上川島紅茶主要生化成分研究

楊家干，黃亞輝，李丹，趙文芳，朱燕，蔣陳凱，陳瑩玉，陳建華（.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣東廣州50642；2.中南林業(yè)科技大學(xué)林學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙40007）

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上川島紅茶主要生化成分研究

楊家干1，黃亞輝1，李丹1，趙文芳1，朱燕1，蔣陳凱1，陳瑩玉1，陳建華2，*
（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣東廣州510642；2.中南林業(yè)科技大學(xué)林學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410007）

摘要：以上川島茶葉為材料，分析春夏秋不同季節(jié)紅茶加工過程中主要生化成分的變化。結(jié)果表明：3個(gè)季節(jié)的茶葉鮮葉中，春茶的水浸出物、氨基酸、黃酮含量最高；夏茶的茶多酚、酚氨比、可可堿、咖啡因及茶葉堿含量最高；不同季節(jié)茶葉水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿及茶葉堿差異均極顯著；3個(gè)季節(jié)鮮葉中8種兒茶素單體含量順序不完全一致，相互之間差異極顯著。加工過程中，茶葉水浸出物、茶多酚含量逐漸減少，8種兒茶素單體和總量明顯減少；3種茶色素和氨基酸含量整體呈增加趨勢(shì)；黃酮含量明顯增加。春茶干茶中水浸出物、茶多酚和氨基酸含量分別為39.60 %、20.16 %、3.65%。

關(guān)鍵詞：上川島；紅茶；生化成分

紅茶屬全發(fā)酵茶，是我國(guó)六大茶類之一。經(jīng)萎凋、揉捻（切）、發(fā)酵、干燥等一系列工藝過程加工而成。在加工中利用酶促氧化作用，使茶葉中的多酚類物質(zhì)等內(nèi)含物氧化、聚合、縮合生成茶黃素、茶紅素等有色物質(zhì)，形成紅茶“紅湯紅葉”、香氣甜香、滋味甜醇的品質(zhì)特征[1]。紅茶的主要生化成分指標(biāo)有：水浸出物、茶多酚、氨基酸、茶色素、黃酮及其兒茶素含量[2]，各成分的含量與比率決定著茶葉的優(yōu)劣。

茶葉的品質(zhì)不僅與茶樹鮮葉的內(nèi)含物質(zhì)含量有直接關(guān)系，也與加工過程密不可分。不少研究都表明，黑茶、白茶、綠茶等在加工過程中生化成分變化明顯，并且會(huì)對(duì)干茶品質(zhì)有直接作用[3-5]，不同的茶類因?yàn)榧庸すに嚨牟煌渖煞值淖兓矃^(qū)別很大。因此探究紅茶加工過程中相關(guān)物質(zhì)的變化具有重要的意義。

上川島地處廣東省臺(tái)山市西南部，屹立于南海之中。獨(dú)特的海島氣候孕育了上川島茶葉獨(dú)特的品質(zhì)。關(guān)于臺(tái)山茶葉的研究較早就有[6-7]，但是對(duì)于上川島茶葉尤其是上川島紅茶的研究卻是一片空白。本研究旨在通過分析上川島紅茶主要生化成分的變化，為揭示海島茶品質(zhì)以及探索適合海島紅茶加工的最佳工藝提供參考。

1　材料和方法

1.1材料

1.1.1原料

茶葉分別于2014年3月中旬、7月中旬和10月中旬采摘上川島茶樹本地種的一芽二葉鮮葉。

1.1.2主要試劑

GABA標(biāo)準(zhǔn)品、咖啡堿標(biāo)準(zhǔn)品、可可堿標(biāo)準(zhǔn)品、茶葉堿標(biāo)準(zhǔn)品、8種兒茶素單體標(biāo)準(zhǔn)品，Sigma Aldrich Co.LLC，三氟乙酸等試劑均來自Sigma公司；甲醇為HPLC級(jí)，硫酸亞鐵、酒石酸甲鈉、茚三酮、氯化亞錫、磷酸緩沖液、三氯化鋁、蒽酮、乙酸乙酯等所用試劑為AR級(jí)，均來自天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.1.3主要儀器

AB204-N型電子分析天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；DHG-101電熱恒溫干燥箱：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；UV-2450紫外可見光分光光度計(jì)：Shimadzu Corporation Assembled in China；DK-8D電熱恒溫水浴鍋：北京市永光明醫(yī)療儀器廠；高效液相色譜（Agilent 1200）：美國(guó)Agilent公司。

1.2方法

1.2.1加工流程

取樣要求均勻且能代表上川島茶葉品質(zhì)的茶樹鮮葉，采摘回來后及時(shí)帶回加工廠，并且保持新鮮，防止?fàn)€葉。按紅茶加工工藝，流程為：茶葉鮮葉→萎凋→揉捻→發(fā)酵→干燥→茶葉干茶。

1.2.2固樣方法

除干茶樣按紅茶加工工藝正常取樣外，其余樣品均采用微波固樣[8]方法干燥，具體做法為將各加工工藝末期的茶樣放入微波爐中微波加熱3min，取出風(fēng)扇吹冷再用烘干機(jī)100℃烘至足干。待樣品冷卻密封裝袋待用。

1.2.3生化成分測(cè)定

含水率：103℃恒重法（GB/T 8304-2013《茶水分測(cè)定》）；水浸出物含量：采用全量法測(cè)定；茶多酚總量：采用酒石酸亞鐵分光光度法；氨基酸總量：采用茚三酮比色法測(cè)定；黃酮含量：采用三氯化鋁比色法測(cè)定；茶黃素、茶紅素、茶褐素含量：采用分光光度法測(cè)定[9]。

生物堿和兒茶素單體采用高效液相色譜法測(cè)定，色譜條件為：依利特色譜柱Hypersil ODS2（4.6 mm× 250 mm，5 μm），柱溫35℃，進(jìn)樣量20 μL。流動(dòng)相A為甲醇，B為0.05 %三氟乙酸水溶液，流速0.8 mL/min，檢測(cè)波長(zhǎng)為278 nm，洗脫梯度（流動(dòng)相A的變化）0～2min，2 % A；2min～8min，A升至8 %；8min～30min，A升至10 %；30min～35min，A升至20 %；35min～45min，A升至25 %；45min～50min，A升至30 %，并保持5min；55min～60min，A升至35%。生物堿和兒茶素的標(biāo)準(zhǔn)曲線如表1。

表1　生物堿及兒茶素單體標(biāo)準(zhǔn)曲線Table 1 Standard curve of alkaloids and catechins

1.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件、SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行方差分析和比較，采用Agilent 1200數(shù)據(jù)處理軟件分析高效液相色譜圖。

2　結(jié)果與分析

2.1上川島茶葉不同季節(jié)生化成分的比較

2.1.1上川島茶葉鮮葉主要生化成分分析

微波固樣后上川島鮮葉主要生化成分見表2。

表2　上川島茶葉鮮葉主要生化成分分析Table 2 The content of tea components of fresh tea leaves in Shangchuan Island

由表2可以看出水浸出物含量春季最多，秋季最少；茶多酚總量夏季最高，春季次之，秋季最少；氨基酸總量3個(gè)季節(jié)中春季最高，秋季次之，不過最少的夏季和最多的春季只相差了0.26 %。以上3個(gè)生化成分不同季節(jié)的含量都有顯著差異。黃酮含量最高也是春季，最少為夏季，其中夏季和秋季的含量差別不顯著?？煽蓧A3個(gè)季節(jié)差異不顯著，咖啡因和茶葉堿差異極顯著。

2.1.2上川島茶葉鮮葉兒茶素單體組成及含量分析

上川島鮮葉兒茶素單體組成及含量見表3。

表3　上川島茶葉鮮葉兒茶素分析Table 3 Catechins content of fresh tea leaves in Shangchuan Island

由表3可知，3個(gè)季節(jié)8種兒茶素單體均有檢測(cè)到且有差異，EGCG、EGC、EC 3種兒茶素含量最多。其中春茶為：EGCG＞EGC＞EC＞GC＞GCG＞C＞ECG＞CG；夏茶為：EGCG＞EGC＞EC＞GCG＞C＞GC＞CG＞ECG；秋茶為：EGCG＞EGC＞EC＞ECG＞GCG＞GC＞C＞CG。不同季節(jié)的兒茶素單體含量均差異極顯著。春茶鮮葉的EGCG含量達(dá)到了12.22 %，比夏茶和秋茶都多了1倍以上。秋茶鮮葉的ECG含量達(dá)到2.78 %，分別為春茶含量的2.9倍、夏茶含量的9.9倍。鮮葉兒茶素總量上，春茶鮮葉為22.45 %，夏茶鮮葉為14.94 %，秋茶鮮葉為18.33 %。

2.2上川島紅茶加工過程中主要生化成分的變化趨勢(shì)

2.2.1水浸出物含量和茶多酚總量變化

水浸出物含量和茶多酚總量變化見圖1和圖2。

圖1　上川島紅茶加工過程中水浸出物含量的變化Fig.1 Change in water extract of Shangchuan Island black tea during processing

圖2　上川島紅茶加工過程中茶多酚總量的變化Fig.2 Change in total tea polyphenols in Shangchuan Island black tea during processing

從圖1、圖2可知，上川島紅茶的水浸出物和茶多酚總量在加工過程中均呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)。春茶水浸出物從52.09 %減少到39.60 %；夏茶從50.82 %減少到38.11 %；秋茶從48.83 %減少到40.53 %；鮮葉、萎凋葉和揉捻葉均是春茶含量高，而發(fā)酵葉和干茶水浸出物含量是秋茶略高。茶多酚總量從鮮葉干茶3個(gè)季節(jié)均減小了15 %以上。3個(gè)季節(jié)的茶多酚含量都表現(xiàn)為鮮葉和萎凋葉的含量差別較小，而從揉捻開始含量減少幅度加大。

2.2.2黃酮含量和氨基酸總量變化

黃酮含量和氨基酸總量變化見圖3和圖4。

圖3　上川島紅茶加工過程中黃酮總量的變化Fig.3 Change in flavonoid in Shangchuan Island black tea during processing

圖4　上川島紅茶加工過程中氨基酸總量的變化Fig.4 Change in total amino acids in Shangchuan Island black tea during processing

如圖3所示，3個(gè)季節(jié)的紅茶在加工過程中黃酮含量都呈增加的趨勢(shì)。春茶黃酮含量從鮮葉的0.60 %一直增加到干茶的1.20 %；夏茶從鮮葉的0.52 %一直增加到干茶的1.09 %；秋茶從鮮葉的0.55 %一直增加到干茶的1.17 %。從圖4可知，萎凋以后和干茶的氨基酸總量高于鮮葉，但是各季節(jié)的變化趨勢(shì)變化幅度有較大的區(qū)別。春茶氨基酸從鮮葉到干茶增加了0.91 %；夏茶增加了0.13 %；秋茶增加了0.49 %。因此夏茶的氨基酸總量變化幅度較春茶和夏茶波動(dòng)小。

2.2.3茶黃素、茶紅素、茶褐素含量變化

茶黃素、茶紅素、茶褐素含量變化見圖5、圖6、圖7。

圖5　上川島紅茶加工過程中茶黃素含量的變化Fig.5 Change in TFs content in Shangchuan Island black tea during processing

圖6　上川島紅茶加工過程中茶紅素含量的變化Fig.6 Change in TRs content in Shangchuan Island black tea during processing

圖7　上川島紅茶加工過程中茶褐素含量的變化Fig.7 Change in TB content in Shangchuan Island black tea during processing

由圖5可知，上川島紅茶加工的萎凋階段茶黃素呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì)，從揉捻開始明顯增加，揉捻后3個(gè)季節(jié)的茶黃素含量均增加了3倍以上；毛茶中的茶黃素顯著高于鮮葉，但是在發(fā)酵和干燥階段增幅減小。茶紅素在加工過程出現(xiàn)增加的趨勢(shì)，但是在萎凋后與鮮葉的含量差別也不是很大，發(fā)酵結(jié)束后夏茶和秋茶的茶紅素增加較多，春茶增加較?。▓D6）。茶褐素在加工過程的也是不斷增加的，只是從鮮葉到萎凋階段增幅不明顯，而后期出現(xiàn)較大幅度的增加（圖7）。

2.2.4兒茶素單體及兒茶素總量變化

上川島秋茶加工過程中兒茶素的變化如表4所示。

表4　上川島紅茶加工過程中兒茶素含量變化Table 4 Change in contents of catechins in Shangchuan Island black tea during processing

8種兒茶素單體與兒茶素總量在加工過程中的變化與茶多酚變化一致，都出現(xiàn)減小的趨勢(shì)，干茶較鮮葉減少了81.4 %。從加工環(huán)節(jié)來說，揉捻讓茶葉中的兒茶素減少的幅度最大；從含量上來說，鮮葉中EGCG 和EC的含量最高。與此同時(shí)，春茶和夏茶中兒茶素單體及兒茶素總量變化也有類似的特點(diǎn)，在此不再列表說明。

2.3上川島紅茶品質(zhì)成分特征

上川島紅茶干茶的主要生化成分如表5所示。

表5　上川島干茶主要生化成分分析Table 5 The content of tea components of dried tea in Shangchuan Island black tea

3個(gè)季節(jié)干茶的水浸出物秋季最多，夏季最少；茶多酚夏季最多，春季最少；游離氨基酸春茶最多，秋茶次之，夏茶較春茶少了1.04 %；黃酮含量3個(gè)季節(jié)差異不大。春茶茶黃素略高，茶紅素最少；夏茶茶褐素最少，同時(shí)茶黃素也最少；秋茶茶紅素最高。

3　討論與結(jié)論

3.1討論

茶樹品種的生化成分含量能決定茶葉品質(zhì)的好壞[10]。本研究表明上川島茶樹鮮葉的水浸出物和茶多酚含量較高。不同季節(jié)氨基酸含量差異極顯著。酚氨比作為品種適制性的生化指標(biāo)，普遍認(rèn)為，酚氨比小于8適制綠茶；在8～15之間紅綠兼制；大于15適制紅茶[11]。而上川島茶鮮葉的酚氨比較大（春茶13.76，夏茶15.48，秋茶14.02）。同時(shí)研究表明，成品茶感官審評(píng)同鮮葉中EGCG呈正相關(guān)，由此可認(rèn)為鮮葉中高水平EGCG可以被用來預(yù)測(cè)紅茶品質(zhì)[12]。上川島春季茶葉鮮葉的EGCG含量達(dá)到了12.22%，以此為參考，上川島茶葉適制紅茶。另外不同季節(jié)的茶葉生化成分存在較大差異，這也是不同季節(jié)的干茶品質(zhì)有差異的本質(zhì)原因。

紅茶的加工過程，正是以生化成分的變化為載體形成紅茶特有品質(zhì)的過程。上川島紅茶在加工過程中水浸出物含量和茶多酚總量呈減少的趨勢(shì)，這與茶葉內(nèi)含物質(zhì)的轉(zhuǎn)化有很大關(guān)系[13]。3個(gè)季節(jié)的茶多酚含量都表現(xiàn)為鮮葉和萎凋葉的含量差別較小，而從揉捻開始其含量減少幅度加大。不同季節(jié)黃酮的含量都呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。氨基酸總量的變化中，春茶和秋茶總體呈現(xiàn)較為明顯增加的趨勢(shì)，但是夏茶萎凋前后增加不明顯。萎凋是紅茶加工的第一道工藝，也是形成紅茶品質(zhì)的基礎(chǔ)工序，萎凋既有物理的失水作用，也有內(nèi)含物質(zhì)化學(xué)的作用過程[14]，萎凋前后氨基酸總量增加不明顯有可能是萎凋時(shí)間不夠。

紅茶加工過程中茶黃素、茶紅素及其茶褐素都明顯增加。其中3個(gè)季節(jié)的干茶較鮮葉茶黃素含量都增加了5倍以上，茶紅素也增加了2倍以上。茶黃素對(duì)紅茶的色、香、味及品質(zhì)起著決定性的作用，是紅茶湯色“亮”的主要成分，同時(shí)也是形成茶湯“金圈”的最主要物質(zhì)[15]。茶紅素是茶湯濃度為主體，紅茶的“冷后渾”現(xiàn)象與茶紅素密切相關(guān)[16]。春茶的茶褐素含量達(dá)到了7.85 %，最少的夏茶也有5.79 %，引起這樣的原因有可能是茶葉本身內(nèi)含物質(zhì)較豐富，導(dǎo)致最后茶褐素含量較高。加工過程中酯型兒茶素等其他高分子有機(jī)化合物發(fā)生水解，EGCG含量減少[19]，同時(shí)茶黃素主要是由EGC或者GC與EC或C合成的[20]。8種兒茶素在加工過程中均呈現(xiàn)明顯減少的趨勢(shì)，這與相關(guān)研究是相符的[17-18]。另外，干茶的水浸出物、茶多酚、氨基酸含量高于有關(guān)福建紅茶、云南紅茶的研究[21-22]。

3.2結(jié)論

本研究通過常規(guī)方法和高效液相色譜法分析了上川島紅茶春夏秋3季主要生化成分特點(diǎn)。結(jié)果表明：3個(gè)季節(jié)的茶葉鮮葉中，春茶的水浸出物、氨基酸、黃酮含量最高；夏茶的茶多酚、酚氨比、可可堿、咖啡因及茶葉堿含量最高；不同季節(jié)水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿及茶葉堿差異均極顯著；加工過程中，水浸出物、茶多酚含量逐漸減少，8種兒茶素單體和總量明顯減少；3種茶色素和氨基酸含量整體呈增加趨勢(shì)；黃酮含量明顯增加。上川島本地茶樹資源作為為數(shù)不多的海島茶樹資源，受海島氣候影響較大，具有很大的研究?jī)r(jià)值。而如何盡可能利用茶樹本身的品質(zhì)特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合在加工過程中主要生化成分的變化規(guī)律，提高加工工藝，提高干茶品質(zhì)的研究還有待進(jìn)一步展開。

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Study on Biochemical Composition of Shangchuan Island Black Tea

YANG Jia-gan1，HUANG Ya-hui1，LI Dan1，ZHAO Wen-fang1，ZHU Yan1，JIANG Chen-kai1，CHEN Ying-yu1，CHEN Jian-hua2，*
（1.College of Horticulture，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，Guangdong，China；2.Forest College，Central South University of Forestry and Technology，Changsha 410007，Hunan，China）

Abstract：This study discussed the changes in main biochemical composition of Shangchuan Island tea during the processing of spring，summer and autumn.The results showed that：the highest content of water extract，amino acids and flavonoid was found in spring；the highest content of the TP，phenol ammonia，heobromine，caffeine and theophylline was found in autumn；Different seasons of water extract，tea polyphenols，amino acids，caffeine and theophylline differences were very significant；eight kinds of catechin monomer in three seasons fresh leaves content was not completely consistent，extremely significant difference between each other seasons.In processing，the water extract and tea polyphenols decreased gradually，eight kinds of catechin monomer and totals significantly reduced，three tea pigments and amino acid increased gradually on the whole；The flavonoid significantly increased.The content of the water extract，TP and amino acids were 39.60 %，20.16 %，3.65 % in dry tea of spring.

Key words：Shangchuan Island；black tea；biochemical composition

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.05.025

基金項(xiàng)目：廣東抗寒及特異茶樹新種質(zhì)的創(chuàng)制和利用研究（2013B020201003）；廣東特異茶樹資源與新品種選育（2015B0 20202007）；中國(guó)烏龍茶產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心專項(xiàng)（閩教科[2015]75號(hào)）

作者簡(jiǎn)介：楊家干（1990—），男（漢），在讀碩士研究生，研究方向：茶葉加工與綜合利用。

*通信作者：陳建華（1955—），男（漢），教授，博士，主要從事林木遺傳育種研究。

收稿日期：2014-12-26