光溫因子對湄潭翠芽春茶品質(zhì)的影響

王加真， 黃家春， 王 舒， 陳瑩瑩， 安雪姣， 張金利

(1.遵義師范學(xué)院 生物與農(nóng)業(yè)科技學(xué)院， 貴州 遵義 563000； 2.貴州栗香茶業(yè)有限公司， 貴州 湄潭 563000)

茶樹(CamelliasinensisL.)是世界上重要的葉用經(jīng)濟(jì)作物，茶葉中含有大量的次生代謝產(chǎn)物，諸如茶多酚、咖啡堿、茶氨酸、芳香物質(zhì)和色素等，這些物質(zhì)共同構(gòu)成了茶湯的滋味，并使茶具有一定的保健功效[1-2]。貴州湄潭種茶史悠久，作為貴州省十大名茶之一的湄潭翠芽創(chuàng)制于1943年，以嫩芽焙制的上等芽茶，茶葉品質(zhì)別具一格，富有獨(dú)特濃郁的香氣，是一類扁形高級綠茶。福鼎大白茶和黔湄601是加工湄潭翠芽的兩類主要茶樹資源。相關(guān)研究表明，高山出好茶是因?yàn)椴铇涮幵诘蜏?、高濕、弱光照的生長環(huán)境之中，而連續(xù)的低濕干熱、強(qiáng)光環(huán)境不利于茶葉品質(zhì)成分的積累，外界環(huán)境的變化也會(huì)影響茶樹體內(nèi)的碳氮代謝[3]。茶園光、熱等生態(tài)因子對茶樹的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理及生化特性都有重大影響[4-5]，茶樹芽葉的形成及體內(nèi)代謝產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)變化與茶樹所處的環(huán)境密切相關(guān)，茶樹代謝產(chǎn)物在不同環(huán)境因子影響下會(huì)表現(xiàn)出很大的差異[6-7]。春茶生化成分與采摘時(shí)間有著密切的關(guān)系，通常早春采摘的春茶品質(zhì)好于晚春采摘的春茶[8-11]，但對其成因還缺乏深入研究[12]。環(huán)境條件是引起不同采收加工期春茶品質(zhì)差異的原因，但具體的光溫條件和品質(zhì)成分之間的變化規(guī)律尚不明確。在全球氣候變化背景下，研究茶葉主要品質(zhì)成分隨采收期溫度、光照的變化規(guī)律，開發(fā)新技術(shù)，有目的地控制生態(tài)因子，對穩(wěn)定并提高春季茶葉品質(zhì)，促進(jìn)茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著積極的推動(dòng)作用。為此，以福鼎大白茶和黔湄601不同采收期的單芽加工的湄潭翠芽為試樣，對其氨基酸、茶多酚、咖啡堿和色素等主要品質(zhì)成分進(jìn)行測定，結(jié)合不同采收期間的溫度、光照數(shù)據(jù)，探索春茶品質(zhì)差異與光溫因子的變化規(guī)律，以采取有效措施提高茶葉品質(zhì)，為茶樹栽培環(huán)境調(diào)控技術(shù)提供指導(dǎo)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

茶青原料：于2018年5月從貴州湄潭栗香茶葉公司取不同時(shí)期批量生產(chǎn)的湄潭翠芽各50 g，分別為3月15日、3月25日和4月18日采收的福鼎大白茶單芽加工的湄潭翠芽；3月24日和4月5日采收的黔湄601單芽加工的湄潭翠芽。茶青原料均來自公司自有生態(tài)茶園。茶葉樣品在檢測之前置于烘箱中80℃烘干2 h，用研缽磨碎，過1 mm篩，待測茶葉品質(zhì)成分。

主要檢測儀器：DHG-9140型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、SX-4-10馬弗爐、UV-7502C紫外分光光度計(jì)和Eppendorf低速離心機(jī)等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 茶葉品質(zhì)分析 茶葉品質(zhì)成分的測定在遵義師范學(xué)院有機(jī)綠茶產(chǎn)學(xué)研基地茶品質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。茶葉品質(zhì)檢測分析項(xiàng)目：水浸出物、氨基酸、茶多酚、咖啡堿、葉綠素、類胡蘿卜素、花黃素、總灰分、水溶性灰分、水不溶性灰分、全氮和全碳。主要檢測方法：水浸出物的測定采用全量法，參照GB/T 8305-2013沸水萃取法；氨基酸的測定采用茚三酮顯色法，參照GB/T 8314-2002；茶多酚的測定采用酒石酸鐵比色法，參照GB/T 8313-2008；咖啡堿的測定采用紫外分光光度法，參照GB/T 8312-2013；葉綠素和類胡蘿卜素采用丙酮乙醇浸提比色法；花黃素采用三氯化鋁比色法；全氮采用H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法；總灰分、全碳采用燒失法測定。

1.2.2 氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測 茶園架設(shè)自動(dòng)氣象監(jiān)測站進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測指標(biāo)為茶園10 cm處土壤溫濕度、茶樹蓬面10 cm處空氣溫濕度與光照強(qiáng)度、CO2濃度和降雨量等，數(shù)據(jù)通過環(huán)境監(jiān)測云平臺(tái)在遠(yuǎn)程電腦獲取。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析與處理 試驗(yàn)中所有測試指標(biāo)均為3次平行，測定結(jié)果用SPSS 16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用單因素方差分析和多重比較法，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶園生態(tài)因子

從圖1看出，茶樹單芽采收期間，每日最高氣溫、最高地溫及最大光照強(qiáng)度整體表現(xiàn)出一定的上升趨勢。最大光照強(qiáng)度：茶樹蓬面10 cm處的最大光照強(qiáng)度在采收前期較低，在80 000 lx以下，采收后期最大光照強(qiáng)度上升趨勢明顯，最大達(dá)130 800 lx。最高地溫：茶園土壤10 cm 處溫度保持在10℃以上，整體呈明顯上升趨勢；最高地溫在4月13日達(dá)最高，為16.9℃；4月5日和4月17日有2次大的降幅，但仍保持在13℃左右。最高氣溫：茶樹蓬面10 cm處的每日最高氣溫變化波動(dòng)較大，介于14.3～40.2℃；平均溫度為23℃。

圖1 茶葉采收期間茶園的溫度和光照Fig.1 Light and temperature of tea garden during harvesting time

茶樹新梢春天萌發(fā)的起點(diǎn)溫度因品質(zhì)類型而異，處在活躍生長期的茶樹新梢對溫度的反應(yīng)十分敏感。在適宜范圍內(nèi)，茶樹芽葉生長速度會(huì)隨溫度的上升而增加。當(dāng)土壤10 cm處溫度穩(wěn)定在10℃以上，日平均氣溫穩(wěn)定通過10℃，福鼎大白茶開始萌動(dòng)，黔湄601的頭茶采收時(shí)間較福鼎大白茶晚10 d左右，主要是因?yàn)?種茶的芽頭大小不一致，福鼎大白茶屬于中小葉種，黔湄601屬于大葉種，新梢生長對溫度的響應(yīng)存在品種間差異。適宜茶樹生長的日平均氣溫是20～30℃，茶樹能忍受的短時(shí)極端最高氣溫是45℃，可見整個(gè)采收期間溫度適宜茶樹生長。茶樹接受的光照強(qiáng)度在1 000～50 000 lx，茶樹光合作用隨光照強(qiáng)度的增加而增加，4月5日和4月18日采收的茶葉其生長期間的光照強(qiáng)度都超出了茶樹的光飽和點(diǎn)。

2.2 不同采收期茶的品質(zhì)

2.2.1 氨基酸、茶多酚及咖啡堿含量 從表1看出，2種茶樹單芽中的茶多酚、氨基酸含量存在顯著差異，且隨著采收期延后，茶多酚含量顯著增加，氨基酸含量明顯下降。同期采收(3月25日左右)的福鼎大白茶其茶多酚含量為25.00%，氨基酸含量為4.36%；黔湄601茶多酚含量為30.30%，氨基酸含量為3.88%。咖啡堿含量：福鼎大白茶隨采收期延后呈顯著增加趨勢，3月25日與4月18日采收的差異不顯著；3月24日和4月5日采收的黔湄601咖啡堿含量差異不顯著；同期采摘的福鼎大白茶與黔湄601的咖啡堿含量差異也不顯著。

2.2.2 全碳與全氮含量 由表1可知，2個(gè)不同采收期黔湄601單芽中的全碳與全氮含量均存在顯著差異，采收后期全碳量增加，全氮量有所減少。福鼎大白茶全碳含量在3個(gè)不同采收期存在顯著差異，3月25日采收的全碳含量最低；4月18日采收的全碳含量顯著高于其他采收期。后期采收的福鼎大白茶全氮含量降低，4月18日采收的全氮含量與前兩批采收的無顯著差異。

2.2.3 水浸出物與灰分含量

1) 水浸出物。茶葉中水浸出物含量表明茶葉中可溶性物質(zhì)的總量，可以在一定程度上衡量茶葉品質(zhì)的高低。從表1看出，福鼎大白茶的水浸出物含量前期采摘(3月15日和3月25日)顯著高于后期采摘(4月18日)；黔湄601表現(xiàn)相反，前期采摘(3月24日)的顯著低于后期采摘(4月5日)；同期采收相比，福鼎大白茶的水浸出物含量(43.28%)顯著高于黔湄601(40.49%)。

2) 灰分。灰分是茶葉中的無機(jī)化合物，隨生長環(huán)境不同而不同，能在一定程度上反應(yīng)出葉片的老嫩程度。水溶性灰分占茶葉總灰分的比例越大，茶葉的品質(zhì)越好?？偦曳郑簠⒃嚥杵贩N單芽的總灰分含量存在顯著差異，黔湄601高于福鼎大白茶；整體而言，后期采收的含量均略高于前期采收的；黔湄601的差異不顯著；福鼎大白茶3月15日采收的總灰分顯著低于3月25日和4月18日采收的。水溶性灰分：參試品種間及不同采收期間的差異均不顯著。水不溶性灰分：福鼎大白茶水不溶性灰分變化趨勢與總灰分變化一致，黔湄601后期采收(4月5日)的水不溶性灰分顯著高于前期采收的(3月24日)。3月15日首批采收福鼎大白茶水溶性灰分占茶葉總灰分的73.3%，其他批次的福鼎大白茶和黔湄601的水溶性灰分占茶葉總灰分的56.3%～64.0%。

2.2.4 茶葉色素含量

1) 總?cè)~綠素與類胡蘿卜素。由表1可知，2種茶的總?cè)~綠素與類胡蘿卜素含量在不同采收期的變化規(guī)律完全一致。同期采收的(3月24日和3月25日)的2種茶的總?cè)~綠素與類胡蘿卜素含量差異均不顯著。黔湄601：后期采收的總?cè)~綠素與類胡蘿卜素含量顯著高于前期采收的。福鼎大白茶：3月25日采收的總?cè)~綠素與類胡蘿卜素含量顯著低于3月15日和4月18日采收的；3月15日采收的與4月18日采收的總?cè)~綠素與類胡蘿卜素含量差異不顯著。

2) 花黃素。從表1看出，福鼎大白茶的花黃素含量顯著高于黔湄601，其中，福鼎大白茶的花黃素含量在采收后期(4月18日)顯著高于采收前期(3月15日和3月25日)，黔湄601的花黃素含量不同采收期間差異不顯著。

2.2.5 碳氮比、酚氨比、葉綠素A/B

1)碳氮比。從圖2看出，福鼎大白茶的C/N顯著高于黔湄601的，除了3月25日和4月18日采收的福鼎大白茶C/N 無顯著差異外，2種茶葉的C/N都隨采收批次的增加呈顯著上升趨勢。

2) 酚氨比。酚氨比與綠茶品質(zhì)有極高的負(fù)相關(guān)性，從圖2看出，除了3月15日和3月25日福鼎大白茶的酚氨比差異不顯著外，2種茶葉的酚氨比都隨著采收批次的增加呈顯著上升趨勢，福鼎大白茶清明前茶葉酚氨比顯著低于谷雨前的。整體來看，黔湄601的酚氨比顯著高于福鼎大白茶的。

3) 葉綠素A/B。綠茶以色綠取勝，葉綠素含量高的品種加工的綠茶品質(zhì)更佳，且以葉綠素B占總?cè)~綠素的比例越大越好。從圖2看出，3月15日的葉綠素A/B值最高，顯著高于3月24-25日，葉綠素A/B的變化趨勢反映出3月24日后采收的茶青其綠茶的適制性更好。

圖2 不同采收期2種茶的碳氮比、酚氨比和葉綠素A/BFig.2 Carbon-nitrogen ratio, phenol/amino ratio, chlorophyll-a/chlorophyll-b of the two kinds of tea of the different harvesting time

3 結(jié)論與討論

評價(jià)茶葉的品質(zhì)要基于其所含成分的多寡。茶葉中茶多酚、氨基酸和咖啡堿等，是茶湯的主要成味物質(zhì)，其含量的高低可以反映出茶湯的厚薄、滋味的濃強(qiáng)[13]，含量高則說明茶葉品質(zhì)好。構(gòu)成茶葉滋味的氨基酸能提高茶葉的鮮爽度，具有協(xié)調(diào)茶湯滋味和影響茶葉香氣的重要作用。RUAN等[14]認(rèn)為，表征茶葉品質(zhì)的茶多酚與氨基酸含量可分別作為茶樹碳庫與氮庫的重要數(shù)量表征，酚氨比是影響綠茶滋味的主要因子。不同的茶樹品種具有不同的茶葉品質(zhì)，茶葉品質(zhì)的變化同時(shí)也反映出環(huán)境因素的變化，如光、溫度等因子變化對茶樹生育具有十分顯著的作用[15-16]，同時(shí)也會(huì)影響到茶多酚類、咖啡堿及氨基酸等生化成分的合成與代謝[17-18]。茶葉的外形色澤、湯色及葉底色澤由茶葉所含的色素決定，其量的多少及成分變化對茶葉品質(zhì)有決定性作用。研究結(jié)果表明，3月24日前的最高氣溫和最大光照強(qiáng)度明顯低于3月15日和4月18日前的，該因素是3月24日采收的茶葉色素含量低的原因；另外水溶性的花黃素對光照強(qiáng)度的變化響應(yīng)沒有脂溶性的葉綠素和類胡蘿卜素明顯。

清明前氣溫較低，光照強(qiáng)度弱，茶樹新梢生長緩慢，發(fā)芽數(shù)量不多，能達(dá)到采摘標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)量很少，所以有“明前茶，貴如金”的比喻。而谷雨茶相對而言，采摘時(shí)期氣溫升高，光照強(qiáng)度增大，生長速度快，產(chǎn)量大。湄潭翠芽品質(zhì)隨著采收批次的增加，產(chǎn)量逐步提高、各品質(zhì)成分含量呈下降趨勢。研究表明：相同時(shí)期，中葉種的福鼎大白茶制得的湄潭翠芽和大葉種的黔湄601制得的湄潭翠芽相比，福鼎大白茶的水浸出物、氨基酸含量整體都高于黔湄601。

光照強(qiáng)度直接影響到茶多酚的總量，茶樹單芽對光照強(qiáng)度有明顯的生態(tài)響應(yīng)，光照強(qiáng)度增加，對碳素代謝有利，但對氮素代謝有抑制作用。光對茶樹新梢中咖啡堿的生物合成并不是必需的，光照強(qiáng)度增加，咖啡堿含量并沒有顯著性增加。研究表明，湄潭翠芽春茶品質(zhì)隨溫度升高、光照強(qiáng)度增強(qiáng)而有所下降，谷雨茶品質(zhì)低于明前茶；茶葉品質(zhì)對生長期間的溫度、光照的變幅有明顯的生理響應(yīng)。春季茶園地溫、氣溫保持在茶樹生長的適宜范圍內(nèi)，光照強(qiáng)度和日照量增大是引起春茶品質(zhì)下降的主導(dǎo)因素。在這樣的變化趨勢下，為確保谷雨茶具有明前茶的品質(zhì)，可以通過在茶園遮光、濾光的調(diào)控技術(shù)措施降低光照強(qiáng)度及光輻射，確保茶樹的最大光合效率，調(diào)節(jié)碳氮代謝的動(dòng)態(tài)平衡以提高后期春茶的質(zhì)量。