春季不同時期綠茶品質化學成分研究

劉建軍，陳猛，羅影，郜秋艷，張金玉，李美鳳*

（1.貴州大學茶學院，貴州 貴陽 550025；2.青島農業(yè)大學園藝學院，山東 青島 266109）

黃金芽和白葉一號分別是我國栽培的光照敏感型和溫度敏感型白化茶樹品種[1-2]。黃金芽色澤鮮艷，氨基酸含量高[3]。嫩梢葉片一年四季呈現金黃色澤，干茶亮黃、湯色明黃、葉底純黃，茶湯醇厚鮮爽，回甘生津，香氣濃郁。白葉一號是浙江省省級茶樹良種，屬于灌木型，中葉類無性系良種[4]，茶葉中氨基酸含量比普通綠茶高1倍多，茶多酚僅為普通綠茶的1/3～1/2，因此制成的綠茶口感好，香高味鮮。黃金芽和白葉一號因其優(yōu)良的性狀和品質特征，被甕安地區(qū)引進栽培[5-6]，同福鼎大白成為該地區(qū)主栽茶樹品種。甕安縣地處烏江中游，黔中腹地，氣候溫和，雨量充足，以微酸性黃壤為主，土壤肥沃，適宜茶樹生長，平均海拔1 028 m，屬于典型的亞熱帶季風氣候。甕安具有低緯度、高海拔、多云霧的貴州氣候特點，茶葉適合制作綠茶。但甕安地區(qū)春季不同時期綠茶品質如何變化，相關研究較少。本試驗研究了黃金芽、白葉一號、福鼎大白春季不同時期綠茶主要品質化學成分的含量變化，通過比較不同時期3種不同茶樹制得的綠茶品質化學成分，評判其綠茶品質優(yōu)劣，明確品質化學成分的季節(jié)變化規(guī)律。為不同時期如何根據季節(jié)的變化，制作高品質的茶葉提供一定理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試材料為貴州甕安鑫產園茶業(yè)有限公司茶園基地不同時期一芽二葉茶樹新梢制成的綠茶成品茶，品種：黃金芽、白茶一號、福鼎大白；采摘時間：2018年2月28日、2018年3月16日、2018年4月3日、2018年4月28日。谷氨酸（生物試劑）：上海吉至生化科技有限公司；咖啡堿：美國默克公司;次氯酸鈉（活性氯≥7.5% ）：天津市科密歐化學試劑有限公司；福林酚、沒食子酸、四硼酸鈉、重蒸酚、硝酸鋁、亞硝酸鈉、氫氧化鈉（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

電子天平（BSA224S）：賽多利斯；離心機（TDZ4-WS）：長沙平凡儀器儀表有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱（101-2AB）、電熱恒溫水浴鍋（DK-98-II）：天津泰斯特儀器有限公司;雙光束紫外可見分光光度計（UH5300）：日立科學儀器（北京）有限公司。

1.3 測定方法

水分含量測定：直接測定法，參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》測定。水浸出物測定：參照GB/T 8305—2013《茶水浸出物測定》測定?？Х葔A含量測定：采用紫外分光光度法，參照GB/T 8312—2013《茶咖啡堿測定》測定。游離氨基酸含量測定：采用茚三酮顯色法，參照GB/T 8314—2013《茶游離氨基酸總量的測定》測定；茶多酚測定：采用福林酚法，參照GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》測定。可溶性糖測定：采用蒽酮比色法，參照《茶葉生物化學實驗教程》。兒茶素總量測定：參照GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》測定。

1.4 數據統(tǒng)計與處理

所有數據均為同一批次3個茶樣，每個茶樣分別檢測3次的平均值±標準差。采用SPSS 24.0軟件進行單因素方差分析和Pearson相關分析，P＜0.05表示差異顯著，采用Origin 2018軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 春季不同時期綠茶主要品質化學成分分析

2.1.1 春季不同時期黃金芽綠茶主要品質化學成分分析

春季不同時期黃金芽主要品質化學成分見表1。

表1 春季不同時期黃金芽主要品質化學成分Table 1 The main quality chemical components of Huangjinya in different periods in spring

由表1可知，黃金芽茶多酚含量為（16.13±0.68）% ～（18.47±0.64）% ，在 2月 28日含量最高，為（18.47±0.64）% ，隨采摘時間的推遲，呈下降趨勢，3月16日至4月3日之間，下降趨勢顯著；咖啡堿含量為（3.15±0.03）% ～（3.55±0.21）% ， 在 2 月 28 日含量最高，為（3.55±0.21）% ，隨采摘時間推遲，整體呈下降趨勢，2月28日至4月28日間，咖啡堿含量顯著降低；游離氨基酸總量為（4.64±0.30）% ～（6.10±0.08）% ，在 2月 28日含量最高，為（6.10±0.08）% ，隨采摘時間推遲，整體呈顯著下降趨勢；兒茶素含量為（13.30±0.33）% ～（14.63±0.46）% ，在4月 3日含量最高，為（14.63±0.46）% ，隨采摘時間推遲，其整體含量呈顯著增加趨勢；可溶性糖含量為（3.59±0.13）% ～（4.83±0.08）% ，在 2月 28日含量最高，為（4.83±0.08）% ，隨采摘時間推遲，整體呈顯著下降趨勢；水浸出物含量為（40.08±0.97）% ～（43.19±1.02）% ，隨采摘時間推遲略有減少趨勢，但整體差異不顯著。 酚氨比值為（3.03±0.12）～（3.48±0.22），隨采摘時間推遲略有增加。

2.1.2 春季不同時期白葉一號綠茶主要品質化學成分分析

春季不同時期白葉一號主要品質化學成分見表2。

表2 春季不同時期白葉一號主要品質化學成分Table 2 The main quality chemical components of Baiye No.1 in different periods in spring

由表2可知，白葉一號茶多酚含量為（15.03±0.29）% ～（17.40±0.23）% ， 在 4月 28日茶多酚含量最高，為（17.40±0.23）% ，隨采摘時間推遲，呈顯著增加趨勢；咖啡堿含量為（2.99±0.06）% ～（3.17±0.19）% ，4 月28日含量最高，為（3.17±0.19）% ，隨采摘時間推遲，整體含量略微增加，但無顯著差異；游離氨基酸總量為（4.04±0.23）% ～（8.31±0.22）% ，在 3月 16日含量最高，為（8.31±0.22）% ，以3月16日為轉折點，整體呈先增加后降低顯著趨勢；兒茶素含量為（12.31±0.30）% ～（15.13±0.09）% ，在4月28日含量最高，為（15.13±0.09）% ，以3月16日為轉折點，整體呈先降低后增加的顯著變化趨勢；可溶性糖含量為（3.14±0.20）% ～（3.98±0.18）% ，在2月28日含量最高，為（3.98±0.18）% ，隨采摘時間推遲，整體上含量減少，變化趨勢顯著；水浸出物含量為（41.86±0.38）% ～（43.64±1.04）% ，在3月16日含量最高，無明顯變化規(guī)律。酚氨比值為（1.99±0.06）～（4.55±0.32），3月 16 日為轉折點呈先降低后增加趨勢。

2.1.3 春季不同時期福鼎大白綠茶主要品質化學成分分析

春季不同時期福鼎大白主要品質化學成分見表3。

表3 春季不同時期福鼎大白主要品質化學成分Table 3 The main quality chemical components of Fudingdabai in different periods in spring

由表3可知，福鼎大白茶多酚含量為（18.25±0.51）% ～（20.17±1.19）% ，在 4月 28日茶多酚含量最高，為（20.17±1.19）% ，2月 28日～4月 28日，茶多酚含量增加；咖啡堿含量為（3.76±0.08）% ～（4.55±0.11）% ，在2月 28日咖啡堿含量最高，為（4.55±0.11）% ，隨采摘時間推遲，下降趨勢顯著；游離氨基酸總量為（3.84±0.04）% ～（5.42±0.15）% ， 在 2 月 28 日含量最高，為（5.42±0.15）% ，隨采摘時間推遲，呈下降趨勢且差異顯著；兒茶素含量為（14.96±0.31）% ～（16.02±0.23）% ，在 4月 28日含量最高，為（16.02±0.23）% ，隨采摘時間推遲，變化趨勢與茶多酚一致；可溶性糖含量為（3.05±0.08）% ～（3.96±0.29）% ，在2月28日含量最高，為（3.96±0.29）% ，隨采摘時間推遲，呈下降趨勢且差異顯著；水浸出物含量為（43.92±1.10）% ～（45.22±1.60）% ，隨時間推延，略有增加趨勢但差異不大。酚氨比值為（3.37±0.03）～（5.00±0.20），隨采摘時間推遲而增加。

2.2 同一時期不同茶樹品種綠茶主要品質化學成分比較

2.2.1 茶多酚含量

茶多酚是茶葉中重要的品質化學成分，與茶葉品質有密切的關系。茶多酚主要呈苦澀味，但其組成中還兼有酸、甜、爽口味覺的物質，也是茶湯滋味濃度和湯色的決定因素[7]。它的含量如果過高，綠茶就會有明顯的苦澀味[8]。不同時期茶多酚含量見圖1。

圖1 不同時期茶多酚含量Fig.1 Polyphenol content of tea polyphenols in different periods

由圖1可知，隨著采摘時間的推遲，福鼎大白茶多酚含量整體上要高于白葉一號與黃金芽，整體上含量由高到低依次是福鼎大白＞黃金芽＞白葉一號。

2.2.2 咖啡堿含量

咖啡堿是茶葉的重要滋味物質，是影響茶葉品質的重要影響因素，雖然其本身味苦，但是它與多酚類及其氧化產物形成絡合物以后具有鮮爽味。有研究表明，咖啡堿含量低于4.5% 時與茶葉品質呈顯著正相關[9]。不同時期茶葉咖啡堿含量見圖2。

圖2 不同時期茶葉咖啡堿含量Fig.2 Caffeine content of tea in different periods

由圖2可知，福鼎大白在各時期的咖啡堿含量都顯著高于黃金芽與白葉一號。黃金芽咖啡堿含量在4月3日之前要顯著高于白葉一號，之后兩者無顯著差異。

2.2.3 游離氨基酸總量

氨基酸是構成茶湯鮮爽滋味的主體成分[10]，同時與香氣關系密切。許多研究結果表明，綠茶中氨基酸含量與品質呈顯著正相關關系，氨基酸含量越高，綠茶品質越好。不同時期茶葉游離氨基酸總量見圖3。

圖3 不同時期茶葉游離氨基酸總量Fig.3 Total free amino acid of tea in different periods

由圖3可知，隨采摘時間的推遲，黃金芽和福鼎大白的游離氨基酸總量整體呈下降趨勢，白葉一號呈先升高后降低趨勢，與沈強等[2]的研究結果一致，在3月16日游離氨基酸總量最高，為（8.31±0.22）% 。白葉一號游離氨基酸總量整體較高。

2.2.4 兒茶素含量

兒茶素是多酚類物質的主體成分，約占多酚類總量70% ～80% ，是茶樹次生物質代謝的重要成分，對茶葉的色、香、味品質形成有重要作用。不同時期茶葉兒茶素含量見圖4。

圖4 不同時期茶葉兒茶素含量Fig.4 Catechin content of tea in different periods

由圖4可知，福鼎大白兒茶素含量在各個時期均高于其余兩個品種。

2.2.5 可溶性糖含量結果分析

茶可溶性糖的主要成分是單糖與雙糖。能使茶湯味道甘甜，加工過程中高溫會引起焦糖化反應和美拉德反應產生香氣物質，可產生干茶的板栗香、焦糖香、甜香[11]。不同時期茶葉可溶性糖含量見圖5。

圖5 不同時期茶葉可溶性糖含量Fig.5 Soluble sugar content of tea in different periods

由圖5知，黃金芽可溶性糖含量在各個時期均要高于白葉一號與福鼎大白。

2.2.6 水浸出物含量結果分析

茶葉中能溶于熱水的可溶性物質統(tǒng)稱為水浸出物，其質量分數在一定程度上反映了內含成分的多寡，茶湯厚薄的濃淡，與茶葉品質成正相關。不同時期茶葉水浸出物含量見圖6。

圖6 不同時期茶葉水浸出物含量Fig.6 Water extract content of tea in different periods

由圖6知，3種茶樣的水浸出物含量于3月16日前無顯著差異；至4月15日，福鼎大白水浸出物含量顯著提升，而黃金芽與白葉一號無顯著性差異；4月28日，白葉一號與福鼎大白水浸出物含量顯著高于黃金芽，含量大小依次為福鼎大白＞白葉一號＞黃金芽，福鼎大白在各時期的水浸出物含量總體高于其他兩種茶樣。

2.3 春季不同采摘時期與主要品質化學成分相關性分析

2.3.1 春季不同采摘時期與黃金芽主要品質化學成分含量相關性分析

不同采摘時期與黃金芽主要化學品質成分含量相關性分析見表4。

表4 不同采摘時期與黃金芽主要化學品質成分含量相關性分析Table 4 Correlation analysis between different picking periods and main chemical quality components of Huangjinya

如表4所示，除水浸出物外，不同采摘時期與主要品質化學成分之間的相關系數絕對值均大于0.700，各理化指標之間的相關性較好。除兒茶素外，其他品質化學成分均與采摘時間呈負相關。茶多酚含量、咖啡堿含量、游離氨基酸總量、兒茶素含量、可溶性糖含量和水浸出物含量與采摘時期的相關系數分別為-0.735、-0.754、-0.799、0.712、-0.887、-0.516。 說明采摘時期與水浸出物相關性中等，與其它化學成分具有較強的相關性。采摘時期與兒茶素含量呈極顯著正相關，與茶多酚含量、咖啡堿含量、游離氨基酸總量、可溶性糖含量呈極顯著負相關。

2.3.2 春季不同采摘時期與白葉一號主要品質化學成分含量相關性分析

不同采摘時期與白葉一號主要化學品質成分含量相關性分析見表5。

表5 不同采摘時期與白葉一號主要化學品質成分含量相關性分析Table 5 Correlation analysis between different picking periods and main chemical quality components of Baiye No.1

如表5所示，不同采摘時期與茶多酚含量、游離氨基酸總量和可溶性糖含量的相關系數絕對值均大于0.600，相關性較好。茶多酚含量、咖啡堿含量、游離氨基酸、兒茶素含量、可溶性糖含量、水浸出物含量與采摘時期的相關系數分別為-0.935、0.267、-0.878、0.407、-0.683、-0.352。說明采摘時期與咖啡堿含量、兒茶素含量和水浸出物含量相關性較弱，與可溶性糖含量相關性中等，與其它化學成分含量具有較強的相關性。采摘時期與茶多酚含量呈極顯著正相關，與游離氨基酸總量呈極顯著負相關，與可溶性糖含量呈顯著負相關。

2.3.3 春季不同采摘時期與福鼎大白主要品質化學成分含量相關性分析

不同采摘時期與福鼎大白主要化學品質成分含量相關性分析見表6。

表6 不同采摘時期與福鼎大白主要化學品質成分含量相關性分析Table 6 Correlation analysis between different picking periods and main chemical quality components of Fudingdabai

如表6所示，除茶多酚、兒茶素、水浸出物含量外，不同采摘時期與主要品質化學成分含量之間的相關系數絕對值均大于0.700，各理化指標之間的相關性較好。除咖啡堿含量、游離氨基酸總量和可溶性糖含量外，其他品質化學成分均與采摘時間呈正相關。茶多酚含量、咖啡堿含量、游離氨基酸總量、兒茶素含量、可溶性糖含量和水浸出物含量與采摘時期的相關系數分別為 0.587、-0.865、-0.892、0.508、-0.758、0.435。 說明采摘時期與兒茶素和水浸出物含量相關性較弱，與茶多酚含量相關性中等，與其它化學成分含量具有較強的相關性。采摘時期與咖啡堿含量、游離氨基酸總量和可溶性糖含量呈極顯著負相關，與茶多酚含量呈顯著正相關。

3 討論與結論

茶葉的品質化學成分受到光照[12]、溫度[13]、CO2濃度[14]、水分[15]、土壤養(yǎng)分及環(huán)境[16-18]等的動態(tài)調控，因而不斷發(fā)生變化[19]。加工茶的質量主要由茶葉中的品質化學成分決定，不同茶樹品種[20-21]和不同采摘時間[22-23]的內含物質不同，所以用不同品種和不同時間制得的成品茶在品質上會有一定的差異[24-25]。目前，已有學者研究不同時期各類茶葉的品質化學成分[26-27]。

本試驗結果與夏功敏等[28]的研究結果相比，福鼎大白的茶多酚與咖啡堿含量低于四川省名山縣產地該品種相應品質化學成分含量，游離氨基酸總量與水浸出物含量較高；黃金芽水浸出物與茶多酚含量略高，游離氨基酸總量與咖啡堿含量略低，總體區(qū)別不大。與袁丁等[29]的研究相比，白葉一號的水浸出物、茶多酚和咖啡堿含量都低于河南省光山縣產地該品種相應品質化學成分含量，氨基酸含量高約2倍；推測由于光山縣凈居寺茶場海拔較低（海拔為109 m），不利于氨基酸的合成。甕安地區(qū)種植的福鼎大白茶與白葉一號具有高氨基酸、低茶多酚的特點，黃金芽品種與其他地區(qū)差異不大。

本試驗結果表明，甕安縣3個茶樹品種水浸出物含量較高，皆高于40% ；可溶性糖含量較高，為（3.05±0.08）% ～（4.83±0.08）% ； 咖啡堿含量較高， 為（2.99±0.06）% ～（4.55±0.11）% 。福鼎大白茶多酚與咖啡堿整體含量要高于黃金芽與白葉一號，游離氨基酸總量低于黃金芽與白葉一號。黃金芽4月份茶多酚含量較之前有所減少，與田月月[30]的研究結果一致，推測是葉綠素含量減少從而抑制茶多酚合成[31]；游離氨基酸總量白葉一號與黃金芽總體高于福鼎大白，其中以白葉一號品種在3月16日含量最高，達8.51% ，總體含量隨著采摘時期的推移呈先增加后下降趨勢，與沈強等[2]的研究結果一致；兒茶素與咖啡堿含量均是福鼎大白高于黃金芽與白葉一號，與Wei等[31]的研究結果一致，白葉一號兒茶素在3月16日時最低，與Xiong等[32]的研究結果一致；隨采摘日期延后，3個品種的可溶性糖含量均呈下降趨勢，這與王輝等[33]的研究結果一致。酚氨比值為（1.99±0.06）～（5.00±0.20），均小于 8。 綜上，可以得出黃金芽與白葉一號所制成的綠茶茶湯滋味品質優(yōu)于福鼎大白。經過相關性分析發(fā)現，黃金芽采摘時期與兒茶素含量呈極顯著正相關，與茶多酚含量、咖啡堿含量、游離氨基酸總量、可溶性糖含量呈極顯著負相關；白葉一號采摘時期與茶多酚含量呈極顯著正相關，與氨基酸含量呈極顯著負相關，與可溶性糖含量呈顯著負相關；福鼎大白采摘時期與咖啡堿含量、游離氨基酸總量和可溶性糖含量呈極顯著負相關，與茶多酚含量呈顯著正相關。

隨著采摘時間的推遲，黃金芽茶多酚含量呈下降趨勢；白葉一號與福鼎大白茶多酚含量呈上升趨勢。福鼎大白與黃金芽咖啡堿含量呈下降趨勢，白葉一號變化趨勢不明顯。福鼎大白與黃金芽游離氨基酸總量呈下降趨勢，白葉一號游離氨基酸總量呈先升高后降低趨勢。黃金芽和福鼎大白的可溶性糖含量呈下降趨勢，白葉一號可溶性糖含量呈先降低后增加趨勢。3個品種的水浸出物含量均無明顯變化趨勢。