（植物学专业论文）苦茶嘌呤生物碱茶多酚和香气成分的研究.pdf

杜丽丽中山大学硕士学位论文 苦茶嘌呤生物碱茶多酚和香气成分的研究 杜丽丽 中山大学生命科学学院，广州，5 1 0 2 7 5 摘要 苦茶( c a m e l l i aa s s a m 缸av a t 缸t c h ac h a n ge tw a n g ) 是一种特殊的野生茶树资 源，其芽叶中以1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸为优势嘌呤生物碱。按照“一芽两叶” 的采样标准，对中山大学茶园中的8 7 株苦茶迸行了连续7 个月( 3 月9 月) 的 采样，并进行了嘌呤生物碱的分析，从中筛选出1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸含量 比较高的植株。同时，对苦茶中的茶多酚、香气成分( 游离态、糖苷结合态) 亦 进行了分析研究，得出以下结论： 1 8 7 株苦茶中有1 2 株以1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸为优势嘌呤生物碱。其余7 5 株中未检测到1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸。含1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸的植 株，其含量在2 7 7 一8 5 6 之间，平均值为4 7 7 ；咖啡碱的含量在 o 1 2 一1 6 3 之间，平均值为0 7 5 7 。其余的苦茶植株中咖啡碱的含量在 o 9 6 一3 2 4 之间波动，平均值为2 1 8 。苦茶植株间嘌呤生物碱存在差异， 表明在苦茶中可能存在着种群间的分化。 2 以1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸为优势嘌岭生物碱的苦茶中，1 ，3 ，7 ，9 一四甲 基尿酸的含量虽然随采样季节的不同而出现波动，但其作为优势生物碱的性 质保持不变。嘌呤生物碱的含量春季明显高于夏秋两季，而夏秋两季的含量 相差不大。 3 对苦茶中茶多酚类化合物的研究结果显示，苦茶中共有7 种儿茶素，分别是 没食子儿茶素( g c ) 、表没食子儿茶素( e g c ) 、儿茶素( c ) 、表儿茶素( e c ) 、 表没食子儿茶素没食子酸酯( e g c g ) 、没食子儿茶素没食子酸酯( g c g ) 、 和表儿茶素没食子酸酯( e c g ) 。此外，还含有一种没食子酸衍生物，即没 杜丽丽中山大学硬十学位论文 食子酰奎宁酸酯。与传统绿茶比较，除绿茶中不含g c 外，苦茶中茶多酚各 组分的含量均较绿茶中含量高，但相对组成比与绿茶极为相近。与云南大叶 茶比较，苦茶中含有的g c g 在云南大叶茶中未见报道，另外，在儿茶素的 组成和含量上两种茶都是以e g c g 积e c g 分列第一、二位，不同的是云南 大叶茶e c g 的含量与e g c g 的含量接近，有时甚至会超过e g c g 的含量； 苦茶中e c g 与e g c g 的含量相差较多，分别占干重的2 4 2 和9 8 1 。e c 、 c 的含量比云南大叶茶少，都在1 以下。与云南大叶茶一样，苦茶中复杂 儿茶素含量比例较大，占总量的7 3 2 6 ，倾向制成红茶为好。 4 对于苦茶游离香气成分的研究，分别采用树脂柱吸附法和s d e 法制备了苦 茶的香气成分浓缩物a 和b 。经g c - - m s 分析，香气成分浓缩物a ( 树脂 柱吸附法) 中共分离了4 9 种组分，鉴定了3 2 种。碳氢化合物5 种，醇类物 质8 种，醛类物质2 种，酮类物质2 种，酯类物质8 种，芳香族化合物6 种， 其中醌类化台物钓含量最高。香气成分浓缩物b 中( s d e 法) 提取经g c m s 分析共分离出了6 0 种组分，鉴定了4 4 种，包括1 4 种酮，8 种醇，1 2 种 醛，1 种酯，1 种内酯，4 种碳氢化合物，3 种含氮化合物，1 种含硫化合物。 传统茶中含量较高的芳香醇、芳樟醇、橙花叔醇等成分，在苦茶游离香气中 含量较低。 5 对于苦茶中糖苷结合态香气成分的分析，共检测到9 种糖苷成分分别为( z ) 3 己烯醇、苄醇、2 苯乙醇的葡萄糖苷和樱革糖苷，香叶醇基葡萄糖苷、芳 樟醇基樱草糖菅、甲基水杨酸樱草糖昔。其中，含量最高的是苄基葡萄糖营， 每公斤约含1 9 6 4 6m g ，其余几种含量较低。与传统茶鲜叶中糖苷相比，苦 茶中糖昔瓣类少，含量低。传统茶中所含的四种芳樟醇氧化物葡萄糖苷和樱 草糖营，在苦茶中均未检测到。 6 鉴于苦茶含特殊的1 ，3 ，7 ，9 四甲基尿酸及形态上的可鉴别的特征，建议 将它提升为种c a m e l l i ak u c h a ( c h a n ge tw a n g ) c h a n ge td ul i l i 。 关键词：苦茶：嘌呤生物碱：1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸；儿茶素；香气成分； 糖苷 i i 杜丽丽中山大学硕= l 学位论文 s t u d i e so np u r i n e a l k a l o i d s ，p o l y p h e n o l s a n da r o m a c o m p o s i t i o n i nk u c h a ( c a m e l l i a a s s a m i c av a r k u c h a ) d ul i “ s c h o o lo fl i f es c i e n c e ，s u ny a t s e nu n i v e r s i t y , g u a n g z h o u5 1 0 2 7 5 a b s t r a c t c a m e l l i aa s s a m i c av a lk u c h a ( c h a n ge tw a n g ) c h a n gt h a ti sk u c h ai sas p e c i a l w i l dt e ar e s o u r c e ，a n d1 , 3 ，7 ，9 - t e t r a m e t h y l u r i ca c i d ( t h e a c r i n e ) i sk n o w na st h e p r e d o m i n a n tp u r i n ea l k a l o i di nt h el e a v e so fk u c h a i no r d e rt of i n do u tt h ek u c h a p l a n t sc o n t a i n i n gh i g hc o n t e n to ft h e a c r i n e ，8 7k u c h ap l a n t sc u r i v a t e di nt h et e a g a r d e no fs u ny a t - s e nu n i v e r s i t yw e r es c r e e n e d ，a n dt h ev a r i a t i o no ft h ec o n t e n t so f p u f i n ea l k a l o i d si nk u c h al e a v e sf r o mm a r c ht os e p t e m b e rw a sa l s oi n v e s t i g a t e d t h e l e a v e ss a m p l e sw e r ep i c k e da c c o r d i n gt o o n eb u dw i t ht w ol e a v e s ”s t a n d a r d t h e o t h e rc h e m i c a lc o n s t i t u e n t so ft e a p o l y p h e n o l s ，f r e e a r o m ac o m p o u n d sa n d g l y c o s i d i c a l l yb o u n d a r o m ap r e c u r s o r si nk u c h al e a v e sw e r ea l s os t u d i e da sw e l ta s t h ep u r i n ea l k a l o i d s t h eo b t a i n e dr e s u l t sw e r es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： 1 a m o n gt h e8 7k u c h ap l a n t s ，t h e r ew e r e1 2p l a n t sr e c o g n i z e dt oc o n t a i nt h e a c r i n e i nt h e i rl e a v e s t h ea v e r a g ec o n t e n to ft h e a c f i n eo fe a c hp l a n tf r o mm a r c ht o s e p t e m b e rw a sv a r i e df r o m2 7 7 t o8 5 6 a n dt h ea v e r a g ev a l u ew a s4 7 7 h o w e v e r , t h ea v e r a g ec o n t e n to fc a f f e i n eo fe a c hp l a n tw a sv a r i e df r o mo 1 2 t o 1 6 3 ，a n dt h ea v e r a g ev a l u ew a s0 7 5 7 i nt h eo t h e r7 5k u c h ap l a n t sw i t h o u t t h e a c r i n e ，t h ea v e r a g ec o n t e n to fc a f f e i n eo fe a c hp l a n tw a sv a r i e df r o m0 9 6 t o 3 2 4 a n dt h ea v e r a g ev a l u ew a s2 1 8 t h ed i f f e r e n c ei nt h ec o n s t i t u e n t so f l i i 杜丽丽中山大学硕士学位论文 p u r i n ea l k a l o i d sa m o n gt h e s ek u c h ap l a n t ss u g g e s t e dt h ed i f f e r e n t i a t i o ne x i s t e d i n n e rca s s a m i c av a r k u c h a 2 t h e a c r i n ew a ss h o w na st h ep r e d o m i n a n tp u f i n ea l k a l o i di na l lo ft h e1 2p l a n t s c o n t a i n i n gt h e a c r i n e ，a n dt h ep r o f i l eo ft h ec o m p o s i t i o no fp u r i n ea l k a l o i d sw a s n o tc h a n g e dw i t hs e a s o n s ，a l t h o u g ht h ea m o u n t so fp u r i n ea l k a l o i d sv a r i e di n d i f f e r e n tm o n t h s i ns p r i n g ，t h ec o n t e n to ft h e a c r i n ew a so b v i o u s l yh i g h e rt h a ni n t h o s ei ns u m m e ra n df a l l 丁矗e r ew a sa l m o s tn od i f f e r e n c eb e t w e e ns u m m e ra n d f a l l 3 w i t hr e s p e c to ft e a p o l y p h e n o l si nk u c h a ，t h e r ew e r e 7c a t e c h i n sa n d g a l l o y l q u i n i c a c i di d e n t i f i e d t h ec a t e c h i n sw e r e g a l l o c a t e c h i n ( g c ) ， e p i g a l l o c a t e c h i n ( e g c ) ，c a t e c h i n ( c ) ，e p i c a t e c h i n ( e c ) ，e p i g a l l o c a t e c h i n - 3 - g a l l a t e ( e g c g ) ，g a l l o c a t e c h i ng a u a t e ( g c g ) a n de p i c a t e c h i ng a l l a t e ( e c o ) e g c g i g a l l o y l q u i n i ca c i d a n de c gw e r eo b t a i n e da sm a i np o l y p h e n o l s t h e c o m p a r i s o no ft h e s ep o l y p h e n o l sw a sq u i t es i m i l a rw i t ht h a t i nt r a d i t i o n a lg r e e n t e a ( cs i n e n e s i s ) c o m p a r e dw i t hca s s a m i c ac u l t i v a t e d i ny u n n a n ，t h e c o m p a r i s o no ft h e s ep o l y p h e n o l sw a ss i g n i f i c a n td i f f e r e n t ，a l t h o l 】l g ht h ec o n t e n t s o fe g c ga n de c gw e r eo b s e r v e da st h em a i np o l y p h e n o l si nb o t ho fc a s s a m i c ao fy u n n a na n dk u c h a i nt h ef o r m e ro n e t h ec o n t e n to fe c gi sa l m o s t t h es a m ew i t he g c go rs o m e t i m e sh i g h e rt h a ne g c g , w h i l ei nk u c h a ，t h e c o n t e n to fe g c g ( 9 8 1 ) w a sm u c h h i g h e rt h a nt h a to fe c g ( 2 4 2 ) s a m ea sc a s s a m i c ao fy u n n a n ，k u c h ac o n t a i n sal a r g e rp r o p o r t i o no fc o m p l i c a t e dc a t e c h i n s ， k u c h ai sc o n s i d e r e ds u i t a b l et ob em a d ei n t ob l a c kt e a 4 a b o u tt h es t u d yo ff r e ea r o m ac o m p o u n d si nk u c h a ，w ep r e p a r e dt h ea r o m a c o n c e n t r a t e sb yt w od i f f e r e n tm e t h o d s ，o b j e c t e dt og c - m sa n a l y s i s i nt h ea r o m a c o n c e n t r a t ep r e p a r e db yp o r a p a kor e s i na b s o r p t i o n ，3 2c o m p o u n d sa m o n g4 9 c o m p o u n d sw e r ei d e n t i f i e d ，i n c l u d i n g5h y d r o c a r b o n s ，8a l c o h o l s ，2a l d e h y d e s ，2 k e t o n e s ，8e s t e r sa n d6a r o m a t i cc o m p o u n d s t h ea m o u n t so fk e t o n e sw e r e a b o u n d a n t i nt h eo t h e rh a n d ，i nt h ea r o m ac o n c e n t r a t ep r e p a r e db ys d e m e t h o d ， 4 4c o m p o u n d so f6 0c o m p o u n d sw e r ei d e n t i f i e d ，i n c l u d i n g1 4k e t o n e s ，8a l c o h o l s ， 1 2a l d e h y d e s ，1e s t e r s ，1l a c t o n e ，4h y d r o c a r b o n s ，3n i t r o g e n o u sc o m p o u n d s ，a n d n ， 杜丽耐中山大学硕士学位论文 1s u l f u r o u sc o m p o u n d ，a n dt h et w oi s o m e r so f 2 ，4 - h e p t a d i e n a lw e r eq u i t e a b o u n d a n t ，o c c u p i e d4 1 3 5 o ft h ea m o u n t so fw h o l ev o l a t i l ec o m p o u n d s t h e t y p i c a la r o m ac o m p o u n d si nt r a d i t i o n a lt e as u c ha sl i n a l o o l ，g e r a n i o l ，a r o m a t i c a l c o h o l sa n dn e r o l i d o lw e r eo b s e r v e dw i t hs m a l la m o u n ti nk u c h a 5 w i t hr e s p e c to ft h es t u d yo ft h eg l y c o s i d i c a t l yb o u n da r o m ap r e c u r s o r si nk u c h a ， 9g l y c o s i d e sw e r ei d e n t i f i e d ，t h e yw e r ed g l u c o s i d e sa n dp r i m e v e r o s i d e so f ( z ) 一3 h e x e n o l ，b e n z y l a l c o h o la n d2 - p h e n y l e t h a n o l ，g e r a n y l d 百u c o s i d e s ， p r i m e v e r o s i d e so fl i n a l o o l a n d m e t h y ls a l i c y l a t e a m o n gt h e s eg l y c i s i d e s ， b e n z y l - d g l u c o s i d ew a sm o s ta b o u n d a n tw i t h t h ec o n t e n to f1 9 6 4 6 m g k g c o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a lt e a ，t h eg l y c o s i d i c a l l yb o u n da r o m ap r e c u r s o r si n k u c h aw e r eo fl e s sk i n d sa n dl o wc o n t e n t f o u ri s o m e l so fl i n a l o o lo x i d ee x i s t e d i nt r a d i t i o n a it e aw e r en o td e t e c t e di nk u c h a 6 c o n s i d e r i n gt h eu n i q u ec h a r a c t e ro fk u c h ac o n t a i n i n gh i g ha m o u n to ft h e a c r i n e w h i c hh a sn o tb e e nd e t e c t e di nc a s s a m i c a ，i ti ss u g g e s t e dt on a m ek u c h aa s c a m e l l i ak u c h a ( c h a n ge tw a n 曲d ul i l ii n s t e a do fc a m e l l i aa s s a m i c av a t k u c h a ( c h a n g e tw a n g ) c h a n g k e yw o r d s ：c a m e l l i aa s s a m i c av a r k u c h a ；1 , 3 ，7 ，9 一t e t r a m e t h y l u r i ca c i d ；t e a p o l y p h e n o l ；a r o m ac o m p o u n d ；g l y c o s i d e s v 壮丽丽中山大学硕士学位论文 1 关于茶树资源的介绍 1 1 茶的历史渊源 我国是世界上最早发现茶树和利用茶叶的国家。瑞典科学家林奈( c a r ly o n l i r m e ) 在1 7 5 3 年出版的植物种志中，就将茶树的最初学名定名为t h e a s i n e n s i s ，l ，t h e a 直接取自福建、潮汕的方言加以拉丁语尾，s i n e n s i s 是产于 中国的意思【”。栽茶、制茶、饮茶，源远流长的茶文化是我国对世界文明的伟大 贡献。茶树，包括茶c a m e l l i as i n e n s i s ( l ) 0 k u n t z e 和普洱茶c a m e l l i aa s s a m i c a ( m a s t ) c h a n g ，在我国的栽培已有很长的历史，可以上溯至中华民族的农耕始祖 神农【“。据东汉时的神农本草记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得荼而 解之”。“荼”者，“茶”也。“茶之为饮，发乎神农氏，闻于鲁周公”叽周朝时， 人们以茶作祭祀；西汉时，茶作为陪葬品；晋时茶的栽培已“弥谷披岗”；到了 隋唐，民间已到“宁可食无肉，不可居无茶”的程度。至唐朝，茶已大有发展。 陆羽写出世界历史上第一部茶叶专著茶经【4 1 。宋代的团饼茶已达登峰造极的 地步。到了明代，团饼茶退出，散茶登场。清朝以后，各种不同茶类，绿茶、青 茶、红茶、黄茶、黑茶、自茶陆续诞生。如今茶已成为风靡世界的三大无滔精饮 料( 茶、咖啡、可可) 之一。 1 2 茶组植物研究简介 在中国久经栽培的茶c a m e l l i as i n e n s i s ( l ) o k u n t z e 和普洱茶c a m e l l i 口 a s s a m i c a ( m a s t ) c h a n g 在分类上属于山茶科，山茶属，茶亚属，茶组植物。茶组 植物c a m e l l i as e c t t h e a ( l ) d y e r 已发现的有3 0 余种，除了上述两种已有很长的 栽培史外，其余3 0 种均为野生茶，集中分布于云南、四川、贵州、广西、广东 以及海南。尤以云南最为集中，有2 0 余种，可能是天然杂交的结果【5 】。 茶组植物的基本特征是花具明显花柄，长约l c m 或更长，小苞片2 - 6 早落， 在花柄上留脱落的痕迹；萼5 - 6 ( 7 ) 片，花瓣7 8 ，多至1 4 片，近离生；雄蕊 多轮，近离生；子房的室数及被毛与否是茶组分系以及分群的主要依据。原始的 杜丽丽中山大学硕士学位论文 种群具有5 室的子房，较进步的种群具3 室的子房，子房被毛通常花柱亦有毛， 反之则无毛；花柱连生，先端5 - 3 裂；果实5 - 3 室，稀1 室，种子无毛，果皮通 常厚1 - 2 m m ，少数种厚达7 - 8 m m ，花萼的数目以及大小具有分类的意义；花瓣 数目多少亦有分类的价值【6 】。 茶组里又分为4 个系，分别是五室茶系s e t q u i n g u e l o c u l a r i sc h a n g 、五柱茶 系s e r p e n t a s t y l a ec h a n g 、秃房茶系s e r g y m n o g y n a ec h a n g 和茶系s e r s i n e n e s 。 茶组植物芽叶含有特有的嘌呤生物碱、茶氨酸等，可作为分类上的鉴别特征。 不是茶组的种类，即使它和茶组具有极近缘的关系，也不含咖啡碱等瞟呤生物碱， 例如，秃茶组s e c t g l a b e r r i m a ，广东山茶ck w a n g t o n g e n s i s 外形很似茶组植物， 只是雄蕊外轮花丝连生成花丝管，但它不含咖啡碱或可可碱。同属茶亚属 c a m e l l i as u b g e n t h e ac h a n g 的金花茶组c a m e l l i as e c t c h r y s a n t h ac h a n g 也不含 咖啡碱，不被用作饮料植物【7 1 。 嘌呤生物碱是茶叶中最重要的化学成分，其中，咖啡碱的含量占优势地位， 可可碱、茶叶碱作为伴生生物碱而存在。1 9 8 1 年张宏达等【8 】发表的可可茶 c a m e l l i ap t i l o p h y l l ac h a n g 与传统茶树嘌呤生物碱分布模式不同。可可茶在分类 上属于茶组，茶系。可可茶的芽叶含可可碱，不含咖啡碱，可可碱的含量一般占 其干重4 ，最高达到了6 8 4 【9 l o 研究表明，可可茶含可可碱占主要地位的性 状不会随季节发生改变，其可可碱的合成受内在遗传因素控制，具有相对稳定性 1 1 0 。可可茶提取物具有明显的降压效应及一定的强心作用( n 1 ；对静态常压心肌 缺氧有一定的保护作用【1 2 l ，能够减缓机体衰老，对抗肿瘤的产生：还具有降低 血脂，减肥等功效【1 3 】。以可可碱为优势嘌呤生物碱的还有滇缅茶ci r r a w a d i e n s i s b a n l a 【1 4 i 和紫果茶cp u r u r e ac h a n ge tc h e n 。 1 3 苦茶的发现和研究 1 9 8 4 年，张宏达发表了茶的新变种苦茶c a m e l l i as i n e n s i sv a t k u c h a ( c h a n g e tw a n g ) ，1 9 9 8 年，在中国植物志第4 9 卷第三分册中，张宏达又将其组合 成c a m e l l i aa s s a m i c av a t k u c h a ( c h a n ge tw a n g ) c h a n g 作为普洱茶的变种f 1 5 1 。 1 9 9 9 年，叶刨兴等【1 6 搬道苦茶中新的嘌呤生物碱组成，发现了较高含量的1 ，3 ， 7 ，9 一四甲基尿酸。1 9 3 7 年，t b j o h n s o n i ”】首次报道在茶叶中含有1 ，3 ，7 ，9 2 杜丽丽中山大学硕士学位论文 一四甲基尿酸，由于含量甚微( 从几百万磅的提取咖啡碱后剩余的茶渣中提取出 了约1 0 克) ，此前主要由人工合成得到，从未在植物中分离出来。在咖啡中检测 到了微量的四甲基尿酸存在，但是只在咖啡叶的生物代谢过程中存在，不产生积 累。在苦茶中由重量法和高效液相色谱法分离和检测出占茶叶干重o 8 4 和 1 2 9 的四甲基尿酸，含量如此之高，在茶组植物中还是首次发现。2 0 0 3 年，叶 创兴等【1 8 坝道苦茶芽叶中嘌呤生物碱由1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸、咖啡碱、可 可碱组成，其中1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸占芽叶干重的1 3 3 4 ，咖啡碱为 0 2 6 2 8 ，可可碱为0 1 2 1 。苦茶嘌呤生物碱各成分的相对含量在植株 间存在差别，但多数植株中1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸始终表现为优势瞟呤生物 碱，只有少数植株咖啡碱表现为优势嘌呤生物碱，而i ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸 是第二位的嘌呤生物碱【1 8 】。在调查植株间嘌呤生物碱时还发现有的植株时而表 现为1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸是优势嘌呤生物碱，时而表现为咖啡碱是优势嘌 呤生物碱【”l 。这些现象产生的真正原因仍然有待于进一步研究。 2 0 0 2 年，郑新强等【1 9 1 研究了1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸的代谢，利用同位素 示踪，证明苦茶中9 一n 甲基转移酶以s 腺苷甲硫氨酸( s a m ) 为甲基供体，在 1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸的生物合成中，咖啡碱是其间接前体。在所有的示踪实 验中，均未检测到1 4 c - 标记的茶叶碱、o ( 2 ) ，1 ，9 三甲基尿酸和0 ( 2 ) ，1 ，7 ，9 - 四甲 基尿酸。这些结果表明，苦茶中存在特殊的嘌呤生物碱生物合成和代谢途径，使 它有从腺嘌呤核苷合成的能力并积累到有意义的含量。 3 杜丽丽中山大学硕士学位论文 2 本论文的研究内容、目的和意义 根据前人的研究结果，可以认为苦茶中的嘌呤生物碱是目前在茶组植物中发 现的嘌呤生物碱组成的新模式，这也预示这它可能是一种特殊的新茶树资源。目 前，对苦茶的研究报道主要是在嘌呤生物碱的组成及其优势成分1 ，3 ，7 ，9 一 四甲基尿酸的代谢方面，对于苦茶中其他的化学成分研究还未见报道。 本论文研究主要包括以下内容： ( 1 ) 苦茶嘌呤生物碱的分析以及含1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸苦茶植株的筛选： 对中山大学茶园内已挂牌的8 7 株苦茶的生物碱组成及含量进行分析。8 7 株苦茶中并非所有的植株都以1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸为优势嘌呤生物 碱，通过对其生物碱组成及含量分析，筛选1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸含 量比较高的植株。目的在于为苦茶的进一步选育种提供依据。 ( 2 ) 苦茶茶多酚分析：茶多酚是影响茶叶品质的重要成分之一，并且具有一系 列的生物活性。通过对茶多酚的主要成分儿茶素的组成及含量分析，并与 传统绿茶中儿茶素的组成及含量进行比较，分析苦茶中的儿茶索种类和含 量是否具有特殊性，为苦茶的开发利用提供依据。 ( 3 ) 苦茶中香气成分分析：包括游离香气成分与糖苷结合态香气前体化合物的 分析。通过对苦茶鲜叶中固有的游离香气成分和潜在的糖苷结合态香气前 体成分，在加工过程中可能释放出的香气的分析，为苦茶作为茶饮料的加 工和开发提供依据。 本论文研究着重阐明化学成分组成以及含1 ，3 ，7 ，9 一四甲基尿酸植株的 筛选，为苦茶这一新的野生茶树资源的进一步开发利用提供依据和参考。 4 杜丽丽中山大学硕士学位论文 3 茶叶化学成分研究综述 3 1 茶叶化学成分研究概况 1 8 2 7 年，o u d r y 在茶叶中发现咖啡碱，被称为茶素，其后在巴拉圭产茶叶中 也得到了咖啡碱【加1 。后来因茶叶中的茶素和咖啡中的咖啡碱被证明为同一种物 质，因此更名为茶叶咖啡碱。 对茶叶化学成分的研究分析是m u l d e rp 、p e l i g o te 与r o c h l e d e r 于 1 8 4 0 ，1 8 5 0 年问完成的，前两人依照当时的标准分析方法，分析了商品茶。 r o c h l e d e r 从绿茶中发现了茶多酚，并分离出一种名为武彝酸( 又称没食子酸) 的物质。1 8 6 1 年，h l a s i w e t z 又从红茶中分离出没食子酸。1 8 7 9 年，初步解决研 究方法并得到应用，b l y t h 所著的茶叶及其杂伪物分析与化学记录一书中， 列举的茶叶成分已经包括芳香物质、咖啡碱、没食子酸、槲皮素、单宁、槲皮甙、 草酸、树胶、叶绿素、树脂、蜡、蛋白质、木质素、色素和灰分等茶叶生化成分。 茶树鲜叶最早的化学分析，是从1 8 8 0 。1 8 9 0 年开始。1 8 9 0 年，日本学者古 在由直最早分析了鲜叶的主要化学成分，包括蛋白质、灰分、咖啡碱、单宁、水 浸出物、醚溶出物、全氮量。 1 9 1 0 年以后，研究茶树鲜叶的化学家更多，研究范围也逐渐扩大，证明鲜 叶含有大量的单宁和较多的咖啡碱，经测定，鲜叶新梢水分含量达7 5 8 0 ，灰 分总量约占鲜叶中干物质含量的5 5 ；并认为鲜叶干物质中9 5 以上是由纤维 素、蛋白质、单宁、咖啡碱、树胶、糊精、果胶质、脂肪及灰分组成，其余5 包括叶绿素及其他色素、淀粉、糖类、没食子酸、草酸、槲皮素等。 总的来说，在十九世纪三十至八十年代，仅仅对个别茶叶化学成分进行了分 析。十九世纪八十年代以后，由于分析手段的进步，茶叶生化成分研究有了新的 发展，人们开始从成品茶的化学分析转入鲜叶不同芽叶组成中化学物质及茶叶加 工动态的研究，并对茶叶中茶多酚组成和结构、茶叶中的酶、红茶发酵和茶叶品 质也进行了较有系统的研究。 二十世纪三十年代开始，对儿茶索的性质结构、氧化酶类的氧化机制、茶叶 氨基酸等方面都进行了比较深入的研究。二十世纪五十年代进入更为系统的研 牡丽丽中山大学硕士学位论文 究，特别对茶叶品质成分的研究，包括静态和动态两个方面，都取得了较大的进 展。层析法的应用，以及红外光谱、紫外光谱、质谱和核磁共振光谱等的出现和 应用，使茶叶化学成分的研究工作得到了迅速的发展【2 ”。 现在茶叶中化学物质的研究从含量多的物质发展到含量极微的物质的研 究。从对低分子的或结构简单的物质，发展到对大分子或者结构复杂的物质的研 究。茶叶化学成分的分析发展到今天，经过前人和现代许多茶叶工作者的努力， 茶叶中的化学成分，包括组成茶叶香气的芳香物质，超过了5 0 0 种【2 2 1 。各种成 分，有的是茶树新陈代谢生命活动过程中形成的。有的是在茶叶加工过程中形成 的。不同的加工技术和措施使茶叶中的有关成分转化形成了不同的新的化学成 分，改变了原有茶叶的化学成分组成，产生了具有不同风格的茶类。茶叶的化学 成分，归纳起来可以分为嘌呤生物碱、茶多酚类物质、茶叶芳香成分、茶叶氨基 酸与蛋白质、茶叶色素、茶叶糖类、茶叶有机酸、维生素、茶叶酶类、水溶物、 醚溶物、茶叶矿质元素以及其他特种化合物，如脂多糖、茶皂素。现将茶叶中主 要化学成分的研究进展分述如下。 3 2 茶叶嘌呤生物碱( p u r i n ea l k a l o i d s ) 的研究 茶叶中的生物碱主要是嘌呤生物碱，它们是嘌呤核苷酸的二次衍生物，其分 子结构以嘌呤环为主体，在不同的部位甲基化或者氧化【翻。茶叶中的嘌呤生物 碱主要为黄嘌呤的三种甲基衍生物，即咖啡碱( 1 ，3 ，7 - 三甲基黄嘌呤c a f f e i n e ) 、 可可碱( 3 ，7 - 二甲基黄嘌呤t h e o b r o m i n e ) 和茶叶碱( 1 ，3 二甲基黄嘌呤 t h e o p h y l l i n e ) ( 结构式见图2 - 1 ) 。1 9 5 9 年，a n g u sj s h i n g l e r 等1 2 4 1 就提出了分 离和鉴定咖啡碱、可可碱、茶叶碱的方法。 c h a c a 恤i n e n c n n 。h 3 n 功e o b r o m i n e n n c h 3 t h e o p h y l l i n e 图3 - 1茶叶中三种主要嘌呤生物碱的结构式 f i g 3 1s t m c t u r e so ft h et h r e em a i np u r i n ea l k a l o i d si nt e a 6 杜耐丽中山大学硕士学位论文 3 2 1 咖啡碱、可可碱、茶叶碱的研究 1 8 2 0 年在咖啡中发现咖啡碱，1 8 2 7 年在茶叶中亦发现了咖啡碱。茶叶咖啡 碱是影响茶园品质的重要化学成分，是形成茶汤滋味的重要成分。对于茶叶咖啡 碱的性质、茶叶中的含量，以及茶叶制造过程中的变化与茶叶品质的关系等等， 均有较为深入的研究。二十世纪六十年代以后，对于茶叶生物碱的研究主要集中 在研究咖啡碱的生物合成、代谢转化途径等问题。 虽然嘌呤生物碱在高等植物中的代谢和在微生物中以及动物中本质上是一 样的，但在茶和咖啡中其代谢规律和机制可能与其他生物不同i 吲。在茶、咖啡、 服x p a r g u a r i e n s i s ( m a t e ) e p ，咖啡碱由黄嘌呤核苷经7 一甲基黄嘌呤核苷，7 - 甲基黄 嘌呤和可可碱合成，s a m 是甲基供体【2 6 】。除了这条主要途径外，咖啡碱还可由 鸟嘌呤核苷酸一鸟嘌呤核苷一黄嘌呤核苷的途径合成。 近年来，对茶叶和咖啡中嘌呤生物碱的广泛研究，利用【8 _ 1 4 q 腺嘌呤或者 8 - 1 4 c 1 鸟嘌呤作为标记前体，更为深入地探讨了生物碱合成和分解途径1 2 7 1 。 3 2 21 ，3 ，7 ，9 四甲基尿酸的发现和研究 1 9 3 7 年，t b j 0 h n s o n 【1 7 】首次发现在茶叶中含有微量的1 ，3 ，7 ，9 - 四甲基尿 酸( 图3 2 ) 。在这之前，人们认为咖啡碱、可可碱、茶碱是嘌呤生物碱在植物体 内代谢的最终产物。随后，又发现了o ( 2 ) ，1 ，9 一三甲基尿酸和0 ( 2 ) ，1 ，7 ，9 - 四甲基 尿酸的存在。1 9 9 9 年发现苦茶中含有较高的1 ，3 ，7 ，9 - 四甲基尿酸。2 0 0 2 年郑 新强等【1 9 】研究发现，在1 ，3 ，7 ，9 - 四甲基尿酸生物合成途径中，咖啡碱是其间 接前体。1 ，3 ，7 ，9 - 四甲基尿酸是由 8 - 1 4 c 1 腺嘌呤核苷合成。 0 c h 3 p h 3 f n 、) c = o ， n c h 3 图3 21 ，3 ，7 ，9 - 四甲基尿酸的结构式 f i g 3 - 2s t r u c t u r eo ft h e a c r i n e 杜丽丽中山大学硕士学位论文 3 2 3 嘌呤生物碱的理化性质和药理作用 嘌呤生物碱都具有一定的生物活性汹1 。文献记载，尿酸和其他嘌呤生物碱， 包括1 甲基尿酸，7 甲基尿酸，腺嘌呤以及类似结构的化合物，都在铜催化的抗 坏血酸氧化反应中起保护作用。但如果尿酸3 或者9 位上的氢被取代的话，则没 有保护作用，可见，嘌呤生物碱上的取代基团对其性质起很大的作用。常见的三 种嘌呤生物碱的生理效应和药理作用简述如下： 咖啡碱：呈白色柔韧有绢丝光泽的针状结晶体，无臭，有苦味，露置于干燥 空气中有风化性，常集结成团；能溶于冷水，易溶于热水。能溶于乙醇、丙酮、 易溶于氯仿，难溶于乙醚或苯。少剂量咖啡碱可增强大脑皮层的兴奋过程，振奋 精神，提高对外界的感应性，减少疲劳；加大剂量则具有兴奋延伸脑呼吸中枢及 血管运动中枢的作用。主要用于对抗中枢性抑制和调节大脑皮层活动【2 9 1 。 可可碱：呈白色结晶性粉末，无臭，略有苦味，溶于热水，难溶于冷水以及 乙醇，几乎不溶于苯、乙醚、氯仿。可以用作利尿剂，作用较茶碱为弱。其从胃 肠道吸收良好，以去甲基化的形式代谢，可用作动脉扩张剂，但大剂量可引起恶 心和厌食i 加j 。 茶叶碱：又称茶碱，是可可碱的同分异构体。呈白色无臭的结晶性粉末。易 溶于热水，难溶于乙醚。在医学上可作为磷酸二酯酶的抑制剂，松弛支气管平滑 肌，有利尿作用。另外尚有中枢兴奋、强心、冠脉扩张作用。静脉注射茶叶碱可 能发生致死的毒性反应。茶碱自上世纪3 0 年代中期开始用于治疗支气管哮喘， 目前仍是治疗哮喘的重要药物1 3 ”。 目前。关于1 ，3 ，7 ，9 - 四甲基尿酸的生物活性作用尚未见有文献报道，有 待迸一步的研究。 3 3 茶多酚研究进展 3 3 1 茶叶中的多酚类物质 茶多酚( t e ap o l y p h e n o l s ) 是影响茶叶品质的重要成分之，是一类存在于 茶树中的多羟基酚性化合物的混合物，简称茶多酚，俗称茶单宁，茶鞣质。主要 8 杜丽丽中山大学硕士学位论文 成分为儿茶素( 黄烷醇类) 、黄酮、黄酮醇类、花青素类、花白素类，酚酸以及 缩酚酸。茶多酚约占茶叶干物质2 5 1 3 】o ( 1 ) 儿茶素类 儿茶素( c a t e c h i n s ) 约占茶多酚总量的7 0 。茶叶中含有儿茶素主要有以下8 种，它们分别是：表儿茶素e c ，表儿茶素没食子酸酯e c g ，表没食子儿茶素 e g c ，表没食子儿茶素没食子酸酯e g c g ，儿茶素c ，没食子儿茶素g c ，儿茶 素没食子酸酯c g ，没食予儿茶素没食子酸酯g c g 。其中含量最高的几种分别是 e g c g ，e c g ，e g c ，e c ，分别占儿茶素总量的5 0