梵净山黑茶营养成分分析

杨天友，段萧燕，李刚凤，杨传东，3

（1.铜仁学院农林工程与规划学院，贵州铜仁554300；2.铜仁学院材料与化学工程学院，贵州铜仁554300；3.梵净生态研究院，贵州铜仁554300）

黑茶是一种后发酵茶，属于我国生产的绿茶、黄茶、黑茶、红茶、白茶、青茶六大茶类之一，因原料粗老，加之制造过程中堆积发酵时间较长，叶色油黑或黑褐，故称黑茶，为中国所特有[1]。黑茶主要产地有四川、湖南、云南等地区，传统的黑茶是采用成熟度较高的鲜叶经杀青、揉捻、渥堆、干燥等工艺加工而成的产品[2]。黑茶冲泡后颜色变淡成褐色，香气优雅醇正、滋味醇厚；且有很好的降糖降脂、护肝、助消化、抗衰老等作用；而且黑茶中富含多种维生素、矿物质等人体需要的营养素，饮用黑茶是补充维生素和矿物质的良好来源[3-4]。

研究发现，黑茶是具有很多功能的产品，研究者也一直在研究如何最大化地利用它的各种成分。郑鹏程等[5]利用感官审评法和顶空固相微萃取法，结合气相色谱-质谱仪联用技术，对5种黑茶样品进行挥发性成分进检测，检测得出不同样品所含有的香气成分都不一样，各有特色。这可能是由于产地和加工工艺不同造成的；孙世利等[6]研究英红九号茶树六大茶类的生化成分和抗氧化力进行对比分析，研究证实了黑茶在降脂减肥这方面有很大作用；徐玲[7]对黑茶的品质成分及加工研究进展中指出黑茶目前最热门的研究方向是开发黑茶对人体保健功能，发掘黑茶在抗癌这一方面的效果；大力改善黑茶加工工艺，使不同种类黑茶的不同工艺更加简单、节省成本。

梵净山黑茶是梵净山茶系列的品牌之一，具有种植土壤肥沃、矿物质丰富、水质纯净等优越的地理环境，含有丰富的氨基酸、儿茶素、矿物质等特点[4]。目前，对于梵净山黑茶的研究鲜有报道，因此，本研究拟对梵净山黑茶的营养成分进行测定分析，研究黑茶的营养成分对探索黑茶的功能具有重大意义，对推进梵净山黑茶产业的发展也有重要作用。

1 材料与方法

1.1 试验材料

梵净山黑茶：贵州梵锦茶业有限公司，将梵净山黑茶经50℃热风干燥至恒重，粉碎过孔径0.180 mm的筛后置于干燥器保存备用。

1.2 主要仪器

101-3 型电热鼓风干燥箱：北京科伟永兴仪器有限公司；T6新世纪紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限公司；TD4台式低速自动平衡离心机：湖南省凯达实业发展有限公司；Sx2-5-12箱式电阻炉：上海东星建材试验设备有限公司；AL204电子天平（精确度0.000 1 g）：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；LGJ-12冷冻干燥机：北京松源华兴科技发展有限公司；Agilent1100高效液相色谱系统：美国Agilent公司。

1.3 试验方法

1.3.1 营养成分的测定

水分测定：105℃恒重法（GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》）；粗灰分测定：550℃干法灰分法（GB 5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》）；粗蛋白测定：考马斯亮蓝染料比色法；粗脂肪测定：索氏抽提法（GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》）；多糖和还原糖测定：3，5-二硝基水杨酸法；粗纤维测定：重量法（GB 5009.10-2003《植物类食品中粗纤维的测定》）；维生素C 测定：2，6-二氯靛酚滴定法（GB 5009.86-2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》）；总酸测定：酸碱滴定法（GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》）。

1.3.2 矿质元素的测定

Cu含量测定：原子吸收分光光度法（GB 5009.13-2017《食品安全国家标准食品中铜的测定》）；Zn含量测定：原子吸收分光光度法（GB 5009.14-2017《食品安全国家标准食品中锌的测定》）；Fe含量测定：火焰原子吸收光谱法（GB 5009.90-2016《食品安全国家标准食品中铁的测定》）；Mg含量测定：火焰原子吸收光谱法（GB 5009.241-2017《食品安全国家标准食品中镁的测定》）；Mn含量测定：火焰原子吸收光谱法（GB 5009.242-2017《食品安全国家标准食品中锰的测定》）；K、Na测定：火焰发射光光谱法（GB 5009.91-2017《食品安全国家标准食品中钾、钠的测定》）；Ca含量测定：原子吸收分光光度法（GB 5009.92-2016《食品安全国家标准食品中钙的测定》）；Se含量测定：氢化物原子荧光光谱法和荧光法（GB 5009.93-2017《食品安全国家标准食品中硒的测定》）。

1.3.3 水解氨基酸的测定

参照JY/T 019-1996《氨基酸分析方法通则》、GB 5009.124-2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》。样品的前处理采用盐酸水解法。

1.3.4 游离氨基酸的测定

参照JY/T 019-1996《氨基酸分析方法通则》、GB 5009.124-2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》。样品的前处理与水解氨基酸稍有不同。精确称取样品约1.0000g加入10 mL 5%的三氯乙酸沉淀2 h。吸取一定的量于10 000 r/min离心15 min。取一定体积的上清液pH 2左右定容，用0.45 μm微膜过滤至样品杯中上机测定。其他测定同水解氨基酸测定方法。

1.3.5 必需氨基酸营养评价方法

根据1973年联合国粮农组织/世界卫生组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization，FAO/WHO）建议的氨基酸评分标准模式和中国预防医学科学院营养与卫生研究所提出的鸡蛋蛋白质评分标准模式，计算氨基酸评分（aminoacidscore，AAS），化学评分（chemicalscore，CS）、必需氨基酸指数（essential amino acid index，EAAI）。

AAS=待评蛋白质氨基酸含量/FAO评分模式氨基酸含量

CS=待评蛋白质氨基酸含量/鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量

式中：n 为比较的氨基酸个数；a、b、c、…、j为待评蛋白质的必需氨基酸含量（%，干重）；ae、be、ce、…、je为鸡蛋蛋白质的必需氨基酸（%，干重）。

1.3.6 卫生学指标的测定

As含量测定：采用氢化物发生原子荧光光谱法（GB 5009.11-2014《食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定》）；Hg含量测定：采用原子荧光光谱分析法（GB 5009.17-2014《食品安全国家标准食品中总汞及有机汞的测定》）；Pb含量测定：采用石墨炉原子吸收光谱法（GB 5009.12-2017《食品安全国家标准食品中铅的测定》）；Cd含量测定：采用石墨炉原子吸收光谱法（GB 5009.15-2014《食品安全国家标准食品中镉的测定》）。

1.4 数据处理

采用Excel进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 梵净山黑茶基本营养成分分析

梵净山黑茶基本营养成分含量测定见表1。

表1 梵净山黑茶基本营养成分的含量Table 1 Content of basic nutrients in Fanjingshan dark tea

由表1可知，梵净山黑茶的粗纤维含量最高，为18.91g/100g；其次是蛋白质和总糖，分别为11.17、7.59 g/100 g；还原糖含量为2.96 g/100 g。糖类主要影响的是茶的甜醇味，茶类越多甜醇味越浓，反之则越淡[8]。茶叶中含水量对茶叶的贮存与运输都有很大影响，高水分含量易引起微生物的生长繁殖，使茶叶质量变差，参照国家标准GB/T 32719.1-2016《黑茶》中的规定，其要求散茶的灰分含量不高于8 g/100 g，而梵净山黑茶中灰分含量为4.18 g/100 g，符合国家标准。

2.2 梵净山黑茶矿质元素分析

梵净山黑茶矿质元素含量测定见表2。

表2 梵净山黑茶矿质元素的含量Table 2 Content of mineral elements in Fanjingshan dark tea

由表2可知，梵净山黑茶中富含多种矿质元素，在常量元素中K元素含量最高，为12 006 mg/kg；其次是Mg元素，含量为4 597.45 mg/kg。这说明梵净山黑茶富含钾元素，钾是人体生命的必需物质之一，与细胞的新陈代谢和部分酶的活性有一定关系，而且钾调节着人体渗透压及酸碱平衡，神经肌肉系统的正常工作也需要钾的参与[9]。Ca元素含量最低为691.1 mg/kg，但比吴少雄等[10]研究的云南思茅地区普洱茶中的Ca含量高（244 mg/kg）。梵净山黑茶含有微量元素 Fe、Cu、Zn、Mn和Se，其中Mn元素含量最高，为4 005.27 mg/kg；其次是Fe元素，含量为1 164.71 mg/kg。并且梵净山黑茶还富含Se元素，含量高达4.61 mg/kg；根据国家富硒茶含硒量标准为0.25 mg/kg～4.00 mg/kg，梵净山黑茶的硒含量已经超出国家规定的富硒茶标准。硒元素对人体健康很重要，它不仅能阻止过氧化物的生成，提高机体免疫力，还能阻止癌细胞生长，起到防癌抗癌的作用，被誉为“抗癌素”[11-12]。综上可知，梵净山黑茶中富含多种对人体有益的矿质元素，健康饮用该茶是一种获得矿质元素的有效途径。

2.3 梵净山黑茶氨基酸组成及评价

梵净山黑茶的氨基酸组成如表3所示。

表3 梵净山黑茶的氨基酸组成与含量分析Table 3 Amino acid composition and content analysis of Fanjingshan dark tea

由表3可知，检测出17种氨基酸，其中包括7种人体必需氨基酸（Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Thr、Val），2 种条件必需半必需氨基酸（Cys、Tyr）和8种非必需氨基酸（Asp、Glu、Ser、Gly、Ala、His、Arg、Pro）。氨基酸总量为14.88 g/100 g，必需氨基酸总量为7.22 g/100 g，占氨基酸总量的48.50%；药效氨基酸总量为9.57 g/100 g，占氨基酸总量的64.34%；鲜味氨基酸总量为3.42 g/100 g，占氨基酸总量的22.99%；与云南景迈茶的氨基酸总量（12.51 g/100 g）、必需氨基酸总量（4.61 g/100 g）、药效氨基酸总量（7.97 g/100 g）相比较高，但梵净山黑茶的鲜味氨基酸总量比云南景迈茶的鲜味氨基酸总量低（5.246 g/100 g）[13]。在17种氨基酸中含量最高的是谷氨酸，为1.979 g/100 g；其次是亮氨酸和天门冬氨酸，分别为1.606、1.441 g/100 g，含量最低的是胱氨酸，为0.054 g/100 g。谷氨酸是人体的重要氨基酸，可以解除机体内氨产生的毒害作用，参与脑组织生化代谢和多种生理活性物质的合成，天门冬氨酸有保护心肌、增强肝脏功能和消除疲劳的作用[14]。含量最高的3种氨基酸都属于药效氨基酸，其中谷氨酸和天门冬氨酸是鲜味氨基酸，这些是茶叶具有独特滋味和功效的物质基础。梵净山黑茶还含有甜味氨基酸，其含量为2.929 g/100 g，占氨基酸总量的19.69%，这些氨基酸的存在就可以掩蔽茶叶中的苦味物质带来的苦涩感。而且EAA/TAA的值为48.50%，超过FAO/WHO理想模式（EAA/TAA的值约为40%），EAA/NEAA的值为94.16%，远超过FAO/WHO理想模式（EAA/NEAA的值约为60%）。综上可知梵净山黑茶的氨基酸种类齐全，且含量丰富，赋予了梵净山黑茶独特的香气和滋味以及特殊的功效，并且氨基酸的比例合理，对人体有益。

必需氨基酸的营养评价见表4。

表4 必需氨基酸的营养评价Table 4 Nutritional evaluation of essential amino acids

根据表4中氨基酸的数据，计算氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）和必需氨基酸指数（EAAI）来评价梵净山黑茶的蛋白质营养价值。由表4可知，根据氨基酸评分（AAS），梵净山黑茶的第一限制性氨基酸是蛋氨酸+半胱氨酸，其余均大于1；根据化学评分（CS），梵净山黑茶的第一限制性氨基酸是蛋氨酸+半胱氨酸，与氨基酸评分（AAS）得出的结果一样。从氨基酸评分（AAS）和化学评分（CS）来看，除了第一限制性氨基酸外，其他必需氨基酸均较高且超出了理想模式或参考蛋白的推荐值。在EAAI评价模式中，数值越接近100与鸡蛋蛋白标准越接近，即营养价值越高。梵净山黑茶的EAAI值为103.57，接近于100，表明梵净山黑茶的蛋白质营养价值很高，可作为优质蛋白质来源。

2.4 梵净山黑茶游离氨基酸组成分析

梵净山黑茶中游离氨基酸的测定见表5。

表5 梵净山黑茶中游离氨基酸的测定Table 5 Determination of free amino acids in Fanjingshan dark tea

由表5可知，梵净山黑茶共18种游离氨基酸，其中没有检测到蛋氨酸，每一种游离氨基酸都能够为茶汤提供独特的滋味，包括甜、酸、苦、鲜味等，它们彼此之间有协同增效的作用，同时也可以与茶汤中的其它物质形成络合物，进而赋予茶汤鲜爽滋味[15]。梵净山黑茶中游离氨基酸的总量为0.561 g/100 g，其中含量最高的是精氨酸，为0.381 g/100 g，占游离氨基酸总量的67.91%；其次是天门冬氨酸和茶氨酸，分别为0.051 g/100 g和0.025 g/100 g。茶氨酸是茶叶特有的氨基酸，直接影响茶叶的品质，一般干茶叶中的茶氨酸占游离氨基酸总量的1%～2%；研究表明茶氨酸有降血压、抗氧化、抗衰老的作用，可以增强人体免疫力，并且对人体的学习和记忆能力都有一定的帮助，具有多种保健功能[16]。因此，梵净山黑茶中的氨基酸具有一定的保健功能。

2.5 梵净山黑茶卫生学指标分析

梵净山黑茶重金属元素的含量见表6。

表6 梵净山黑茶重金属元素的含量Table 6 Content of heavy metal elements in Fanjingshan dark

由表6可知，梵净山黑茶中重金属元素Hg未检出，As、Cd 和 Pb 的含量低，分别为 0.51、0.44、2.1 mg/kg，根据GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中Pb限量标准（≤5.0 mg/kg）以及NY 659-2003《茶叶中铬、镉、汞、砷及氟化物限量》中Cd和As含量（分别≤1 mg/kg、≤2 mg/kg）可知，梵净山黑茶中的Pb、Cd和As均小于国家标准和农业标准，表明梵净山黑茶的重金属含量都处于安全级别。

3 讨论与结论

研究对梵净山黑茶蛋白质、水分、灰分、粗纤维、总糖、还原糖、维生素C等营养成分以及氨基酸、矿物质、重金属进行了检测分析。氨基酸是人体内蛋白质合成的重要原料，对机体维持新陈代谢、促进生长发育、保持身体健康等提供重要的物质基础，并且氨基酸含量要充足、种类全面才能满足人体的需要[17]。本试验中测得梵净山黑茶的氨基酸总量为14.88 g/100 g，含有7种必需氨基酸，9种药效氨基酸，其中谷氨酸、亮氨酸和天冬氨酸含量较高。梵净山黑茶氨基酸组成含量丰富而且比例均衡，营养价值高，其EAA/NEAA的值为94.19%，EAA/TAA的值为48.50%，均符合理想模式，根据蛋白质的营养评价方法，得出梵净山黑茶属于优质蛋白源。

茶叶中氨基酸的组成含量及其降解和转化产物，以及各组分之间的含量变化将直接影响茶叶的香气和滋味，尤其是游离氨基酸的组成与含量[18]。游离氨基酸的总量为0.56 g/100 g，其中包含8种必需氨基酸。张威等[19]研究的海南农垦红茶和绿茶中游离氨基酸的平均含量分别为3.45%、3.30%，均比梵净山黑茶的游离氨基酸含量高，这可能是由于茶的品种不一样、茶的制作工艺不同以及茶的种植地区不一样等因素引起的。陈应娟等[20]研究了四川黑茶在加工过程中氨基酸含量变化，主要是研究了渥堆工艺对氨基酸含量的影响，研究结果表明加工过程中氨基酸含量减少。梵净山黑茶的游离氨基酸总量偏低，可能与原料、加工工艺，特别是渥堆工艺等因素有关，对于改善其原料到成品过程中的工艺是否可以增加梵净山黑茶游离氨基酸含量还需要进一步研究。

矿质元素是人体进行生长发育和生理代谢活动所必需的营养物质，且它们在人体内不能自行合成，必须通过外界食物摄入来满足人体需求，并且有研究报道理化性质相似的元素，其生物学功能是相互拮抗的，当Zn/Cu>10且Zn/Fe>1时，会发生拮抗作用[21-22]。而本研究中梵净山黑茶中的Zn/Cu值为0.86，Zn/Fe值为0.04，因此梵净山黑茶中的矿质元素Zn、Fe、Cu是不会彼此发生拮抗作用的。

综上所述，梵净山黑茶营养价值丰富，且重金属含量在国家限制范围内，经常饮用该茶可以获得人体所需的维生素和丰富的氨基酸、矿质元素，尤其是硒元素。