張家春,周 穎,李朝楨,周鑫偉,洪 江,張清海,張珍明
(1.貴州省植物園,貴陽(yáng) 550004;2.貴州科學(xué)院,貴陽(yáng) 550001;3.貴州醫(yī)科大學(xué),貴陽(yáng) 550025)
茶葉是世界三大非酒精飲料之一,是人們廣泛使用的飲品[1]。貴州作為我國(guó)茶葉生產(chǎn)的重要省份之一,茶產(chǎn)業(yè)在貴州省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有重要的地位和作用[2]。貴定鳥(niǎo)王茶(又稱(chēng)云霧貢茶),是獨(dú)特的珍貴地方良種,半喬木、葉肉厚、芽葉綠色和茸毛多,用鳥(niǎo)王茶茶葉加工制成的成品茶有獨(dú)特的香氣[3],且廖朝選等人對(duì)鳥(niǎo)王茶中微量元素分析發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)王茶中Se含量達(dá)到《NY/T600-2002富硒茶》中富硒茶含量要求,為富硒茶葉[4]。由此,以鳥(niǎo)王茶的品質(zhì)為優(yōu)勢(shì)在貴州大力推廣種植,勢(shì)必將促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。茶葉主要生化成分是構(gòu)成茶葉品質(zhì)優(yōu)劣的物質(zhì)基礎(chǔ),探究茶葉的生化多樣性,可為發(fā)掘利用優(yōu)異茶樹(shù)種質(zhì)資源奠定基礎(chǔ)[5-6]。為篩選出鳥(niǎo)王茶產(chǎn)量及品質(zhì)比較穩(wěn)定的優(yōu)良單株,以及更進(jìn)一步選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鳥(niǎo)王茶品種奠定基礎(chǔ)。本研究綜合考慮鳥(niǎo)王茶不同葉片外觀表現(xiàn)型及不同采茶季節(jié)對(duì)鳥(niǎo)王茶的生物量及品質(zhì)研究,特別是對(duì)成品茶品質(zhì)的生化指標(biāo)進(jìn)行研究,通過(guò)生物量、產(chǎn)量及品質(zhì)篩選優(yōu)良葉型,以促進(jìn)貴州鳥(niǎo)王茶茶葉產(chǎn)業(yè)更好的發(fā)展。
以3個(gè)主要的栽培葉片外觀表現(xiàn)型大葉型(葉長(zhǎng)10.50~11.77 cm,葉寬 3.82~4.5 cm)、中葉型(葉長(zhǎng)6.67~9.48 cm,葉寬 2.44~4.44 cm)、小葉型(葉長(zhǎng)3.38~5.67 cm,葉寬 1.85~2.58 cm)為研究對(duì)象,選擇長(zhǎng)勢(shì)和種植年限相同的鳥(niǎo)王茶茶樹(shù),進(jìn)行編號(hào)掛牌,參照《農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)程茶樹(shù)》(NY/T1312-2007)[7]中對(duì)有性系的取樣株數(shù)要求,本研究中鳥(niǎo)王茶為有性繁殖苗人工種植的種群,每個(gè)葉片外觀表現(xiàn)型取樣株數(shù)設(shè)置為10株,共設(shè)置葉片外觀表現(xiàn)型取樣株數(shù)30株數(shù)。本研究中不同季節(jié)以茶葉采摘時(shí)間來(lái)劃分,以4月初—5月底采摘的為春茶,6月初—7月初采摘的為夏茶,8月中旬—9月底采摘的為秋茶,春茶、夏茶、秋茶的采樣時(shí)間分別為4月15日、6月15日和9月15日。在采樣時(shí)間對(duì)設(shè)置的樣點(diǎn)進(jìn)行芽梢萌枝數(shù)、芽梢長(zhǎng)度、發(fā)芽密度的觀察及測(cè)量統(tǒng)計(jì),其中發(fā)芽密度測(cè)量方法為固定方框,方框的面積為33.3 cm×33.3 cm,從上至下采摘完方框內(nèi)所有的一芽一葉,記錄數(shù)量,并稱(chēng)量一芽一葉百芽重;將采集的一芽一葉用恒溫干燥箱在120℃高溫下烘干至恒量,烘干樣品用高速粉碎機(jī)粉碎1 min,過(guò)40~60目篩備用。
茶葉礦質(zhì)元素含量采用電感耦合等離子體-質(zhì)譜法測(cè)定[4]:稱(chēng)取l g樣品于高壓密封罐中,加5 mL硝酸溶液和2 mL過(guò)氧化氫,250℃消解6 min、400℃消解5 min、450℃消解5 min,待消解罐冷卻后,將溶液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中,用2次去離子水沖洗3次后定容得待測(cè)樣品溶液,樣品采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-YIS,Agilent 7500 a)進(jìn)行測(cè)定。
茶葉水浸出物、咖啡堿、茶多酚和氨基酸含量的測(cè)定分別采用 GB/T8305-2013[8]、GB/T8312-2013[9]、GB/T8313-2018[10]和 GB/T8314-2013[11]。 按 照 GB/T8313-2018,采用高效液相色譜法檢測(cè)兒茶素類(lèi)化合物的6個(gè)組分:表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)、表沒(méi)食子兒茶素(EGC)、表兒茶素沒(méi)食子酸酯(ECG)、表兒茶素(EC)、沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(GCG)及兒茶素(C):稱(chēng)取 0.2 g(精確到 0.000 1g)茶粉樣于10 mL離心管中,加入經(jīng)70℃預(yù)熱的70%甲醇溶液5 mL,70℃水浴浸提10 min,冷卻至室溫,3 500 r/min離心10 min,轉(zhuǎn)移上清液至10 mL容量瓶;殘?jiān)儆?0%甲醇溶液5 mL提取1次。合并提取液,定容至10 mL,經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過(guò)濾;吸取2 mL提取液混合于8 mL穩(wěn)定液中,0.45 μm膜過(guò)濾,HPLC(HPLC-20AT,日本島津公司)檢測(cè);測(cè)定用C18柱,流速1 mL/min,柱溫35℃,檢測(cè)波長(zhǎng)278 nm,梯度洗脫,用兒茶素類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)外標(biāo)法直接定量。
本研究的所有數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)采用Excel 2013分析、顯著性分析統(tǒng)計(jì)采用SPSS19.0分析;相關(guān)圖件制作在Origin9.1中完成。
對(duì)鳥(niǎo)王茶不同葉片外觀表現(xiàn)型與季節(jié)的生物量指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)研究,并對(duì)畝產(chǎn)量進(jìn)行估算,結(jié)果如表1和圖1所示。從表1可以發(fā)現(xiàn),除大葉型外,小葉型和中葉型每株芽梢年萌枝數(shù)之間無(wú)顯著差異,大葉型芽梢年萌枝數(shù)顯著最少,表現(xiàn)為小葉型>中葉型>大葉型。不同葉片外觀表現(xiàn)型在不同季節(jié)芽梢長(zhǎng)度的差異表現(xiàn)上不盡相同,春茶表現(xiàn)為小葉型>中葉型>大葉型,夏茶為中葉型>大葉型>小葉型,秋茶為大葉型>中葉型>小葉型;秋茶的芽梢長(zhǎng)度較春茶、夏茶芽梢長(zhǎng)度大,小葉型表現(xiàn)為秋茶>春茶>夏茶,中葉型、大葉型表現(xiàn)為秋茶>夏茶>春茶。從發(fā)芽密度大小結(jié)果來(lái)看(圖1),小葉型發(fā)芽密度在春茶、夏茶及秋茶中均最大,均表現(xiàn)為小葉型>中葉型>大葉型,與大葉型、中葉型的發(fā)芽密度均差異顯著。鳥(niǎo)王茶不同葉片外觀表現(xiàn)型與季節(jié)的一芽一葉百芽重結(jié)果(圖1)表明,大葉型一芽一葉百芽重在春茶、夏茶及秋茶中均最重,與中葉型、小葉型的百芽重均差異顯著;中葉型百芽重均僅次于大葉型。從不同葉片外觀表現(xiàn)型鳥(niǎo)王茶畝產(chǎn)量估算結(jié)果(表1)來(lái)看,不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶畝產(chǎn)量,小葉型、中葉型及大葉型中均為春茶>秋茶>夏茶;不同葉片外觀表現(xiàn)型鳥(niǎo)王茶畝產(chǎn)量,春茶表現(xiàn)為小葉型>中葉型>大葉型,夏茶和秋茶表現(xiàn)為中葉型>大葉型>小葉型。
表1 鳥(niǎo)王茶不同葉片外觀表現(xiàn)型與季節(jié)芽梢生長(zhǎng)量統(tǒng)計(jì)及畝產(chǎn)量估算Table 1 The statistics of shoot growth and the estimation of yield per mu of different leaf appearance and season of Niaowang tea
圖1 鳥(niǎo)王茶不同葉片外觀表現(xiàn)型發(fā)芽密度、一芽一葉百芽重統(tǒng)計(jì)Figure 1 Statistics of germination density,100 buds weight of one bud and one leaf of different leaf appearance of Niaowang tea
鳥(niǎo)王茶不同季節(jié)茶葉品質(zhì)檢查結(jié)果如表2所示。從表2來(lái)看,鳥(niǎo)王茶茶葉水浸出物的含量隨季節(jié)變化規(guī)律表現(xiàn)為夏茶>秋茶>春茶,夏茶水浸出物平均含量顯著最高,其中春茶水浸出物平均含量為20.46%,夏茶水浸出物平均含量為45.33%,秋茶水浸出物平均含量為23.92%。鳥(niǎo)王茶茶葉茶多酚含量隨季節(jié)變化其含量增加,其中春茶平均含量為15.75%,夏茶平均含量為17.60%,秋茶平均含量為18.75%。鳥(niǎo)王茶春茶總兒茶素含量平均值為10.08%,夏茶平均值為13.65%,秋茶平均值為11.78%,總兒茶素隨季節(jié)變化表現(xiàn)為夏茶>秋茶>春茶。鳥(niǎo)王茶茶葉咖啡堿的含量隨季節(jié)變化規(guī)律表現(xiàn)為夏茶>春茶>秋茶,其中春茶咖啡堿平均含量為3.12%,夏茶咖啡堿平均含量為3.32%,秋茶咖啡堿平均含量為2.57%。不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶茶葉氨基酸含量差異顯著,春茶和秋茶氨基酸平均含量顯著高于夏茶,鳥(niǎo)王茶茶葉中氨基酸含量隨季節(jié)變化規(guī)律為春茶>秋茶>夏茶。
表2 不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶茶葉品質(zhì)測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table 2 The statistics of test results of tea quality of Niaowang tea in different seasons %
對(duì)鳥(niǎo)王茶不同葉片外觀表現(xiàn)型及季節(jié)影響制茶品質(zhì)的主要生化指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果如表3和表4所示。不同葉片外觀表現(xiàn)型及季節(jié)鳥(niǎo)王茶中總兒茶素含量差異不顯著,春茶、夏茶和秋茶中總兒茶素含量均以中葉型最高,春茶中表現(xiàn)為中葉型>小葉型>大葉型,夏茶和秋茶中表現(xiàn)為中葉型>大葉型>小葉型;小葉型、中葉型和大葉型中總兒茶素含量均以夏季最高。表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)是兒茶素類(lèi)化合物的重要組成成分,是茶葉關(guān)鍵品質(zhì)成分之一,從表3來(lái)看,不同葉片外觀表現(xiàn)型及季節(jié)鳥(niǎo)王茶中EGCG量差異不顯著,春茶和秋茶中EGCG含量以中葉型最高,夏茶以大葉型含量最高;小葉型、中葉型和大葉型中EGCG含量最高均是夏茶。不同葉片外觀表現(xiàn)型兒茶素指數(shù)差異不顯著,不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶兒茶素指數(shù)差異顯著,不同葉片外觀表現(xiàn)型的春茶兒茶素均大于500,不同葉片外觀表現(xiàn)型的夏茶和秋茶兒茶素指數(shù)均低于500;春茶中,以中葉型兒茶素指數(shù)最大,表現(xiàn)為中葉型>大葉型>小葉型。
表3 鳥(niǎo)王茶不同葉片外觀表現(xiàn)型及季節(jié)下兒茶素類(lèi)化合物組分Table 3 The components of catechins of different leaf appearance and season of Niaowang tea
表4 鳥(niǎo)王茶不同葉片外觀表現(xiàn)型及季節(jié)下酚氨比及氨基酸組分Table 4 The phenol ammonia ratio and amino acid composition of different leaf appearance and season of Niaowang tea
不同葉片外觀表現(xiàn)型和季節(jié)鳥(niǎo)王茶中氨基酸平均含量差異較大,春茶和夏茶中以小葉型中氨基酸含量最高,秋茶中以大葉型氨基酸含量最高;小葉型以春茶氨基酸含量最大,中葉型和大葉型氨基酸含量最大值出現(xiàn)在秋茶中。茶多酚與氨基酸的比值作為茶葉品質(zhì)適制性的生化指標(biāo),一般認(rèn)為酚氨比小于8適宜制綠茶,大于8適宜制紅茶(酚氨比在8~15之間綠茶紅茶兼制)。不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶茶葉中酚氨比不同,春茶和秋茶酚氨比均小于8;夏茶酚氨比大于8,其中中葉型酚氨比大于15。
不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶茶葉中礦質(zhì)元素含量檢測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5所示,從變異系數(shù)來(lái)看,鳥(niǎo)王茶春茶中礦質(zhì)元素的含量變化較小,屬于弱變異程度;夏茶和秋茶變化較大,夏茶中的Se和Ca元素為中等變異,秋茶中的Se和Fe為強(qiáng)變異,秋茶中的Zn和Ca為中等變異。結(jié)果表明不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶茶葉中礦質(zhì)元素的含量存在顯著差異,常量元素Ca的含量平均值隨季節(jié)表現(xiàn)為夏茶>秋茶>春茶,夏茶中Ca的含量是春茶中含量的2倍;微量元素Fe和常量元素Mg的含量表現(xiàn)為秋茶>春茶>夏茶,秋茶中Fe和Mg的含量分別是夏茶中含量的4倍和2倍;微量元素Se和Zn的含量表現(xiàn)為春茶>秋茶>夏茶,春茶中Se的含量是夏茶中含量的2倍多。不同礦質(zhì)元素在不同季節(jié)的鳥(niǎo)王茶茶葉中含量也存在差異,春茶和秋茶中礦質(zhì)元素的含量變化規(guī)律為Mg>Ca>Fe>Zn>Se,夏茶中礦質(zhì)元素含量變化規(guī)律為Ca>Mg>Fe>Zn>Se。
表5 不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶茶葉中礦質(zhì)元素含量Table 5 Contents of mineral elements in the tea of Niaowang tea in different seasons mg·kg-1
鳥(niǎo)王茶是我省的本地特色的名優(yōu)茶葉,長(zhǎng)期以來(lái)鳥(niǎo)王茶以有性繁殖苗來(lái)人工種植以供采茶利用。本研究通過(guò)對(duì)人工種植的鳥(niǎo)王茶樣地進(jìn)行研究調(diào)查,發(fā)現(xiàn)人工種植鳥(niǎo)王茶葉片結(jié)構(gòu)與茶原種(Camellia sinensis(L.)O.Kuntze.)差異較大。通過(guò)對(duì)樣地中鳥(niǎo)王茶葉片的葉長(zhǎng)和葉寬進(jìn)行聚類(lèi)分析,發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)王茶目前主要有3種葉片外觀表現(xiàn)型:大葉型、中葉型和小葉型。對(duì)不同葉片外觀表現(xiàn)型鳥(niǎo)王茶每株芽梢年萌枝數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究,每株芽梢年萌枝數(shù)表現(xiàn)為小葉型>中葉型>大葉型,大葉型芽梢年萌枝數(shù)顯著最少。以發(fā)芽密度、一芽一葉百芽重為產(chǎn)量估算指標(biāo)進(jìn)行畝產(chǎn)量估算,并綜合考慮鳥(niǎo)王茶年萌枝數(shù)、芽梢長(zhǎng)度,不同葉片外觀表現(xiàn)型主推小葉型和中葉型。
茶葉的生化成分是形成茶葉品質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ),參照“國(guó)家茶樹(shù)優(yōu)良種質(zhì)評(píng)價(jià)利用數(shù)據(jù)庫(kù)”596份資源的生化成分檢測(cè)結(jié)果[12],本研究中不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶中茶多酚、總兒茶素、氨基酸總量和咖啡堿的含量符合國(guó)家茶樹(shù)優(yōu)良種。水浸出物是茶葉中水溶性生化成分混合物的總和,水浸出物含量在一定程度上反映了茶湯內(nèi)含成分的多少[13]。本研究中鳥(niǎo)王茶水浸出物在不同季節(jié)中含量不同,夏茶中顯著最高為45.33%,春茶、秋茶分別為20.46%、23.92%。水浸出物只是綠茶優(yōu)良品質(zhì)形成的條件之一,水浸出物含量高,并不意味著綠茶品質(zhì)就優(yōu)良。鳥(niǎo)王茶春茶湯色清純鮮亮,可能是鳥(niǎo)王茶春茶水浸出物的含量低決定了鳥(niǎo)王茶浸泡中的清亮湯色。綠茶色香味優(yōu)良品質(zhì)的形成,是靠茶葉中眾多生化成分綜合協(xié)同作用及比例協(xié)調(diào)的結(jié)果。從鳥(niǎo)王茶中茶多酚、氨基酸和咖啡堿含量來(lái)看,鳥(niǎo)王茶在春茶、夏茶和秋茶的品質(zhì)差異有待進(jìn)一步研究。
茶葉含有許多對(duì)人體健康有益的微量元素[14],且茶葉中近15.2%的Fe、28.8%的Mn、31.8%的Cu和50.7%的Zn能溶入茶水中而被人體吸收,因此飲茶將成為人體攝取微量元素的重要方式之一。本研究以Ca、Fe、Zn、Se和Mg等5種礦質(zhì)元素來(lái)研究不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶中礦質(zhì)元素特征,除微量元素Zn外,夏茶中Ca含量是春茶中含量的2倍,秋茶中Fe和Mg含量分別是夏茶中含量的4倍和2倍,春茶中Se含量是夏茶中含量的2倍多;微量元素Se和Zn均以春茶中含量最大,常量元素Ca以夏茶中含量最大,而微量元素Fe和常量元素Mg含量最大值在秋茶中。從不同季節(jié)鳥(niǎo)王茶中礦質(zhì)元素綜合特征,以秋茶中礦質(zhì)元素最高,其次是春茶;參照《NY/T600-2002富硒茶》,春茶和秋茶為富硒茶。
茶多酚是茶葉中多酚類(lèi)物質(zhì)總稱(chēng),是綠茶滋味濃度和苦澀味的代表物質(zhì);氨基酸是茶葉中的主要物質(zhì),是形成茶湯鮮爽度和香味的主要物質(zhì)。兒茶素類(lèi)物質(zhì)是茶多酚類(lèi)物質(zhì)的首要組分,各種兒茶素的滋味有所不同,非酯型兒茶素收斂性較弱,味苦后甘爽口;酯型兒茶素收斂性較強(qiáng),高含量下呈現(xiàn)出苦澀味[15]。兒茶素類(lèi)總量高,非酯型兒茶素比重大,茶多酚/氨基酸比值小,兒茶素指數(shù)高是適制優(yōu)質(zhì)綠茶的生化指標(biāo);酯型兒茶素比重大,兒茶素指數(shù)低和茶多酚/氨基酸比值大,富含多酚類(lèi)、還原糖、水浸出物和適量的氨基酸和咖啡堿,是適制優(yōu)質(zhì)紅茶或?yàn)觚埐璧纳笜?biāo)。因此,從鳥(niǎo)王茶不同葉片外觀表現(xiàn)型及季節(jié)下影響制茶品質(zhì)的生化指標(biāo)綜合來(lái)看,春茶的生化指標(biāo)適制優(yōu)質(zhì)綠茶;夏、秋茶的生化指標(biāo)適制優(yōu)質(zhì)紅茶;中葉型制茶品質(zhì)較佳,可以作為單株優(yōu)選育種材料;大葉類(lèi)型可試制烏龍茶產(chǎn)品。
四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2021年1期