云南不同品種大葉種茶樹生化成分季節變化特征分析

李 芬 ， 陳春林 ， 田玉萍 ， 楊雪梅 ， 金 娜 ， 李 梅 *

（1. 滇西應用技術大學 普洱茶學院，云南 普洱 665000；2. 云南省農業科學院茶葉研究所，云南 勐海 666201）

大葉種茶樹（Camellia sinensis var. assamica）是在云南特殊生態環境條件下繁衍的具有自身獨特個性的栽培品種，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、雪芽100 號、云抗 14 號、長葉白毫、云梅、佛香2 號、紫娟、云瑰、矮豐、云抗37 號等。 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]質量分數分別是小葉種的1.5 倍和1.8 倍， 兒茶素質量分數是小葉種的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]。

茶葉的初級代謝產物和次級代謝產物是茶葉品質的重要影響因素[10-11]，茶葉的次級代謝產物茶多酚（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。 氨基酸是茶湯滋味的決定性因素， 其中茶氨酸能增強茶湯甜味，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、鎮痛等多方面藥理活性[13-14]。 同時，茶葉的水分含量在茶葉加工、儲存等環節起著重要作用[15]，研究表明，茶葉中水分質量分數超過10%時， 不僅易發生霉變，且其中的有益生化成分（如氨基酸等）含量發生減少[16]。 茶葉的水浸出物是茶湯主要呈味物質[17]，其含量高低反映了茶葉中可溶性物質的多少，標志著茶湯滋味的濃強程度和湯色等的變化，在一定程度上反映茶葉品質的優劣[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茶葉生化成分變化特征，對茶葉品質的提高具有重要作用。

目前，已有關于茶樹不同采摘季節茶葉生化成分的報道，如周順珍對貴州湄潭縣茶樹春、夏和秋三季不同采收時期茶葉主要生化成分的變化進行探討[19]；張見明分析了福建武夷山不同季節白牡丹等武夷名叢的主要生化成分[20]；范延艮等對山東泰安茶區不同品種嫩梢生化成分的季節差異進行了分析[21]；潘順順等對廣東不同季節翠玉品種3 大茶類生化成分進行了研究[22]；周喆等探究了不同紫芽茶樹不同季節主要生化成分變化[23]；周玉忠等監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）含量的季節變化[24]，但只測定了部分生化成分，且未明確茶樹品種對生化成分的影響。

因此，作者從云南省農業科學院茶葉研究所科研試驗基地采摘云抗10 號、 云抗14 號、 雪芽100號、佛香2 號和紫娟共5 個茶樹品種春、夏和秋三季的一芽二葉。 采用常規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的選擇提供一定理論依據。

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 個茶葉采摘季節采摘云南省農業科學院茶葉研究所科研試驗基地的云抗10 號、 云抗14號、雪芽100 號、佛香2 號和紫娟共5 個茶樹品種的一芽二葉制成蒸青茶樣，共15 個樣品待測。

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品；茚三酮（分析純）：中國醫藥公司北京采購供應站產品；酒石酸鉀鈉（分析純）、硫酸亞鐵（分析純）：天津市雙船化學試劑廠產品；無水乙醇（分析純）：汕頭市西隴化工廠有限公司產品；磷酸氫二鈉（分析純）、磷酸二氫鉀（分析純）：天津市風船化學試劑科技有限公司產品；氯化亞錫（分析純）：天津市化學試劑三廠產品；鹽酸（分析純）：重慶川東化工集團有限公司產品；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品；BS201S 電子天平： 北京賽多利斯天平有限公司產品；孔徑過濾膜（0.45 μm）、NEX 超純水機：北京普析通用儀器有限責任公司產品；X-5紫外可見分光光度計： 上海元析儀器有限公司產品；101-3ABS 恒溫電熱干燥箱：北京市永光明醫療儀器廠產品；1200 型高效液相色譜系統： 美國Agilent 公司產品。

1.3 實驗方法 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 中的沸水萃取法進行測定[31-32]。每個樣品有3 個平行樣，保證測定樣品數據的準確性。

1.4 兒茶素品質指數計算

式中：ωEGCG為 EGCG 在干試樣中的質量分數，%；ωECG為 ECG 在干試樣中的質量分數，%；ωEGC為EGC 在干試樣中的質量分數，%[33]。

1.5 統計分析

采 用 Excel 2016、SPSS19.0 和 Origin 8.5 進 行數據分析。

2 結果與分析

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、云抗14號、雪芽100 號、佛香2 號和紫娟）主要生化成分的測定結果見圖1 和圖2。 不同品種水分質量分數為2.13%~6.80%， 紫娟樣品平均水分質量分數顯著高于云抗10 號和佛香2 號（P<0.05）；樣品水浸出物質量分數為39.28%~50.69%， 云抗10 號中水浸出物平均質量分數顯著高于雪芽100 號（P<0.05）；佛香2 號在所有品種中茶多酚質量分數最低， 且顯著低于其他4 種品種；樣品中氨基酸質量分數為2.64%~6.89%，云抗10 號的氨基酸平均質量分數顯著高于紫娟。

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量分數的比較Fig. 2 Comparison of catechins contents and the total mass fraction of catechins in different cultivar

不同品種中C 的質量分數為0.05%~5.50%，云抗14 號中C 的平均質量分數顯著高于紫娟 （P<0.05）；所有品種中紫娟的EGC 平均質量分數最高，是云抗10 號的1.8 倍；ECG 在樣品中的質量分數為2.12%~7.71%，云抗10 號顯著高于雪芽100 號（P<0.05）； 不同品種中 EGCG 質量分數為 2.21%~17.45%， 紫娟的平均質量分數顯著高于佛香2 號；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 不同季節云南大葉種茶樹的生化成分差異

不同季節（春、夏和秋）云南大葉種茶樹主要生化成分的檢測結果見圖3 和圖4。其中，不同季節水分含量的高低順序為夏季>秋季>春季，且3 個季節之間水分含量存在顯著性差異；茶多酚質量分數受季節影響大，順序為秋季>夏季>春季，且3 個季節之間差異顯著；春季的氨基酸質量分數顯著高于秋季（P<0.05），達到秋季的1.39 倍；咖啡堿在春季質量分數均值為（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 個季節無顯著性差異。

圖3 云南大葉種茶樹主要生化成分的季節變化特征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量分數的季節變化特征Fig. 4 Comparison of catechins contents and the total mass fraction of catechins in different seasons

秋季C 的質量分數顯著低于春季和夏季（P<0.05）。兒茶素總質量分數平均值分別為春季（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量分數顯著高于秋季，分別是秋季的1.56 倍、1.75 倍。 從兒茶素總質量分數與茶多酚的比值來看，春季和夏季顯著高于秋季。

2.3 品種對茶葉生化成分的影響

結合2.1 中結果表明， 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量分數為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[34]，鮮葉中兒茶素約占干物質質量分數的12%～24%[35]；一般來說，茶葉的品質越好，兒茶素質量分數越高[33，36-37]。

而兒茶素的核心組分為EGCG， 這是茶葉關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，國內科研工作者進行了高EGCG 茶樹種質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，平均質量分數達到（8.17±1.20）%，是佛香 2 號的 1.4 倍，這與前人研究結果一致[35]。 唐曉波等認為EGCG 質量分數超過9%的茶樹品種視為高EGCG 資源[41]，而龔志華等則認為超過7%即可視為高EGCG 資源[42]，但目前對高EGCG 茶樹資源的判斷尚沒有統一的標準。

另外， 云抗10 號的水浸出物顯著高于其他品種，其水浸出物平均質量分數達到（47.46±2.95）%，是其他品種的1.20 倍。 同時，佛香2 號的氨基酸平均質量分數達到（4.89±0.31）%，是其他品種的1.51倍。 同時，云抗10 號的兒茶素品質指數最高，達到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、水溶性蛋白質等。 在一定程度上，茶葉中水浸出物能夠反映茶葉品質的優劣[18]。同時，茶葉中的氨基酸是茶湯滋味的決定性因素， 能增強茶湯甜味，緩解茶湯的苦澀味[12-13]。 前人研究表明，在一定程度上，兒茶素品質指數能夠較為確切地反映出茶葉的嫩度與茶葉品質[33]。兒茶素品質指數越大，芽葉持嫩性越好，品質越高。

2.4 采摘季節對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間存在顯著差異。 其中，春季氨基酸含量最高，與前人研究結果一致[43]。 原因可能是春季氣溫適中，雨量充沛，加上茶樹經秋冬季節較長時間的休養生息，內在成分及含量較為豐富，特別是氨基酸和多種維生素。 此外，楊亞軍等研究認為茶多酚、 兒茶素含量相對低，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成分之一，其含量與綠茶品質呈正相關[46-47]。 名優綠茶氨基酸質量分數一般在3.0%以上[48]。 2.2 中結果表明，春茶氨基酸質量分數為3.46%～6.89%，高于名優綠茶氨基酸質量分數閾值。 春茶芽葉肥壯、色澤翠綠、滋味鮮爽、香氣強烈，可以說春茶是一年中最優質的茶。

夏茶中的水分、 咖啡堿和茶多酚相對較高，日照和溫度有利于茶葉中多酚類物質的積累[49]。 茶多酚是綠茶苦澀味形成的主要物質，并且在一定范圍內對茶葉品質有積極作用，當茶多酚含量超出一定量時，便會對茶葉品質帶來消極影響[50-52]。 研究認為，優質茶樹品種鮮葉中茶多酚質量分數一般不超過25%[53]。 楊亞軍等認為茶多酚質量分數超過38%視為高茶多酚資源[44]；王小萍等將茶多酚質量分數超過34%視為超常規資源[54]。 夏茶的茶多酚質量分數為36.00%～40.89%， 秋茶的茶多酚質量分數為38.83%～46.53%， 其中秋茶的茶多酚質量分數高于定義為高茶多酚資源的茶多酚閾值。 咖啡堿作為構成茶葉滋味的主要成分之一，質量分數一般在2%～4%[55]， 咖啡堿對綠茶品質的形成存在逆轉閾值，數值為 3.8%～4.5%[53]。 春茶中咖啡堿質量分數為3.33%～4.04%，低于逆轉閾值。夏茶咖啡堿質量分數為4.28%～4.92%， 可能對茶葉品質帶來消極影響，原因可能在于，夏茶采制時，正逢雨量充沛的炎熱季節，茶樹新梢生長迅速，高溫使茶樹的生理代謝發生變化，茶樹芽葉積累的酚類物質含量高，氨基酸含量低，成品茶苦澀味較重。 結合兒茶素品質指數結果，夏茶的兒茶素品質指數為405.09%，相對較低。 李慶偉研究日照綠茶的兒茶素品質指數得出，春茶最好、秋茶次之、夏茶最差[56]。結合前人研究，分析原因可能是夏季茶樹生長較快，土壤中營養成分有限，導致茶樹中糖類等相關營養物質的形成和積累較少，從而影響兒茶素品質指數。 所以夏季要提高兒茶素品質指數，必須合理施肥，彌補土壤中的營養成分缺失，以增強光合作用，提高糖類的合成，從而有利于茶葉品質的提高[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， 會使采制而成的茶葉顯得較為粗老，尤其是茶樹歷經春、夏兩季的采收，體內營養物質虧缺。 因此，秋茶內各種物質貧乏，茶葉滋味淡薄。但是， 秋天的氣候卻有利于茶樹芳香物質的合成，因此，秋茶的香氣會更好，故有“春水秋香”之說[58-59]。

3 結 語

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