云南不同品種大葉種茶樹生化成分季節(jié)變化特征分析

李 芬 ， 陳春林 ， 田玉萍 ， 楊雪梅 ， 金 娜 ， 李 梅 *

（1. 滇西應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 普洱茶學(xué)院，云南 普洱 665000；2. 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，云南 勐海 666201）

大葉種茶樹（Camellia sinensis var. assamica）是在云南特殊生態(tài)環(huán)境條件下繁衍的具有自身獨(dú)特個(gè)性的栽培品種，可分為喬木、小喬木等[1]。 云南大葉種茶樹的代表性品種可分為群體種、無性系品種兩類[2]。 群體種主要是鳳慶種、勐庫種、勐海種等；無性系品種（以無性繁殖方式選育出來的云南大葉種后代）主要有：云抗 10 號(hào)、雪芽100 號(hào)、云抗 14 號(hào)、長葉白毫、云梅、佛香2 號(hào)、紫娟、云瑰、矮豐、云抗37 號(hào)等。 云南大葉種茶是最原始的茶樹品種，茶葉中各種成分含量豐富，遠(yuǎn)高于中小葉種[3]。 其中，大葉種茶葉中的茶多酚[4-5]和咖啡堿[6]質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是小葉種的1.5 倍和1.8 倍， 兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)是小葉種的1.1 倍[7]。云南大葉種茶樹是制作紅茶、綠茶、普洱茶等多種茶類的重要原材料[8-9]。

茶葉的初級(jí)代謝產(chǎn)物和次級(jí)代謝產(chǎn)物是茶葉品質(zhì)的重要影響因素[10-11]，茶葉的次級(jí)代謝產(chǎn)物茶多酚（tea polyphenols），以兒茶素為主要組成[12-13]，與茶葉色、香、味等的形成密切相關(guān)。 氨基酸是茶湯滋味的決定性因素， 其中茶氨酸能增強(qiáng)茶湯甜味，緩解茶湯的苦澀味[12-13]。 茶葉中的咖啡堿（caffeine）、可可堿（theobromine）和茶葉堿（theophylline）3 類生物堿化合物，對(duì)人體有一定的保健藥理功效，研究表明，茶葉中的生物堿類化合物具有抗病毒、抗炎、鎮(zhèn)痛等多方面藥理活性[13-14]。 同時(shí)，茶葉的水分含量在茶葉加工、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)起著重要作用[15]，研究表明，茶葉中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過10%時(shí)， 不僅易發(fā)生霉變，且其中的有益生化成分（如氨基酸等）含量發(fā)生減少[16]。 茶葉的水浸出物是茶湯主要呈味物質(zhì)[17]，其含量高低反映了茶葉中可溶性物質(zhì)的多少，標(biāo)志著茶湯滋味的濃強(qiáng)程度和湯色等的變化，在一定程度上反映茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣[18]。因此，研究不同品種之間茶葉生化成分的差異及同一品種不同采摘季節(jié)茶葉生化成分變化特征，對(duì)茶葉品質(zhì)的提高具有重要作用。

目前，已有關(guān)于茶樹不同采摘季節(jié)茶葉生化成分的報(bào)道，如周順珍對(duì)貴州湄潭縣茶樹春、夏和秋三季不同采收時(shí)期茶葉主要生化成分的變化進(jìn)行探討[19]；張見明分析了福建武夷山不同季節(jié)白牡丹等武夷名叢的主要生化成分[20]；范延艮等對(duì)山東泰安茶區(qū)不同品種嫩梢生化成分的季節(jié)差異進(jìn)行了分析[21]；潘順順等對(duì)廣東不同季節(jié)翠玉品種3 大茶類生化成分進(jìn)行了研究[22]；周喆等探究了不同紫芽茶樹不同季節(jié)主要生化成分變化[23]；周玉忠等監(jiān)測了云南大葉種茶樹中兒茶素組分，包括EC（表兒茶素）、EGC（表沒食子兒茶素）、ECG（表兒茶素沒食子酸酯）、EGCG（表沒食子兒茶素沒食子酸酯）含量的季節(jié)變化[24]，但只測定了部分生化成分，且未明確茶樹品種對(duì)生化成分的影響。

因此，作者從云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所科研試驗(yàn)基地采摘云抗10 號(hào)、 云抗14 號(hào)、 雪芽100號(hào)、佛香2 號(hào)和紫娟共5 個(gè)茶樹品種春、夏和秋三季的一芽二葉。 采用常規(guī)及高效液相色譜法測定試樣中的主要生化成分含量，其中包括水分、水浸出物、茶多酚、兒茶素組分（C、EC、EGC、ECG、EGCG）、氨基酸、咖啡堿。 探究不同品種之間茶葉生化成分的差異性及春、夏和秋三季茶樹嫩梢生化成分變化特征。 為茶樹種植品種及茶葉加工采摘季節(jié)的選擇提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

分別于 2019 年 4 月（春季）、 7 月（夏季）、 10月（秋季）3 個(gè)茶葉采摘季節(jié)采摘云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所科研試驗(yàn)基地的云抗10 號(hào)、 云抗14號(hào)、雪芽100 號(hào)、佛香2 號(hào)和紫娟共5 個(gè)茶樹品種的一芽二葉制成蒸青茶樣，共15 個(gè)樣品待測。

1.2 試劑和儀器

1.2.1 主要試劑 甲醇（色譜純）、乙腈（色譜純）：美國安捷倫有限公司產(chǎn)品；茚三酮（分析純）：中國醫(yī)藥公司北京采購供應(yīng)站產(chǎn)品；酒石酸鉀鈉（分析純）、硫酸亞鐵（分析純）：天津市雙船化學(xué)試劑廠產(chǎn)品；無水乙醇（分析純）：汕頭市西隴化工廠有限公司產(chǎn)品；磷酸氫二鈉（分析純）、磷酸二氫鉀（分析純）：天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司產(chǎn)品；氯化亞錫（分析純）：天津市化學(xué)試劑三廠產(chǎn)品；鹽酸（分析純）：重慶川東化工集團(tuán)有限公司產(chǎn)品；表沒食子兒茶素沒食子酸酯（純度≥98%）、表兒茶素沒食子酸酯（純度≥98%）、表沒食子兒茶素（純度≥98%）、表兒茶素（純度≥98%）、兒茶素（純度≥98%）、咖啡堿（純度≥98%）：上海晶純生化科技有限公司產(chǎn)品。

1.2.2 主要儀器 DFD-700 恒溫水浴鍋：上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品；BS201S 電子天平： 北京賽多利斯天平有限公司產(chǎn)品；孔徑過濾膜（0.45 μm）、NEX 超純水機(jī)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；X-5紫外可見分光光度計(jì)： 上海元析儀器有限公司產(chǎn)品；101-3ABS 恒溫電熱干燥箱：北京市永光明醫(yī)療儀器廠產(chǎn)品；1200 型高效液相色譜系統(tǒng)： 美國Agilent 公司產(chǎn)品。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法 茶多酚采用GB/T8313—2018 中的酒石酸亞鐵比色法測定[25-26]。 游離氨基酸采用GB/T8314—2013 中的茚三酮比色法測定[27-28]。 兒茶素、咖啡堿采用高效液相色譜法測定[29]。水分含量采用GB/T 8304—2013 中的恒重法測定[30]。水浸出物采用GB/T8305—2013 中的沸水萃取法進(jìn)行測定[31-32]。每個(gè)樣品有3 個(gè)平行樣，保證測定樣品數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.4 兒茶素品質(zhì)指數(shù)計(jì)算

式中：ωEGCG為 EGCG 在干試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；ωECG為 ECG 在干試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；ωEGC為EGC 在干試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%[33]。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采 用 Excel 2016、SPSS19.0 和 Origin 8.5 進(jìn) 行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種云南大葉種茶樹的生化成分差異

不同品種云南大葉種茶樹（云抗10 號(hào)、云抗14號(hào)、雪芽100 號(hào)、佛香2 號(hào)和紫娟）主要生化成分的測定結(jié)果見圖1 和圖2。 不同品種水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.13%~6.80%， 紫娟樣品平均水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于云抗10 號(hào)和佛香2 號(hào)（P<0.05）；樣品水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為39.28%~50.69%， 云抗10 號(hào)中水浸出物平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于雪芽100 號(hào)（P<0.05）；佛香2 號(hào)在所有品種中茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低， 且顯著低于其他4 種品種；樣品中氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.64%~6.89%，云抗10 號(hào)的氨基酸平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于紫娟。

圖1 不同品種云南大葉種茶樹主要生化成分比較Fig. 1 Comparison of biochemical components in different cultivar

圖2 不同品種云南大葉種茶樹兒茶素組分及其總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較Fig. 2 Comparison of catechins contents and the total mass fraction of catechins in different cultivar

不同品種中C 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%~5.50%，云抗14 號(hào)中C 的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于紫娟 （P<0.05）；所有品種中紫娟的EGC 平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，是云抗10 號(hào)的1.8 倍；ECG 在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.12%~7.71%，云抗10 號(hào)顯著高于雪芽100 號(hào)（P<0.05）； 不同品種中 EGCG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2.21%~17.45%， 紫娟的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于佛香2 號(hào)；不同品種之間咖啡堿、EC 及兒茶素總量并無顯著性差異。

2.2 不同季節(jié)云南大葉種茶樹的生化成分差異

不同季節(jié)（春、夏和秋）云南大葉種茶樹主要生化成分的檢測結(jié)果見圖3 和圖4。其中，不同季節(jié)水分含量的高低順序?yàn)橄募?秋季>春季，且3 個(gè)季節(jié)之間水分含量存在顯著性差異；茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)受季節(jié)影響大，順序?yàn)榍锛?夏季>春季，且3 個(gè)季節(jié)之間差異顯著；春季的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于秋季（P<0.05），達(dá)到秋季的1.39 倍；咖啡堿在春季質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為（3.67±0.27）%，夏季為（4.57±0.21）%，秋季為（4.06±0.42）%， 春季含量顯著低于秋季和夏季（P<0.05）；水浸出物在3 個(gè)季節(jié)無顯著性差異。

圖3 云南大葉種茶樹主要生化成分的季節(jié)變化特征Fig. 3 Comparison of biochemical components in different seasons

圖4 云南大葉種茶樹兒茶素組分及其總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的季節(jié)變化特征Fig. 4 Comparison of catechins contents and the total mass fraction of catechins in different seasons

秋季C 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于春季和夏季（P<0.05）。兒茶素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值分別為春季（22.68±6.07）%、夏季（25.46±1.23）%、秋季（14.53±2.92）%，春、夏兩季的兒茶素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于秋季，分別是秋季的1.56 倍、1.75 倍。 從兒茶素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)與茶多酚的比值來看，春季和夏季顯著高于秋季。

2.3 品種對(duì)茶葉生化成分的影響

結(jié)合2.1 中結(jié)果表明， 茶葉中的水分、 水浸出物、茶多酚、氨基酸、C、EGC、ECG 和 EGCG 在品種間存在顯著差異。 其中，紫娟品種兒茶素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.95%～34.10%，高于其他品種。 兒茶素含量與茶湯的澀味呈正相關(guān)[34]，鮮葉中兒茶素約占干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的12%～24%[35]；一般來說，茶葉的品質(zhì)越好，兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高[33，36-37]。

而兒茶素的核心組分為EGCG， 這是茶葉關(guān)鍵的功能性因子之一[38]。 目前，EGCG 尚不能人工合成。 近年來，為從茶樹中獲得EGCG，國內(nèi)科研工作者進(jìn)行了高EGCG 茶樹種質(zhì)資源的篩選和研究工作[39-41]。 紫娟品種的 EGCG 顯著高于佛香 2 號(hào)，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到（8.17±1.20）%，是佛香 2 號(hào)的 1.4 倍，這與前人研究結(jié)果一致[35]。 唐曉波等認(rèn)為EGCG 質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過9%的茶樹品種視為高EGCG 資源[41]，而龔志華等則認(rèn)為超過7%即可視為高EGCG 資源[42]，但目前對(duì)高EGCG 茶樹資源的判斷尚沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

另外， 云抗10 號(hào)的水浸出物顯著高于其他品種，其水浸出物平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到（47.46±2.95）%，是其他品種的1.20 倍。 同時(shí)，佛香2 號(hào)的氨基酸平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到（4.89±0.31）%，是其他品種的1.51倍。 同時(shí)，云抗10 號(hào)的兒茶素品質(zhì)指數(shù)最高，達(dá)到538.91%，是其他品種的2.38 倍。水浸出物主要包括茶多酚、可溶性糖、游離氨基酸、咖啡堿、水溶性果膠、水溶性蛋白質(zhì)等。 在一定程度上，茶葉中水浸出物能夠反映茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣[18]。同時(shí)，茶葉中的氨基酸是茶湯滋味的決定性因素， 能增強(qiáng)茶湯甜味，緩解茶湯的苦澀味[12-13]。 前人研究表明，在一定程度上，兒茶素品質(zhì)指數(shù)能夠較為確切地反映出茶葉的嫩度與茶葉品質(zhì)[33]。兒茶素品質(zhì)指數(shù)越大，芽葉持嫩性越好，品質(zhì)越高。

2.4 采摘季節(jié)對(duì)茶葉生化成分的影響

分析可知，茶葉中的水分含量、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、C 和兒茶素總量在不同季節(jié)間存在顯著差異。 其中，春季氨基酸含量最高，與前人研究結(jié)果一致[43]。 原因可能是春季氣溫適中，雨量充沛，加上茶樹經(jīng)秋冬季節(jié)較長時(shí)間的休養(yǎng)生息，內(nèi)在成分及含量較為豐富，特別是氨基酸和多種維生素。 此外，楊亞軍等研究認(rèn)為茶多酚、 兒茶素含量相對(duì)低，氨基酸含量高，具有一定量咖啡堿是適制綠茶的品種特征[44-45]。 氨基酸是茶葉主要化學(xué)成分之一，其含量與綠茶品質(zhì)呈正相關(guān)[46-47]。 名優(yōu)綠茶氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在3.0%以上[48]。 2.2 中結(jié)果表明，春茶氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.46%～6.89%，高于名優(yōu)綠茶氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)閾值。 春茶芽葉肥壯、色澤翠綠、滋味鮮爽、香氣強(qiáng)烈，可以說春茶是一年中最優(yōu)質(zhì)的茶。

夏茶中的水分、 咖啡堿和茶多酚相對(duì)較高，日照和溫度有利于茶葉中多酚類物質(zhì)的積累[49]。 茶多酚是綠茶苦澀味形成的主要物質(zhì)，并且在一定范圍內(nèi)對(duì)茶葉品質(zhì)有積極作用，當(dāng)茶多酚含量超出一定量時(shí)，便會(huì)對(duì)茶葉品質(zhì)帶來消極影響[50-52]。 研究認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)茶樹品種鮮葉中茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不超過25%[53]。 楊亞軍等認(rèn)為茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過38%視為高茶多酚資源[44]；王小萍等將茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過34%視為超常規(guī)資源[54]。 夏茶的茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.00%～40.89%， 秋茶的茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.83%～46.53%， 其中秋茶的茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于定義為高茶多酚資源的茶多酚閾值。 咖啡堿作為構(gòu)成茶葉滋味的主要成分之一，質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在2%～4%[55]， 咖啡堿對(duì)綠茶品質(zhì)的形成存在逆轉(zhuǎn)閾值，數(shù)值為 3.8%～4.5%[53]。 春茶中咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.33%～4.04%，低于逆轉(zhuǎn)閾值。夏茶咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.28%～4.92%， 可能對(duì)茶葉品質(zhì)帶來消極影響，原因可能在于，夏茶采制時(shí)，正逢雨量充沛的炎熱季節(jié)，茶樹新梢生長迅速，高溫使茶樹的生理代謝發(fā)生變化，茶樹芽葉積累的酚類物質(zhì)含量高，氨基酸含量低，成品茶苦澀味較重。 結(jié)合兒茶素品質(zhì)指數(shù)結(jié)果，夏茶的兒茶素品質(zhì)指數(shù)為405.09%，相對(duì)較低。 李慶偉研究日照綠茶的兒茶素品質(zhì)指數(shù)得出，春茶最好、秋茶次之、夏茶最差[56]。結(jié)合前人研究，分析原因可能是夏季茶樹生長較快，土壤中營養(yǎng)成分有限，導(dǎo)致茶樹中糖類等相關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)的形成和積累較少，從而影響兒茶素品質(zhì)指數(shù)。 所以夏季要提高兒茶素品質(zhì)指數(shù)，必須合理施肥，彌補(bǔ)土壤中的營養(yǎng)成分缺失，以增強(qiáng)光合作用，提高糖類的合成，從而有利于茶葉品質(zhì)的提高[57]。

而秋茶中的氨基酸、C、ECG、EGCG、兒茶素總量等均低于春、夏季，這與前人的研究結(jié)果一致[19]。原因可能是秋茶采摘后期，氣候雖較為溫和，但雨量往往不足， 會(huì)使采制而成的茶葉顯得較為粗老，尤其是茶樹歷經(jīng)春、夏兩季的采收，體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)虧缺。 因此，秋茶內(nèi)各種物質(zhì)貧乏，茶葉滋味淡薄。但是， 秋天的氣候卻有利于茶樹芳香物質(zhì)的合成，因此，秋茶的香氣會(huì)更好，故有“春水秋香”之說[58-59]。

3 結(jié) 語

茶葉中主要生化成分在不同品種及不同季節(jié)間存在顯著性差異。 紫娟品種的兒茶素總量比其他品種高，其EGC 質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他品種；云抗10 號(hào)的水浸出物及兒茶素品質(zhì)指數(shù)顯著高于其他品種。 春茶氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，且高于制作名優(yōu)綠茶的閾值；夏茶的水分、咖啡堿、C、兒茶素總量顯著高于其他季節(jié)，同時(shí)氨基酸含量較低；秋茶茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，氨基酸和兒茶素總量顯著低于其他品種。