遮陰對(duì)7個(gè)茶樹品種的抹茶適制性影響研究

檀學(xué)敏，丁 鑫，周建得，王 琪，余速航，倪 穗*

(1. 寧波大學(xué) 食品與藥學(xué)學(xué)院，浙江 寧波 315832； 2. 寧波大學(xué) 海洋學(xué)院，浙江 寧波 315832)

抹茶是以經(jīng)過遮陰栽培的優(yōu)質(zhì)茶樹的鮮葉為原料，經(jīng)過殺青、干燥、粉碎等工藝制成的翠綠色超微粉[1]。抹茶起源于隋朝，興盛于唐朝，唐朝傳入日本。我國(guó)抹茶產(chǎn)業(yè)從明朝開始逐漸勢(shì)衰，而抹茶在日本卻被發(fā)揚(yáng)光大，被廣泛應(yīng)用于各類食品、日化、保健等產(chǎn)品中[2]。抹茶口感好，用途廣泛，研究還發(fā)現(xiàn)抹茶具有抗氧化、降血壓、降血糖等功效。近年來抹茶的生產(chǎn)逐漸成為茶產(chǎn)業(yè)的研究熱點(diǎn)。

抹茶對(duì)原料的品質(zhì)要求較高，不是每個(gè)品種的茶樹都能制成抹茶。抹茶適制的茶樹品種要求鮮葉含氨基酸和葉綠素相對(duì)要高一些，同時(shí)咖啡因、茶多酚的含量相對(duì)低一些[3]。

近年來的研究表明，在茶樹栽培過程中遮陰覆蓋對(duì)提高鮮葉的抹茶品質(zhì)具有關(guān)鍵作用。通過覆蓋遮陰可以有效降低鮮葉中咖啡堿、茶多酚等澀味成分，同時(shí)有效增加氨基酸含量，提高抹茶滋味鮮爽度，增加葉綠素含量，提升抹茶感官品質(zhì)[4-5]。抹茶顏色從最初的泛白變成了色澤鮮綠，味道從又苦又澀變成滋味鮮爽，并最終形成具有“覆蓋香”的抹茶產(chǎn)品。有研究表明遮蔭會(huì)對(duì)茶鮮葉中的丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸和異亮氨酸等含量產(chǎn)生顯著影響，這些氨基酸則是構(gòu)成抹茶滋味的重要組成部分[6]。研究表明用95%遮光度的黑色遮陽網(wǎng)對(duì)茶葉進(jìn)行遮蔭覆蓋20 d后，茶鮮葉中的葉綠素a和葉綠素b含量分別比對(duì)照組高出2.8倍和1.7倍，茶葉中的多酚類物質(zhì)總含量會(huì)因遮蔭而顯著降低，總兒茶素含量也降低，但其中表兒茶素沒食子酸酯、沒食子酸酯含量增加，而表沒食子兒茶素、表兒茶素含量下降[7]。

本研究選取了華東地區(qū)目前用來制作抹茶的7個(gè)茶樹品種，在春季鮮葉采摘前對(duì)其進(jìn)行遮陰處理。以其未遮陰的鮮葉作對(duì)照，檢測(cè)了咖啡堿、茶多酚、游離氨基酸和葉綠素含量的變化，分析了遮陰處理對(duì)其抹茶適制性的影響，綜合比較其咖啡堿、茶多酚、葉綠素和游離氨基酸等抹茶主要品質(zhì)指標(biāo)，篩選出抹茶適制性最好的茶樹品種，為華東地區(qū)抹茶適制茶樹品種的篩選及我國(guó)抹茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

14個(gè)試驗(yàn)材料的鮮葉均于2019年4月采于浙江寧海國(guó)元抹茶種植基地。材料見表1。

表1 茶樹品種和遮陰情況Table 1 Varieties and shade conditions of tea tree

表1 茶樹品種和遮陰情況Table 1 Varieties and shade conditions of tea tree

1.2 儀器與設(shè)備

分析天平：型號(hào)FA2004，精確度0.1 mg ，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；紫外分光光度計(jì)：型號(hào)T6新世紀(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；L600臺(tái)式低速離心機(jī)：最高轉(zhuǎn)速6000 r/min，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；恒溫水浴鍋：HH-4恒溫水浴鍋，常州申光儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 遮陰處理

每個(gè)品種茶樹劃定6行，每行長(zhǎng)15 m，寬1 m，行間距1 m。其中3行遮陰，3行未遮陰。

遮陰處理：2019年4月6日在茶樹長(zhǎng)出一芽?jī)扇~時(shí)進(jìn)行遮陰網(wǎng)遮陰，芽長(zhǎng)約3～5 cm，使用黑色高密度聚乙烯(High-density Polyethylene, HDPE)遮陰網(wǎng)覆于聚氯乙烯(Polyvinylchlorid, PVC)塑料管上，塑料管兩端插入地面20 cm，遮陰棚高設(shè)置在1.2 ～ 1.5 m之間，高于茶樹頂部10 cm，使之成為一個(gè)拱形，確保遮陰網(wǎng)與葉面具有適度的空間，以避免遮陰網(wǎng)直接覆蓋在葉面上，使葉片無法進(jìn)行呼吸。使用的遮陰網(wǎng)通過折光儀測(cè)得的遮陰率為95%左右，能有效的進(jìn)行遮陰。遮陰時(shí)間為21 d[8]。

對(duì)照是未遮陰處理的茶樹，在正常光照下生長(zhǎng)，栽培過程中的水肥等其他處理均與遮陰處理的茶樹保持一致。

1.3.2 材料預(yù)處理

采摘每個(gè)品種遮陰及其對(duì)照的鮮葉，挑選葉面完整無蟲斑的葉片，去梗，在通風(fēng)處攤涼2 h，立即進(jìn)行蒸汽殺青、真空冷凍干燥和超微粉碎處理[8]，獲得的超微粉保存于-20℃冰箱待測(cè)。

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定方法

(1)咖啡堿

采用GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測(cè)定》中紫外分光光度法測(cè)定咖啡堿的含量[9]。

(2)茶多酚

采用GB/T 8313-2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測(cè)方法》中紫外分光光度法測(cè)定茶葉中茶多酚的含量[10]。

(3)游離氨基酸

采用GB/T 8314-2013《茶 游離氨基酸總量的測(cè)定》中紫外分光光度法測(cè)定茶葉中游離氨基酸的含量[11]。

(4)葉綠素

通過對(duì)比楊敏文[12]、麻明友[13]、任紅[14]等對(duì)于珊瑚樹嫩葉、獼猴桃葉、菜心葉綠素測(cè)量方法的研究后，采用濃度為95%的丙酮-乙醇(2∶1)溶液將樣品在室溫下進(jìn)行黑暗避光提取30 min，再使用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定吸光度。根據(jù)Arnon公式進(jìn)行葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總濃度的測(cè)定，并換算成每克干葉葉綠素含量(mg/g干重)。Arnon公式如下：

葉綠素a濃度(mg/L)：Ca=12.7A663-2.69A645

葉綠素b濃度(mg/L)：Cb=22.9A645-4.68A663

葉綠素總濃度(mg/L)：Ca+b=Ca+Cb

(5)酚氨比

酚氨比=茶多酚含量/游離氨基酸含量

(6)品質(zhì)評(píng)價(jià)

以GB/T 34778-2017《抹茶》為參考[15]，分別對(duì)咖啡堿含量、茶多酚含量、游離氨基酸含量、葉綠素含量進(jìn)行賦分，并加權(quán)計(jì)算得到平均分，用以評(píng)判抹茶品質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 遮陰對(duì)7個(gè)茶樹品種咖啡堿含量的影響

咖啡堿是一類嘌呤類物質(zhì)，具有較強(qiáng)的興奮性，呈苦味，能夠?qū)Σ枞~風(fēng)味起到重要影響作用[16]。而抹茶作為吃茶，其咖啡堿含量越低，越能夠減少抹茶苦味[17]。

據(jù)GB/T 8312—2013《茶咖啡堿測(cè)定》[9]繪制咖啡堿標(biāo)準(zhǔn)曲線后得到線性回歸方程y=1.289 7x+0.004 8，R2=0.999。由圖1可知，遮陰處理均能降低7個(gè)茶樹品種的咖啡堿的含量。未遮陰的咖啡堿含量從高到低依次為A1>D1> G1>C1>B1>E1>F1, 其中A1和F1咖啡堿含量分別為1.73%和1.26%；遮陰處理的咖啡堿含量從高到低依次為D2>E2>C2>B2>G2>A2>F2，其中D2組和F2組咖啡堿含量為1.50 % 和1.03%。遮陰處理后‘烏牛早’、‘龍井43’、‘迎霜’、‘小葉茶’、‘藪北’和‘鳩坑’的咖啡堿含量顯著降低(P<0.05)。其中，‘烏牛早’的咖啡堿含量下降幅度最大，下降了38.61%，‘鳩坑’次之，下降了27.61%，‘龍井43’下降了19.01%，‘藪北’下降了18.30%；而‘大葉茶’咖啡堿含量降低不顯著(P<0.05) ?？梢姡陉幪幚韺?duì)茶樹的咖啡堿含量影響較大，能明顯降低茶葉中的咖啡堿含量。

圖1 7個(gè)茶樹品種遮陰與未遮陰的咖啡堿含量Fig.1 Caffeine contents of Seven tea tree varieties with shading and without shading注：不同小寫字母代表差異性顯著(P<0.05)，下同。

2.2 遮陰對(duì)7個(gè)茶樹品種茶多酚含量的影響

茶多酚是茶葉中的主要生物活性物質(zhì)之一，其獨(dú)特的澀味是茶葉獨(dú)特韻味主要貢獻(xiàn)物質(zhì)之一[17]。在抹茶制作過程中，茶多酚含量稍低會(huì)更利于抹茶的口感和滋味。抹茶生產(chǎn)過程中，多采用覆蓋方式用以減少茶葉中茶多酚含量的合成，減低茶葉的苦澀味[18]。

據(jù)GB/T 8313-2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測(cè)方法》[9]繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線后得到線性回歸方程y=0.004 2x+0.004，R2=0.999。由圖2可知，未遮陰的7個(gè)茶樹品種茶多酚含量從高到低依次為F1>C1>D1>G1>E1>B1>A1, 其中F1和A1茶多酚含量分別為18.65%和13.47%。遮陰處理的茶多酚含量從高到低依次為A2>D2>B2>F2>G2>E2>C2，其中A2組和C2組茶多酚含量為17.40% 和10.12%。結(jié)果顯示，遮陰處理能夠顯著降低‘迎霜’、‘小葉茶’、‘鳩坑’、‘藪北’、‘大葉茶’和‘龍井43’的茶多酚含量(P<0.05)。其中，‘迎霜’的茶多酚含量下降幅度最大，下降了43.90%，‘小葉茶’次之，下降了29.05%，‘鳩坑’下降了28.17%，‘藪北’下降了22.47%；‘龍井43’的茶多酚含量降低不顯著，而‘烏牛早’的茶多酚含量卻出現(xiàn)顯著增高(P<0.05)?？梢姡陉幪幚砟軌蝻@著降低大部分茶葉的茶多酚含量。

圖2 7個(gè)茶樹品種遮陰與未遮陰的茶多酚含量Fig.2 The tea polyphenols contents of seven tea varieties with shade and without shade

2.3 遮陰對(duì)7個(gè)茶樹品種游離氨基酸含量的影響

游離氨基酸是構(gòu)成茶葉鮮爽味的重要成分，是抹茶品質(zhì)的風(fēng)味成分與功能成分[17]。茶葉中大多數(shù)氨基酸含量會(huì)隨著遮光量的增加和周期的增加而增加，其中包括丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、異亮氨酸[6]。本研究用L-茶氨酸作為標(biāo)品。

圖3 7個(gè)茶樹品種遮陰與未遮陰的游離氨基酸含量Fig.3 The free amino acid contents of seven tea varieties with shade and without shade

據(jù)GB/T 8314-2013《茶 游離氨基酸總量的測(cè)定》[11]繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線后得到線性回歸方程y=2.443x-0.243，R2=0.999。未遮陰的7個(gè)茶樹品種的游離氨基酸含量從高到低依次為A1>G1>C1>B1>E1>F1>D1，其中A1和D1游離氨基酸含量分別為3.85%和2.27%。遮陰處理，游離氨基酸含量從高到低依次為A2>G2>F2>B2>C2>E2>D2，其中A2組和D2組游離氨基酸含量為4.02% 和3.05%。本試驗(yàn)測(cè)得的7個(gè)茶樹品種游離氨基酸與王鎮(zhèn)等[19]測(cè)得覆蓋后茶葉游離氨基酸的含量3.50%～4.50%基本一致。結(jié)果顯示，遮陰處理，‘大葉茶’、‘藪北’、‘龍井43’、‘小葉茶’、‘烏牛早’、‘迎霜’的游離氨基酸含量顯著增高(P<0.05)，‘大葉茶’的游離氨基酸含量增高了33.96%，‘藪北’次之，增高了14.95%，‘龍井43’增高了11.17%；其中遮陰處理后的‘烏牛早’的游離氨基酸含量顯著高于其余6種品種(P<0.05)。可見，遮陰處理能夠顯著增高部分茶葉的游離氨基酸含量。

2.4 遮陰對(duì)7個(gè)茶樹品種葉綠素總含量的影響

抹茶生產(chǎn)過程中，遮陰處理能夠有效提高葉綠素的前體物質(zhì)原葉綠素，“覆下茶”(遮陰處理后的茶葉)的葉綠素總含量提高60%，經(jīng)過遮陰處理制作的抹茶產(chǎn)品帶有天然的翠綠色[20]。桂安輝等[16]的研究中將茶葉的茶湯顏色和葉底顏色作為茶葉品質(zhì)高低的品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)之一，寧井銘等[18]在日本抹茶研究初探中也提到抹茶的顏色對(duì)于衡量抹茶品質(zhì)的重要性。日本抹茶在加工過程中，也會(huì)從很多角度提高抹茶的顏色，如梗葉分離可減少傳統(tǒng)抹茶采用石磨碾磨茶葉和遮陰的方法帶來的葉綠素含量降低。所以，葉綠素是作為抹茶品質(zhì)好壞的重要衡量指標(biāo)之一，葉綠素含量越高，顏色越綠，品質(zhì)越高。

由圖4可知，遮陰處理，7個(gè)品種茶葉的葉綠素總含量全部顯著增高(P<0.05)。未遮陰處理，7個(gè)茶樹品種的葉綠素總含量從高到低依次為F1>B1>D1>G1>C1>A1>E1, 其中F1和E1葉綠素總含量分別為1.66 mg/g和1.27 mg/g。遮陰處理，7個(gè)茶樹品種的葉綠素總含量從高到低依次為F2>B2>A2>E2>D2>G2=C2，其中F2組和C2組葉綠素總含量分別為3.66 mg/g和2.56 mg/g。其中，‘小葉茶’的葉綠素總含量增幅最高，為172.13%，‘烏牛早’增高了170.08%，‘龍井43’增高了124.69%，‘藪北’增高了120.48%。試驗(yàn)表明，遮陰處理能夠顯著提高茶葉的葉綠素含量。

圖4 7個(gè)茶樹品種遮陰與未遮陰的葉綠素總含量Fig.4 The total chlorophyll contents of seven tea varieties with and without shading

2.5 遮陰對(duì)7個(gè)茶樹品種酚氨比的影響

酚氨比受茶多酚和游離氨基酸含量的影響，一般隨著光照強(qiáng)度的下降，茶多酚含量和游離氨基酸含量都有一定的降低[1]。一般認(rèn)為酚氨比含量越低越好，且已有研究表明酚氨比小于8的綠茶為優(yōu)質(zhì)綠茶[21]。由于感官評(píng)定具有一定的差異，一般認(rèn)為綠茶加工過程中，酚氨比達(dá)到5.5～6.5時(shí)，綠茶茶湯具有較為醇厚的口感[17]。有研究表明，茶多酚和游離氨基酸含量都高時(shí)，茶湯味濃且鮮爽；茶多酚含量高而游離氨基酸含量低時(shí)，茶湯味濃，鮮爽味道較差；茶多酚含量低而游離氨基酸含量高時(shí)候，茶湯鮮爽且味淡，后者最適合制作抹茶[22]。在抹茶的加工過程中，酚氨比應(yīng)低于5.5更為合適。

結(jié)果如表2，遮陰處理能夠影響酚氨比。未遮陰的茶葉酚氨比在3.35～5.72之間，酚氨比由高到低依次為：‘大葉茶’>‘迎霜’>‘藪北’=‘小葉茶’>‘鳩坑’>‘龍井43’>‘烏牛早’；遮陰處理的茶葉酚氨比在3.17～7.00之間，酚氨比由高到低依次為：‘大葉茶’>‘藪北’>‘龍井43’>‘烏牛早’>‘小葉茶’>‘鳩坑’>‘迎霜’。遮陰處理的‘烏牛早’、‘龍井43’、‘大葉茶’酚氨比上升，‘迎霜’、‘小葉茶’、‘藪北’、‘鳩坑’酚氨比下降，這與茶葉中茶多酚和游離氨基酸含量的動(dòng)態(tài)變化有關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果表明，遮陰處理能夠顯著降低部分茶葉的酚氨比。

2.6 遮陰處理后7個(gè)茶樹品種的抹茶適制性評(píng)價(jià)

本研究以GB/T 34778-2017《抹茶》[15]為參考對(duì)不同指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)賦分。其中咖啡堿產(chǎn)生苦味、茶多酚產(chǎn)生澀味，咖啡堿和茶多酚含量越高，得分越低；游離氨基酸是抹茶鮮味的重要影響指標(biāo)，葉綠素是抹茶顏色的重要貢獻(xiàn)指標(biāo)，游離氨基酸和葉綠素總含量越高，得分越高。

從表3可見，7個(gè)茶樹品種抹茶適制性的加權(quán)評(píng)分從高低分別為：‘藪北’>‘烏牛早’>‘龍井43’>‘小葉茶’>‘鳩坑’>‘迎霜’>‘大葉茶’。因此，茶樹品種‘藪北’的抹茶適制性最好。

表3 7個(gè)茶樹品種抹茶適制性評(píng)分表Table 3 Seven tea plant varieties matcha suitability score table

3 結(jié)論與討論

茶樹品種的抹茶適制性由很多指標(biāo)組成，有品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，如咖啡堿、茶多酚、氨基酸等含量；有視覺感官評(píng)價(jià)指標(biāo)，如顏色、葉片大小、形狀等；有嗅覺感官評(píng)價(jià)指標(biāo)，如芳香烴、醇類等成分。

遮陰處理能夠有效減弱光照，降低茶葉表面溫度，提高茶葉生長(zhǎng)環(huán)境的空氣濕度和增加新梢含水量，能夠改變茶葉葉片的解剖結(jié)構(gòu)、厚度、表皮細(xì)胞等，增強(qiáng)了茶葉葉片的可塑性，能夠通過影響茶葉光合作用和呼吸等生理代謝活動(dòng)而影響茶葉品質(zhì)[22]。

本研究采用遮陽率95%的塑料遮陽網(wǎng)對(duì)7種茶樹品種進(jìn)行了遮陰處理，發(fā)現(xiàn)光照的減少可以影響茶樹葉片中葉綠素、茶多酚、咖啡堿、游離氨基酸含量。其中，遮陰處理能夠顯著降低茶葉中咖啡堿含量，減少茶葉的苦味；也能夠顯著降低茶葉中茶多酚含量，減少茶葉的澀味。L-茶氨酸作為茶葉特征游離氨基酸，本試驗(yàn)采用L-茶氨酸作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，結(jié)果表明遮陰處理能夠顯著提高‘烏牛早’、‘大葉茶’和‘藪北’等茶樹品種中L-茶氨酸的含量，但是對(duì)其他4種茶樹品種影響不大。這可能與不同茶葉中L-茶氨酸的分解速率、葉片細(xì)胞活性有關(guān)[22]；同時(shí)，遮陰處理能夠顯著促進(jìn)茶樹中葉綠素的合成，這與金琦芳[23]、王雪萍[22]、張文錦[24]和Lan-Sook Lee[7]等的研究結(jié)果類似；遮陰處理能夠降低‘迎霜’、‘小葉茶’、‘藪北’、‘鳩坑’的酚氨比，使以上品種茶葉更適合制作抹茶，但‘烏牛早’、‘龍井43’、‘大葉茶’酚氨比上升，這可能與茶樹自身茶多酚和游離氨基酸的代謝轉(zhuǎn)化有關(guān)。95%遮陰處理對(duì)這3種茶葉的酚氨比影響不明顯，有進(jìn)一步探討研究的空間。

對(duì)7種茶樹品種遮陰處理后的咖啡堿含量、茶多酚含量、游離氨基酸含量和葉綠素總含量進(jìn)行了加權(quán)評(píng)分，得分從高到低依次分別為：‘藪北’>‘烏牛早’>‘龍井43’>‘小葉茶’>‘鳩坑’>‘迎霜’>‘大葉茶’，得分高低與抹茶適制性成正相關(guān)。結(jié)果表明，‘藪北’和‘烏牛早’的咖啡堿含量較低，且‘藪北’的茶多酚含量最低，較為符合抹茶制作的品質(zhì)要求；‘烏牛早’的游離氨基酸含量最高，‘藪北’的游離氨基酸含量次之；‘藪北’的葉綠素總含量最高，‘烏牛早’的葉綠素總含量次之，兩者皆較為符合抹茶對(duì)于鮮味和顏色碧綠的品質(zhì)要求。