6個高氨基酸茶樹品種（系）主要生化成分分析

金孝芳，馬林龍，劉艷麗，曹 丹，龔自明

6個高氨基酸茶樹品種（系）主要生化成分分析

金孝芳，馬林龍，劉艷麗，曹 丹，龔自明*

（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹茶葉研究所，湖北 武漢 430064）

為了解6個高氨基酸茶樹品種（系）白葉1號、中黃1號、黃金茶1號、蘇茶早、E1和20-2-1的主要生化成分，以湖北茶區(qū)主栽品種鄂茶1號為對照，分析了6個品種（系）春季新梢（一芽二葉）中主要生化成分并對其進行聚類分析。結(jié)果表明，6個高氨基酸茶樹品種（系）中天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、組氨酸、精氨酸、茶氨酸及氨基酸總量均顯著高于對照，水浸出物、茶多酚、酚氨比、EGCG、GCG及兒茶素總量均顯著低于對照，其它組分變化規(guī)律不明顯。基于主要生化成分含量聚類分析顯示，白葉1號、蘇茶早、黃金茶1號、中黃1號、E1等5個品種（系）聚為一類，該類具有氨基酸含量高、茶多酚和兒茶素含量低的特性；此外，高氨基酸含量、相對較高茶多酚和兒茶素含量的品系20-2-1則單獨聚為一類。

茶樹；高氨基酸；生化成分；聚類分析

氨基酸是構(gòu)成茶葉滋味的重要組成部分，其組成、含量以及它們的降解產(chǎn)物和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物直接影響茶葉品質(zhì)［1－2］。其中，茶氨酸是茶樹中最為豐富的游離氨基酸，其含量除對茶葉品質(zhì)以及等級有較強的正相關(guān)性外，還能夠有效緩減茶的苦澀味，緩解咖啡堿引起的興奮［3］。而且現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，茶氨酸還具有放松鎮(zhèn)靜、保護神經(jīng)、降血壓、降血脂、抗腫瘤、肝保護、增強免疫力等眾多生理及藥理功能［4－7］。氨基酸（尤其茶氨酸）保健功能的不斷開發(fā)，及其與綠茶品質(zhì)相關(guān)性認識不斷加強，人們先后培育出白葉1號、黃金芽、黃金茶1號等高氨基酸茶樹品種［1，8，9］。這些品種所制綠茶具有滋味鮮爽、香氣馥郁的品質(zhì)特征，兼具觀賞性和保健作用，在市場上取得了良好的經(jīng)濟效益［10－11］。

湖北省產(chǎn)茶歷史悠久，擁有豐富的茶樹種質(zhì)資源，但高氨基酸茶樹品種卻非常稀少。近年來，為了豐富湖北茶區(qū)高氨基酸茶樹品種，提高湖北省名優(yōu)綠茶競爭力，我省茶葉科技工作者先后引進了白葉1號、中黃1號、黃金茶1號等多個高氨基酸茶樹良種，同時還篩選了一批高氨基酸性狀穩(wěn)定的優(yōu)良品系［12，13］。本試驗以湖北茶區(qū)主栽品種鄂茶1號為對照，通過對本課題組篩選的2個性狀穩(wěn)定的高氨基酸優(yōu)良品系E1和20-2-1以及4個引進高氨基酸茶樹品種白葉1號、中黃1號、黃金茶1號和蘇茶早（非高氨基酸茶樹品種，但在品比試驗中表現(xiàn)出穩(wěn)定的高氨基酸性狀）春梢（一芽二葉）的主要生化成分進行系統(tǒng)比較分析，了解各品種（系）間生化成分的差異，為其在湖北茶區(qū)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)，同時也為湖北省茶樹品質(zhì)遺傳改良提供重要資源。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料采自湖北省茶樹種質(zhì)資源圃。2011年將1年生、大小一致的白葉1號、中黃1號、黃金茶1號、蘇茶早、E1、20-2-1和鄂茶1號茶苗栽植于四周空曠，地勢平坦，土壤結(jié)構(gòu)良好，肥力中等一致的試驗田中，各品種（系）種植試驗小區(qū)面積為13.5 m2，隨機排列，3次重復(fù)。種植方式：大行距150 cm，小行距40 cm，株距20 cm，雙行雙株側(cè)窩種植，栽培管理措施一致。2016年3月份分別采摘6個品種（系）和對照鄂茶1號的新梢一芽二葉樣品，制作蒸青樣，制作工藝流程：鮮葉—蒸汽殺青（3 min）—烘干（80℃，3h）—磨碎過40目篩。

1.2 試劑與儀器

1.2.1 主要試劑 色譜級甲醇、乙腈、乙酸購自美國TEDIA公司，兒茶素及咖啡堿標品購自美國Sigma aldrich公司，氨基酸分析專用試劑包AccQ·Tag（衍生試劑AccQ·Fluor和洗脫緩沖鹽）、17種氨基酸混合標樣購自美國Waters公司，L－茶氨酸購自上海源葉生物科技有限公司，硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、茚三酮、氯化亞錫等購自國藥集團化學(xué)試劑有限責(zé)任公司。

1.2.2 主要儀器 高效液相色譜儀（E2695，2998PDA Detector）美國Waters公司；氣質(zhì)聯(lián)用儀（5975C）美國安捷倫科技有限公司；電子天平（SQP）賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱（WGL-230B）、電熱恒溫水浴鍋（DK-98-Ⅱ）天津市泰斯特儀器有限公司；紫外－可見分光光度計（U-5100）日本日立公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 主要生化成分測定 茶多酚含量測定采用酒石酸亞鐵比色法［14］；游離氨基酸含量測定采用茚三酮比色法［15］；水浸出物含量測定參照GB／T 8305—2002［16］；咖啡堿、兒茶素組分采用HPLC法［12］；氨基酸組分采用HPLC分析方法—Acc Q· Tag法［12］。

1.3.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)處理分析采用Excel 2007軟件和SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各品種（系）主要生化成分分析

2.1.1 主要常規(guī)品質(zhì)成分分析 對6個高氨基酸茶樹品種（系）主要常規(guī)品質(zhì)成分進行測定分析，由表1可知，6個高氨基酸茶樹品種（系）氨基酸含量為4.51%～6.07%，均極顯著高于對照，其中篩選的2個品系E1和20-2-1僅低于中黃1號。氨基酸是形成茶葉鮮爽味的主要物質(zhì)，對茶葉品質(zhì)以及等級有較強的正相關(guān)性［17，18］，因此，6個高氨基酸茶樹品種（系）所制綠茶的鮮味要明顯高于對照。水浸出物是反映茶葉特征性成分含量以及茶湯濃淡厚薄的一個重要指標［12］，6個品種（系）水浸出物均不同程度低于對照，達到極顯著差異；此外，2個品系水浸出物含量要高于4個引進品種，說明品系的內(nèi)含物質(zhì)較引進品種豐富?？Х葔A是茶湯呈苦味的主要物質(zhì)［8］，6個品種（系）在咖啡堿含量上無顯著規(guī)律，其中蘇茶早咖啡堿含量最低，僅為2.01%，較對照低43.54%。茶多酚是綠茶苦澀味形成的主要物質(zhì)，同時也是一種天然抗氧化劑，對人體具有很好的保健作用［19］，從表1可以看出，6個品種（系）茶多酚含量均極顯著低于對照，為17.99%～28.04%；品系20-2-1茶多酚含量明顯高于其它5個品種（系），因此，它們所制綠茶苦澀味會低于對照和20-2-1。酚氨比是反映茶葉品質(zhì)特征的一個重要參數(shù)，名優(yōu)綠茶一般要求酚氨比低，以保證滋味鮮爽特性［20］，從表1可知，6個供試品種（系）酚氨比范圍為2.96～5.37，均低于對照，說明6個高氨基酸茶樹品種（系）均適制名優(yōu)綠茶。

2.1.2 氨基酸組分分析 從表2中可知，6個高氨基酸茶樹品種（系）18種游離氨基酸總量為30.23～38.91 mg·g－1，是對照的1.5～2倍。由表1與表2比較可知，茚三酮比色法測定氨基酸總量明顯高于HPLC法測定18種氨基酸總量，這主要是由于不同氨基酸在570 nm處的吸光度存在差異以及茶湯中存在蛋白質(zhì)和多肽的干擾所致，但氨基酸含量在不同品種（系）呈現(xiàn)的規(guī)律基本一致［21］。從表2可以看出，天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、組氨酸、精氨酸和茶氨酸是6個品種（系）的主要氨基酸，均不同程度高于對照，其中茶氨酸含量最高，約為總量的50%；而其它氨基酸組分在不同的品種（系）中無顯著變化規(guī)律。研究表明，氨基酸的組成、含量及其降解產(chǎn)物和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物都直接影響名優(yōu)茶品質(zhì)，袁林穎等認為除茶氨酸外，天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸也與綠茶品質(zhì)呈極顯著正相關(guān)［22］。因此，6個高氨基酸茶樹品種（系）所制綠茶的品質(zhì)要優(yōu)于對照。同時，氨基酸與綠茶香氣具有直接或間接的關(guān)系，氨基酸總量與綠茶香氣呈極顯著正相關(guān)［1，23］，說明6個高氨基酸茶樹品種（系）所制綠茶的香氣要優(yōu)于對照。

表1 各品種（系）常規(guī)生化成分含量Table 1 Biochemical compositions of teas

表2 各品種（系）氨基酸組分含量Table 2 Amino acid contents in shoots of 6 tea cultivars（單位：mg·g－1）

2.1.3 兒茶素組分分析 兒茶素是茶葉苦澀味形成的主要物質(zhì)，對茶葉色、香、味品質(zhì)的形成有重要作用［24，25］。由表3可知，6個高氨基酸茶樹品種（系）兒茶素總量為63.01～118.87 mg·g－1，均低于對照；其中20-2-1和黃金茶1號兒茶素總量較為接近，明顯要高于其它4個品種（系），中黃1號兒茶素總量最低，僅為63.01 mg·g－1。兒茶素分為收斂性強的酯型兒茶素（ECCG、GCG、ECG、CG）回味爽口的非酯型兒茶素（GC、EGC、C、EC），從表3可以看出，6個品種（系）酯型兒茶素總量要顯著低于對照，而非酯型兒茶素總量僅中黃1號和E1低于對照，其余品種（系）均要顯著高于對照。從兒茶素組分來看，EGCG為供試品種的主要兒茶素，含量范圍為25.61～51.70 mg·g－1，均低于對照，其中20-2-1的EGCG含量明顯高于其它5個品種（系）；6個品種（系）GCG含量顯著低于對照，其它兒茶素組分在各品種（系）間無明顯的變化規(guī)律。綜上所述，白葉1號、中黃1號、蘇茶早、E1等4個高氨基酸茶樹品種（系）的兒茶素含量較低，構(gòu)成茶葉苦澀味的組分含量較少，所制綠茶具有苦澀味輕、收斂性弱、茶湯淡爽等品質(zhì)特征；20-2-1和黃金茶1號茶湯較為濃郁，但因其氨基酸含量高，所制綠茶在苦澀味方面明顯優(yōu)于對照。

表3 各品種（系）兒茶素組分含量Table 3 Catechin contents in shoots of 6 tea cultivars（單位：mg·g－1）

2.2 各品種（系）主要生化指標聚類分析

對6個高氨基酸茶樹品種（系）以及對照品種鄂茶1號的主要生化成分指標進行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果如圖1所示。當聚類歐式距離取值D＝10時，可把7個茶樹品種（系）分為3類，第Ⅰ類群包括白葉1號、蘇茶早、黃金茶1號、中黃1號、E1共5個品種（系），這類群體主要表現(xiàn)為氨基酸含量高，茶多酚和兒茶素含量低等特點，同時該類群又分為2個亞類，A亞類包括白葉1號、黃金茶1號、蘇茶早3個品種，說明這3個品種中生化指標上非常類似；B亞類包括中黃1號和E1，說明我們篩選的高氨基酸茶樹品系E1在生化成分上與高氨基酸茶樹品種中黃1號類似。第2類群僅有對照鄂茶1號，說明對照在生化成分能夠明顯區(qū)別6個高氨基酸茶樹品種（系），具有氨基酸含量低，茶多酚和兒茶素含量高特點。第三類群僅包括品系20-2-1，這一類群主要表現(xiàn)為含量氨基酸高，茶多酚和兒茶素含量相對較高的特點。

圖1 基于主要生化成分含量的聚類圖Fig.1 Result of cluster analysis based on major biochemical contents in shoots of 6 tea cultivars

3 結(jié)論與討論

茶葉色、香、味優(yōu)良品質(zhì)的形成，是茶葉中存在的一些特征性成分綜合配比和諧的結(jié)果，這些能夠反映茶葉品質(zhì)特征的功能性成分主要是氨基酸、茶多酚、嘌呤堿等化合物［12］。氨基酸是形成茶葉鮮爽味的主要物質(zhì)，其組成、含量及其降解產(chǎn)物和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物都直接影響名優(yōu)茶品質(zhì)［1，2］；同時，氨基酸與綠茶香氣具有直接或間接的關(guān)系，氨基酸總量與綠茶香氣呈極顯著正相關(guān)［1］。茶葉中咖啡堿、兒茶素是茶葉中嘌呤堿和多酚類的主要成分，是茶湯滋味苦澀味形成的主要物質(zhì)，直接影響茶葉品質(zhì)［24］。酚氨比是反映茶樹品種特性的一個重要生化指標。名優(yōu)綠茶一般要求氨基酸含量高，多酚類含量中等，以形成香高味鮮的品質(zhì)特征。一般認為酚氨比小的茶樹品種較適合制作綠茶，若用酚氨比較大的茶樹品種鮮葉加工綠茶，往往滋味苦澀［17］。本研究表明，供試的6個高氨基酸茶樹品種（系）中氨基酸總量以及對綠茶品質(zhì)極其相關(guān)的天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、組氨酸、精氨酸和茶氨酸均顯著高于對照，而水浸出物、茶多酚、兒茶素總量、酚氨比均顯著低于對照，這說明6個品種（系）所制綠茶的鮮味要明顯高于對照，香氣要優(yōu)于對照，苦澀味較輕，較適合制作名優(yōu)綠茶。通過各品種（系）生化成分含量的聚類分析結(jié)果可知，白葉1號、蘇茶早、黃金茶1號、中黃1號、E1等5個品種（系）聚為一類，而品系20-2-1則單獨聚為一類，這主要是由于品系20-2-1不僅具有高含量氨基酸的特點，還具有相對較高含量的茶多酚和兒茶素所致，這進一步暗示著品系20-2-1制綠茶品質(zhì)可能更優(yōu)于其他5個高氨基酸茶樹品種（系）。

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Biochemical Compositions of Teas High in Amino Acids

JIN Xiao-fang，MA Lin-long，LIU Yan-li，CAO Dan，GONG Zi-ming*
（Fruit and Tea Research Institute，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan，Hubei 430064，China）

Six varieties of teas，including Baiye 1，Zhonghuang 1，Suchazao，Huangjincha 1，20-2-1 and E1，that have relatively high amino acid contents were analyzed for their biochemical compositions in the leaves.The widely cultivated Echa 1 was designated as control for comparison.Spring shoots comprising a bud and two leaves of the cultivars were plucked for the chemical and cluster analyses.The results showed that the contents of aspartate，serine，glutamate，histidine，arginine，theanine，and total amino acids in the shoots were significantly higher than those in control.On the other hand，lower water extract，polyphenols，phenol／amino acid ratio，EGCG，GCG，and total catechins，while a lack of significant differences on the other components，were found among the 6 cultivars as compared to control.A cluster analysis based on the compositional makeups of the teas indicated that Baiye 1，Zhonghuang 1，Suchazao，Huangjincha 1 and E1 could be categorized in one group that contained high amino acids with low polyphenols and catechins；whereas，20-2-1 stood alone in a group that had high amino acids，as well as polyphenols and catechins.

tea（Camellia sinensis）；high amino acid；biochemical composition；cluster analysis

S571.1

A

2096－0220（2017）02－0058－05

2017－04－14初稿；2017－05－23修改稿

湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心項目（2016－620－000－001－032）；湖北省農(nóng)科院青年科學(xué)基金（2016NKYJJ24）。作者簡介：金孝芳（1982－），男，助理研究員，主要從事茶樹種質(zhì)資源與遺傳育種工作。E－mail：xfjin＠126.com

*通訊作者：龔自明（1966－），男，研究員，主要從事茶葉科研工作。E－mail：ziminggong＠163.com