廣東客家茶樹種質資源兒茶素特性分析

喬小燕，黃華林，李 波，姜曉輝，陳 棟*

(1.廣東省農業(yè)科學院 茶葉研究所,廣東 廣州 510640;2.廣東省茶樹資源創(chuàng)新利用重點實驗室,廣東 廣州 510640)

廣東省是客家人分布的第一大省，客家人主要生活在南亞熱帶濕熱且寒涼的高寒山區(qū)，生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，孕育了豐富的茶樹資源，以中小葉群體為主，當?shù)厝朔Q之為客家種，傳統(tǒng)的客家茶是以客家種加工而成?？图也枳钤缙鹪从谀媳背埓h，發(fā)展至今，客家茶已成為廣東茶葉的“半壁江山”[1]。對梅州、河源和韶關等地客家茶感官審評發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)客家茶有明顯的“高火甜韻”或“炒米香”，認為特定的采制技術和區(qū)域自然條件是形成該品質特征的主要原因[2]。理化成分分析結果進一步表明，客家本土茶樹的種性也是形成該品質特征的主要原因之一[3]。

茶多酚是決定茶葉品質的重要物質基礎，兒茶素占茶多酚的80%以上，酯型兒茶素具有抗氧化、降血脂和抗突變等保健功能，其中以表沒食子兒茶素沒食子酸(epigallate catechin gallate，EGCG)的生物學活性最強[4-5]。非酯型兒茶素也是重要的滋味成分，如表兒茶素(epicatechin，EC)和兒茶素(catechin，C)有苦味[6]。兒茶素是茶樹最重要的次生代謝產物，兒茶素總量和不同單體含量被經常作為判斷茶樹品種適制性的重要指標，也是體現(xiàn)茶樹進化的標志[7]。

客家種和客家茶具有悠久的種植和加工歷史，研究者大多關注客家茶品質特征、客家茶文化的演變和發(fā)展，但對扎根于廣東客家地區(qū)有鮮明地域性的客家種研究鮮有報道。本研究通過對廣東客家茶樹種質資源兒茶素組分進行系統(tǒng)分析，探明客家茶樹品種區(qū)別于其他地區(qū)的茶樹品種所具有的獨特特性，同時為客家茶樹的開發(fā)和利用提供科學參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和試劑

試驗材料主要來自于保存于廣東省茶樹種質資源圃、曲江羅坑鎮(zhèn)和東源縣等地(表1)，每個群體選取代表性單株10株以上。采摘客家茶樹品種春、夏、秋季的1芽2葉新梢鮮葉，微波殺青固樣，于80 ℃烘至足干，保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 供試茶樹種質資源及來源

兒茶素8個組分和咖啡堿標準品購自上海源葉生物科技有限公司，分別為EC、表兒茶素沒食子(epicatechin gallate，ECG)、表沒食子兒茶素(epigallate catechin，EGC)、EGCG、C、沒食子兒茶素(gallate catechin，GC)、兒茶素沒食子酸(catechin gallate，CG)、沒食子兒茶素沒食子酸(gallate catechin gallate，GCG)、咖啡堿(caffeine)。

1.2 試驗方法

1.2.1 兒茶素組分測定 稱過篩后的磨碎樣1.000 g置于100 mL三角錐瓶中，加入沸水90 mL，放于水浴鍋微沸45 min，用布氏漏斗抽濾，冷卻后定容至100 mL容量瓶中，濾液過4.6 μm濾膜后備用。兒茶素組分和咖啡堿測定采用HPLC，測定方法參照喬小燕等[8]的進行。

1.2.2 數(shù)據處理 用SAS 20.0軟件對兒茶素組分進行因子分析和聚類分析。為了消除不同指標變量間的量綱關系，通過Z-Score標準化方法將兒茶素組分濃度矩陣進行標準化，計算各變量的載荷值和方差貢獻率。

2 結果與分析

2.1 客家茶樹種質兒茶素分布情況和變異特征

由表2可知，客家茶樹種質中EGCG、EGC、GCG在8個組分中含量較高，其中EGCG含量最高。EGCG秋季含量(71.93 mg/g)高于春季(69.22 mg/g)和夏季(70.64 mg/g)；EGC含量高于GCG，以夏季最高(51.51 mg/g)，春季和秋季含量接近；GCG含量在三季中變化不大。EGCG、EGC、GCG在群體間變異系數(shù)較低，其中EGCG最低(38.71%～42.53%)；EC和CG的變異系數(shù)較高。總兒茶素三季含量在128.37～137.35 mg/g之間，酯型兒茶素含量(73.65～79.67 mg/g)高于非酯型兒茶素(54.46～58.00 mg/g)。總兒茶素在群體間和季節(jié)間的變異系數(shù)最小，以春季的變異系數(shù)最小，為8.39%。酯型兒茶素和非酯型的變異系數(shù)接近，且以秋季的變異系數(shù)最小，分別為22.44%和30.36%。

2.2 客家茶樹種質與大葉種茶樹種質酯型兒茶素比較

酯型兒茶素對茶葉品質的形成具有重要意義，而且其藥理功效高于非酯型兒茶素，EGCG是酯型兒茶素中最主要的成分。根據參試茶樹種質資源的來源地，對EGCG和酯型兒茶素三季平均含量進行主成分分析。由表3可知，廣東客家茶樹種質資源EGCG和酯型兒茶素含量低于大葉種茶樹(云南、肯尼亞、斯里蘭卡)，其中以粵西茶樹種質資源EGCG和酯型兒茶素含量最低，分別為34.14 mg/g和61.76 mg/g；粵東和粵北地區(qū)茶樹種質中EGCG和酯型兒茶素含量相同或接近。大葉種茶樹種質資源EGCG和酯型兒茶素含量在季節(jié)間的變異系數(shù)大于廣東，斯里蘭卡除外，其變異系數(shù)遠低于其他茶樹種質。

表2客家茶樹種質資源兒茶素分布情況和變異特征mg/g干重

指標季節(jié)最大值最小值平均值標準偏差變異系數(shù)/%GC春季15.938.5411.7411.6799.35夏季31.9010.0314.4011.6480.86秋季17.769.1012.3710.9988.85EGC春季45.3920.6331.1414.8147.54夏季46.145.1629.5115.2051.51秋季41.5324.6930.9614.7947.79C春季7.782.764.602.6257.00夏季8.460.774.197.34175.24秋季7.9504.303.7587.30EC春季12.183.636.9822.35320.22夏季40.504.999.9022.99232.29秋季13.807.3610.0624.24241.00EGCG春季69.2231.8447.9518.5638.71夏季70.6411.3146.9819.9842.53秋季71.9331.5051.2321.6642.28GCG春季25.088.1615.777.4947.49夏季27.873.6015.857.5247.43秋季18.2810.0115.926.0538.02ECG春季7.161.243.392.3168.13夏季5.192.743.761.8849.96秋季6.213.084.981.6934.04CG春季9.285.026.8025.94381.64夏季9.696.007.0727.75392.53秋季9.916.167.5426.58352.45非酯型兒茶素春季75.6337.4854.4618.1833.39夏季86.0137.7258.0019.5133.64秋季66.7642.9357.6817.5130.36酯型兒茶素春季105.0748.6073.9117.4423.59夏季108.4629.8073.6521.4829.16秋季100.7154.5779.6717.8722.44總兒茶素春季145.71112.59128.3710.778.39夏季162.98102.70131.6521.2316.13秋季167.46113.83137.3522.3816.30

EGCG與酯型兒茶素的比值表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，粵中、粵西茶樹種質中EGCG/酯型兒茶素比值低于粵北和粵東地區(qū)，大葉種(云南、肯尼亞、斯里蘭卡)EGCG/酯型兒茶素比值整體高于廣東省客家種，但肯尼亞與粵中地區(qū)接近，粵西地區(qū)的EGCG與酯型兒茶素的比值最低(0.52)，變異系數(shù)最大。

2.3 廣東客家茶樹種質的因子分析和聚類分析

以所有茶樹種質資源中8個兒茶素組分中春、夏和秋三季中變異系數(shù)小于1的5個組分(GC、EGC、EGCG、GCG、ECG)為變量進行因子分析。由表4和表5可知，前3個公因子的方差總貢獻率為90.85%，基本可以代表5個變量的絕大部分變異信息。第一公因子F1解釋了總變異信息的42.83%，EGC、EGCG、GCG和ECG在F1上呈正向分布，EGCG在F1上載荷值最高，EGCG對F1貢獻率最高。第二公因子F2解釋了總變異信息的29.10%，GC、EGC、EGCG和ECG在F2上均呈正向分布，其中以ECG在F2上載荷值最高，ECG對F2貢獻率最高。第三公因子F3解釋了總變異信息的18.92%，以EGC在F3上載荷值最高，EGC對F3貢獻率最高。因此，EGCG、ECG和EGC含量可作為不同茶樹種質兒茶素的表征性成分。

以非酯型和酯型兒茶素3季平均含量為變量進行聚類分析，7個地區(qū)的茶樹種質資源分為3個類群(圖1)，客家茶樹種質資源聚為一類，其酯型兒茶素略高于非酯型兒茶素，粵西茶樹種質資源中酯型兒茶素(61.76 mg/g)和非酯型兒茶素(60.44 mg/g)含量接近，與廣東其他地區(qū)種質距離較遠。大葉種茶樹種質資源聚類一類，其酯型兒茶素高于非酯型兒茶素，斯里蘭卡茶樹種質資源中酯型兒茶素(94.95 mg/g)是非酯型兒茶素(38.80 mg/g)的2.45倍。

3 討論

廣東省客家茶樹種質資源中兒茶素均以EGCG、EGC和GCG為高含量組分，其中EGCG含量最高，這與前人的研究結果一致，貴州、湖北和廣西等茶樹種質中GCG含量高于ECG[9-11]。本研究中EGC含量高于GCG，這可能與參試的茶樹種質資源的來源不同有關。EGCG和總兒茶素在群體和季節(jié)間變異系數(shù)最小，酯型兒茶素群體間變異系數(shù)低于非酯型兒茶素，這與王慶等對廣西青山野生茶樹種質的研究結果“兒茶素、酯型兒茶素和EGCG的變異最小”[9]一致。酯型和非酯型兒茶素季節(jié)間變異系數(shù)遠低于兒茶素各組分，同前人的研究結果[12-13]一致。

EGCG和酯型兒茶素含量不僅具有品種特性，也表現(xiàn)出一定的地域性[9]。本研究中客家茶樹種質資源中EGCG、酯型兒茶素和EGCG/酯型兒茶素比值低于大葉種茶樹種質資源，EGCG和酯型兒茶素在粵西茶樹種質資源中含量最低，EGCG/酯型兒茶素比值在粵中和粵西茶樹種質資源中低于粵北和粵東地區(qū)。因子分析和聚類分析顯示，廣東客家茶樹種質聚為一類，肯尼亞、云南大葉和斯里蘭卡茶樹種質則可聚為一大類。

表3 酯型兒茶素分析結果

表4 相關矩陣的特征值

表5 因子載荷矩陣

圖1 不同來源茶樹種質聚類圖