。茶是風靡全球的飲品，不但風味極佳，而且保健功效突出。建立一種茶葉寡肽定量分析方法，分析不同茶類寡肽含量的差異，對茶葉寡肽的相關研究和利用具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】茶葉中的含氮化合物占干重的20.00%~30.00%，其存在形式包括游離氨基酸、水溶性蛋白質和水不溶性蛋白質（顧謙等，2002；于鵬亮，2013）。茶葉中水溶性蛋白質由少量水溶性大分子量蛋白質和大量寡肽構成（羅欽等，2012）。目前，茶葉水溶性蛋白質的主要定量方法是考馬斯亮藍法，但G250染色劑對茶葉寡肽的顯色效果不佳（陳蓉等，2015）。其他常見的水溶性蛋白質測定方法有福林酚法和雙縮脲法（張賢忠等，2013；衛國等，2016；張玲等，2019），但這些方法通常會受到茶葉中酚類物質的干擾，也無法實現茶葉寡肽定量。目前關于寡肽定量方法的報道較少，大多以雙縮脲法和福林酚法檢測食品或藥物中多肽含量（衛國等，2016；張玲等，2019），但此類方法不適用于寡肽。目前關于寡肽的定量研究方法，羅欽等（2008，2012）利用甲醛滴定法和凱氏定氮法檢測魚粉中寡肽含量，并建立相應的標準，為茶葉寡肽的定量分析提供了研究思路?！颈狙芯壳腥朦c】本課題組前期研究已從白茶中發現了一系列具體寡肽（Zhao et al.，2019），并通過超高分辨液質聯用等大型分析設備構建了茶葉寡肽的高通量測序方法（Zhao et al.，2022），但關于茶葉寡肽定量分析方法的建立尚未見相關報道。本研究立足于常規理化實驗室硬件條件，根據食品寡肽測定的基本原理（曾哲靈等，2012），從提取液的水溶性蛋白質組成切入，先以沉淀劑去除大分子量蛋白質，再以凱氏定氮法測定其上清液的總氮（即游離氨基酸和寡肽總量），最后減去通過甲醛滴定法測得的上清液中游離氨基酸含量，即得寡肽含量，構建簡便可行的茶葉寡肽定量方法?！緮M解決的關鍵問題】三氯乙酸沉淀大分子量蛋白、甲醛滴定法測定游離氨基酸總量和凱氏定氮法測定總氮均為經典且成熟的理化分析方法，本研究將上述方法按照食品寡肽測定的基本原則設計試驗，并通過單因素試驗優化提取條件；同時，通過一定數量樣本實測，檢測其可靠性和實用性，以期構建適用于普通理化實驗室操作、簡便可行的茶葉寡肽定量方法，為茶葉寡肽研究提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試茶類包括黑茶、白茶、綠茶、紅茶、黃茶和烏龍茶共六大類，30份樣品，具體信息見表1。無水乙醇、三氯乙酸、氫氧化鈉、濃硫酸、鹽酸和甲醛均為分析純，購自國藥集團化學試劑上海有限公司。主要儀器設備：SH420F石墨消解儀、K9840自動凱氏定氮儀（山東海能科學儀器有限公司）；PHS-3Eph計（上海儀電科學儀器股份有限公司）；HH-6S恒溫水浴鍋［拓赫機電科技（上海）有限公司］；DL-4000C冷凍離心機（上海安亭科學儀器廠）。

表1 樣品信息Table 1 Sample information

1.2 試驗方法

1.2.1 混合樣制備30份參試樣品各取10 g，混合粉碎后，以四分法縮分制備代表性樣，用于方法優化試驗。

1.2.2 樣液提取及前處理.稱取2.500 g粉碎樣置于錐形瓶，加入50 mL 50%（v/v）乙醇水溶液搖勻，接回流冷凝管后，置于80℃水浴鍋提取30 min，冷卻并重新定容至50 mL。

1.2.3 提取條件單因素試驗.分別稱取2.500 g樣品置于錐形瓶，加入50 mL提取溶劑并搖勻后，置于水浴鍋中，接回流冷凝管。

具體試驗組合設計：80℃水浴條件下，以不同濃度的提取溶劑（水、25%乙醇、50%乙醇、75%乙醇和100%乙醇），分別提取30 min；以50%乙醇作提取溶劑，在不同水浴溫度（60、70、80、90和100℃）下，分別提取30 min；以50%乙醇作提取溶劑，在80℃水浴條件下，分別提取不同時間（20、30、40、50和60 min）。

1.2.4 寡肽含量測定.提取液冷卻后，以對應溶劑定容至50 mL，搖勻，移取20 mL溶液2份，分別加入20 mL 15%（m/v）三氯乙酸，搖勻，4℃靜置30 min后，離心取上清液。分別準確移取20 mL溶液2份，一份以凱氏定氮法測定寡肽和游離氨基酸總量，另一份以甲醛滴定法測定游離氨基酸含量。

寡肽和游離氨基酸總量：向提取液中加入20 mL 15%三氯乙酸溶液，混合并靜置5 min，4000 r/min離心5 min，過濾，根據GB/T 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》中的凱氏定氮法操作，消解并測定蛋白質含量。

式中，T為寡肽和游離氨基酸總量（%），C為HCl標準溶液濃度（mol/L），V為HCl標準溶液消耗體積（mL），V0為滴定空白體積（mL），m為折算后樣品質量（g），6.25為蛋白質換算系數。

游離氨基酸含量：向提取液中加入60 mL純凈水，按照GB 5009.235—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸態氮的測定》中的甲醛滴定法進行操作，以NaOH溶液調節樣液pH至8.20后，加10 mL中性甲醛溶液，1 min后再以0.1 mo/L NaOH標準溶液滴定樣液pH 9.20，記錄標準溶液消耗量，計算游離氨基酸含量。

式中，A為游離氨基酸含量（%），C為NaOH標準溶液濃度（mol/L），V為NaOH標準溶液消耗體積（mL），V0為滴定空白體積（mL），m為折算后樣品質量（g），7為氨基酸轉換系數。

寡肽含量計算：寡肽含量=寡肽和游離氨基酸總量-游離氨基酸含量，即：G（%）=T-A。

1.2.5 穩定性試驗.按照優化后的提取方法，平行稱取6份樣品，試驗后計算結果相對標準偏差（RSD），評估方法的穩定性。

1.2.6 總蛋白質含量.稱取0.20 g樣品置于消化管中，按照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》測得總蛋白質含量。

1.3 統計分析

采用Office 2016和SPSS 22.0對試驗數據進行統計分析、差異顯著性檢驗及制圖。

2 結果與分析

2.1 溶劑濃度對茶葉中寡肽含量的影響

由圖1可知，從寡肽和游離氨基酸總量（T）及游離氨基酸含量（A）的提取結果來看，隨著提取溶劑中乙醇占比的增加，二者均呈先升高后下降的變化趨勢，即以50%乙醇作提取溶劑時，提取含量均達峰值，寡肽和游離氨基酸總量為8.07%，游離氨基酸含量為4.02%，與提取溶劑為水和無水乙醇（100%乙醇）時的含量相比，均存在顯著差異（P＜0.05，下同）。

圖1 不同濃度提取溶劑對寡肽含量的影響Fig.1 Effects of extraction solvents of different concentrations on oligopeptide content

寡肽含量的變化趨勢雖然與寡肽和游離氨基酸總量、游離氨基酸含量相似，但提取溶劑為水、25%乙醇和50%乙醇時，增長趨勢并不明顯，當乙醇比例繼續增加，寡肽含量開始下降。綜合寡肽和游離氨基酸總量與游離氨基酸含量的結果，當以水和25%乙醇為提取溶劑時，寡肽和游離氨基酸總量與游離氨基酸含量的提取尚不充分，尤其是游離氨基酸含量的溶出率低，由此導致寡肽含量結果略高。

進行溶劑優化的最終目的是確保目標物質（T和A）的提取效率最高。當以50%乙醇為提取溶劑時，寡肽和游離氨基酸總量與游離氨基酸含量均達最大值，考慮到二者的變化趨勢基本一致，故認為此時對應的寡肽含量更可靠，因此選擇50%乙醇作為提取溶劑，此時寡肽含量為4.05%。

2.2 提取溫度對茶葉中寡肽含量的影響

由圖2可知，提取溫度對寡肽和游離氨基酸總量無顯著影響（P＞0.05，下同），總量在8.02%~8.49%；游離氨基酸含量則在60、70、80和100℃間無顯著差異，含量在3.81%~4.37%，提取溫度為90℃時，游離氨基酸含量達峰值，與60和70℃的游離氨基酸含量間無顯著差異，但與80和100℃存在顯著差異；寡肽含量在60~90℃無顯著差異，含量在3.71%~4.46%，呈先升后降的變化趨勢，其中80℃時寡肽含量最高；100℃時寡肽含量突然上升，是由于100℃時游離氨基酸含量低，導致寡肽含量相對較高。

圖2 不同提取溫度對寡肽含量的影響Fig.2 Effects of different extraction temperatures on the content of oligopeptide

綜上結果，70和80℃均為可行的提取溫度條件，以寡肽含量為判斷標準，選擇寡肽含量高的溫度條件，確定以80℃為優化后提取溫度。

2.3 提取時間對茶葉中寡肽含量的影響

如圖3所示，在20~50 min范圍時，寡肽和游離氨基酸總量、游離氨基酸含量及寡肽含量均呈先升后降的變化趨勢，提取時間為60 min時，三者含量又有所上升。提取時間對寡肽和游離氨基酸總量、游離氨基酸含量及寡肽含量均無顯著影響，其中寡肽含量在3.71%~4.68%；提取時間為30和40 min時，寡肽含量分別為4.43%和4.42%，二者相差小，在時間因素對寡肽含量無顯著影響的情況下，選擇30 min為優化后的提取時間，保證提取效率的同時，縮短提取時間。

圖3 不同提取時間對寡肽含量的影響Fig.3 Effects of different extraction times on oligopeptide content

2.4 方法穩定性結果

本研究中寡肽為多種寡肽混合物，結構復雜，因此僅考慮重復性試驗，驗證其穩定性。結果（表2）顯示，重復試驗的RSD均小于5.00%，寡肽含量測定方法的穩定性良好。

表2 方法穩定性結果Table 2 Stability test result of method

2.5 各茶類寡肽含量測定結果

按照最終確定的樣品提取及測定方法，對六大茶類樣品（共30份）進行測定，結果如表3所示；按照其所屬茶類，進行描述統計分析（表4）。從總蛋白質含量、寡肽和游離氨基酸總量、游離氨基酸含量及寡肽含量測定結果來看，不同茶類、不同品種茶之間的變化趨勢基本一致，總蛋白質含量高的茶葉，其寡肽含量也高。不同品種烏龍茶的總蛋白質含量為17.82%~28.87%，其中大紅袍的總蛋白質含量最高，其寡肽含量也最高（3.93%），鐵觀音的寡肽含量最低，僅有0.70%；烏龍茶的總蛋白質和寡肽含量均值在六大茶類中均為最低。不同品種紅茶中總蛋白質含量為22.29%~27.55%，紅茶1的總蛋白質含量最低，寡肽含量也最低，為1.90%，紅茶2的總蛋白質含量最高，寡肽含量也最高，為4.84%，是紅茶1寡肽含量的2.5倍。不同品種白茶的總蛋白質含量為26.00%~36.15%，寡肽含量為3.88%~6.00%，牡丹皇寡肽含量是白牡丹寡肽含量的1.5倍。不同品種黑茶中總蛋白質含量為24.33%~30.55%，寡肽含量為3.11%~6.53%，其中六堡茶和普洱熟茶的寡肽含量分別為6.53%和5.42%，明顯高于其他品種黑茶，六堡茶的總蛋白質含量最高，普洱熟茶的總蛋白質含量（26.10%）較高；雖然黑毛茶1總蛋白質含量較低，但其游離氨基酸和寡肽總量及游離氨基酸含量均最高。不同品種綠茶中總蛋白質含量為23.98%~33.95%，其中云霧康花茶的總蛋白質含量最低，其寡肽含量也僅有2.45%，約為茉莉花茶寡肽含量的二分之一。六大茶類中，黃茶的總蛋白質含量最高，為30.79%~38.11%，寡肽含量為4.73%~5.76%，均值分別為33.64%和5.31%，且各品種黃茶之間的總蛋白質含量、游離氨基酸和寡肽總量、游離氨基酸含量及寡肽含量差異小。

表3 參試樣品總蛋白質含量、寡肽和游離氨基酸總量（T）、游離氨基酸含量（A）及寡肽含量（G）的測定結果（%）Table 3 Determination results of total protein content，oligopeptide and free amino acid content（T），total free amino acid content（A）and oligopeptide content（G）in tested samples（%）

表4 各茶類樣品總蛋白質含量、寡肽和游離氨基酸總量（T）、游離氨基酸含量（A）及寡肽含量（G）的統計結果（均值±偏差）（%）Table 4 Statistical results of total protein content，oligopeptide and free amino acid content（T），total free amino acid content（A）and oligopeptide content（G）of different teas（mean±SD）（%）

各茶類有其相應的鮮葉采摘標準，一般而言，鮮葉原料嫩度高的茶，其總蛋白質和游離氨基酸含量高于粗老原料加工的茶（李兵等，2019）。由表3和表4可知，參試樣品的總蛋白質和游離氨基酸含量大致分為兩類：一類是黃茶、白茶和綠茶，其原料嫩度高，總蛋白質平均含量為30.85%~33.64%，游離氨基酸平均含量為5.00%~6.22%；另一類是烏龍茶、紅茶和黑茶，其原料相對較粗老，故總蛋白質和游離氨基酸含量均稍低，分別為21.16%~26.81%和2.83%~4.57%。寡肽含量測定結果顯示，黃茶和白茶相對較高，可達5.31%和5.20%；其次為黑茶和綠茶，分別為4.42%和4.28%；紅茶和烏龍茶較低，分別為3.31%和2.24%。

3 討論

3.1 茶葉寡肽提取方式

通過單因素試驗，分別證實提取溶劑、提取溫度和提取時間對茶葉中寡肽含量的影響。由于寡肽含量為寡肽和游離氨基酸總量與游離氨基酸含量的差值，在單因素試驗中，需綜合考慮這2個指標的含量。

乙醇和水是常用的中藥材提取溶劑，主要用于提取極性物質。隨著乙醇比例的增加，游離氨基酸含量、寡肽和游離氨基酸總量及寡肽含量均呈先升后降的變化趨勢，在提取溶劑為50%乙醇時，3種物質含量均達最大值，因此選擇50%乙醇作為最優提取溶劑，但提取溶劑為25%、50%和75%乙醇時，寡肽和游離氨基酸總量及游離氨基酸含量均無顯著差異。提取溫度對游離氨基酸和寡肽總量無顯著影響，提取溫度為80℃時，寡肽含量高，但提取溫度為60~90℃時，寡肽含量均無顯著差異。乙醇的沸點是78.4℃，提取溫度為60和70℃時，未達到乙醇的沸點，無法達到回流條件，游離氨基酸和寡肽不能完全溶出。提取時間對于寡肽和游離氨基酸的提取無顯著影響，因此在選擇提取時間時，從提取效率考慮，選擇30 min為宜。

寡肽含量是將提取液中測得的游離氨基酸和寡肽總量減去游離氨基酸含量所得。在試驗中發現，提取溶劑種類對游離氨基酸和寡肽總量及游離氨基酸含量存在明顯且不同的影響趨勢，但由于寡肽含量是二者相減的結果，從實際的計算結果來看，除提取溶劑種類外，提取溫度和提取時間并未對寡肽含量造成明顯影響。分析其原因，可能是由于試驗所采用的熱回流提取方法中回流提取溫度較高，已能確保茶葉寡肽的充分溶出，故而認為沒有必要進一步開展正交試驗。

3.2 茶葉游離氨基酸測定方法

目前常見的氨基酸定量分析方法有茚三酮顯色法、甲醛滴定法和AQC柱前衍生法。由于寡肽的化學性質與游離氨基酸較為接近，存在暴露的氨基端和羧基端，因此也具備兩性電解質特征，還原性茚三酮除了與氨基酸的氨基端反應生成紫色化合物，還會與寡肽暴露的氨基端發生反應。AQC柱前衍生法是目前公認的較準確可靠的游離氨基酸測定方法，需通過各具體氨基酸標準品，配合柱前或柱后衍生處理后，借助自動氨基酸分析儀、色譜質譜聯用儀等大型分析系統開展（陳思肜等，2019；Zhou et al.，2019），操作方法較復雜。本研究采用甲醛滴定法測定游離氨基酸，該方法最大的優點在于簡便易行，不需要色譜質譜等大型儀器即可完成，其利用氨基酸兩性電解質的特性，常溫下，過量甲醛可迅速與氨基酸的氨基端結合生成羥甲基化合物，導致反應平衡右移，使溶液的酸度增加，通過堿滴定即可計算游離氨基酸含量（王斯維等，2019）。對于甲醛滴定法、茚三酮和色譜法測得的游離氨基酸含量間是否存在差異，需進一步探究。

3.3 茶葉寡肽研究

一直以來，茶葉化學對茶湯中水溶性蛋白質作用的認識較模糊，僅一般性地認為其與滋味的醇厚度密切相關。本團隊在前期研究中通過高分辨質譜技術，對白茶加工過程中的寡肽變化進行了較系統研究（Zhao et al.，2019），證實了茶葉中寡肽的存在。通過本研究構建的茶葉寡肽含量測定理化方法，測得茶葉中寡肽含量為3.00%~5.00%，該結果說明除大分子水溶性蛋白質外，寡肽也是茶葉中水溶性肽的重要存在形式。

茶葉中的寡肽含量不低，但之前未被重視。一方面是以往多通過考馬斯亮藍顯色法測定茶葉的水溶性蛋白質總量，而考馬斯藍G-250雖然能很好地與大分子水溶性蛋白質絡合顯色，但對低分子量寡肽的結合能力差，無法通過紫外光譜法直接測定寡肽含量；另一方面，寡肽含量雖不低，但種類繁多，化學性質接近，單一寡肽的絕對含量有限，尤其是其極性接近游離氨基酸，而傳統的研究手段需通過分離制備獲取純品后才能開展后續工作，極大地制約了寡肽研究。但當前食品滋味肽和生物活性肽的發展極其迅速，對茶葉肽開展系統性研究，將有助于從全新的角度探究茶葉保健功效和風味品質構成機理。

對于不同茶類中寡肽的含量變化，以粗老原料加工的黑茶，其寡肽含量接近鮮嫩原料加工的綠茶。說明除了原料的嫩度，加工工藝會對茶葉的寡肽有明顯影響。雖然原料粗老的黑茶總蛋白質含量和游離氨基酸含量不高，但寡肽含量較高，可能是后發酵過程中，由于外源微生物的作用，茶葉中原有的非水溶性大分子蛋白質被降解為水溶性較好的小分子肽段。該結果可為黑茶的保健功效研究提供全新思路。

烏龍茶的寡肽含量最低，推測除了受原料嫩度的影響，烏龍茶的焙火工藝也會造成其寡肽含量偏低。焙火是烏龍茶精制中的重要工序，在該過程中，茶葉中所含氨基酸類與還原糖類物質加溫后會發生美拉德反應，賦予烏龍茶特殊的風味（江山等，2012；王麗等，2020）。從化學性質上看，寡肽的化學性質與氨基酸接近，因此，經焙火后，寡肽與氨基酸一樣，也會與還原糖類物質發生反應生成風味物質，由此導致其含量下降。之前由于茶葉中寡肽含量和具體種類尚不明確，故未見關于茶葉寡肽及其相關美拉德反應生成物對茶葉品質影響的報道，本研究結果可為烏龍茶風味品質形成的相關研究提供新的切入點。

本研究所使用的紅茶是按照傳統采摘標準及加工工藝而制備的樣品，故其鮮葉為達到一定成熟度的原料，其游離氨基酸含量和寡肽含量不低，說明在紅茶的加工過程中，茶葉原有的內源酶極可能參與大分子蛋白質的降解過程。目前的數據雖然尚不充分，但可為紅茶加工過程的大分子蛋白質降解及其對風味品質的作用研究提供參考。

本研究結果顯示，白茶、黃茶和綠茶的寡肽含量均較高且較接近。從原料角度分析，這三類茶對原料嫩度的要求較接近。目前難以推斷萎凋、悶黃、炒青等工藝對寡肽含量的具體影響趨勢，下一步可有針對性地開展研究。

4 結論

通過優化提取方法，得到適合茶葉寡肽定量分析的方法，且通過對比不同茶類的寡肽含量，推測茶葉的鮮嫩度、不同加工過程和焙火方式影響茶葉寡肽的積累。