冯 花,罗盛财,王飞权,李远华,黄毅彪,严 芸
(1.武夷学院茶与食品学院,福建武夷山354300;2.武夷学院中国乌龙茶产业协同创新中心,福建武夷山354300;3.武夷学院福建省高校茶叶工程研究中心,福建武夷山354300;4.武夷山龟岩茶业有限公司,福建武夷山354300)
“九龙兰”等14份武夷名丛茶树资源主要生化成分分析
冯花1,2,3,罗盛财4,王飞权1,2,3,李远华1,2,3,黄毅彪1,2,3,严芸1,2,3
(1.武夷学院茶与食品学院,福建武夷山354300;2.武夷学院中国乌龙茶产业协同创新中心,福建武夷山354300;3.武夷学院福建省高校茶叶工程研究中心,福建武夷山354300;4.武夷山龟岩茶业有限公司,福建武夷山354300)
摘要:对九龙兰等14份武夷名丛茶树资源的主要生化成分进行了测定与分析。结果表明,14份武夷名丛中除了部分名丛之间各生化成分差异不显著外,其他名丛之间各生化成分含量均表现出显著的差异性;变异性分析发现,各生化成分的变异幅度较大,平均变异系数为16.05%,其中氨基酸最高(30.40%),水浸出物最小(8.39%),表明在生化成分的改良上氨基酸具有较大的潜力,而水浸出物最小;根据适制性与酚氨比的关系,初步认为:九龙兰、王母桃、醉八仙、鹰桃、竹叶青适制绿茶,关公眉、红海棠、不见天、玉笪、醉水仙、正玉兰、金丁香、红杜鹃、醉墨适制乌龙茶;按照特异资源筛选的标准,初步认为:关公眉(57.73%)为高水浸出物茶树资源,九龙兰(5.04%)、醉八仙(5.41%)、竹叶青(5.52%)为高氨基酸茶树资源。
关键词:武夷名丛;生化成分;茶树资源
武夷山市位于福建省西北部,享有世界自然与文化双遗产,是红茶与乌龙茶的发源地,也是我国重点产茶县之一[1-2]。武夷山产茶历史悠久,茶树种质资源十分丰富,素有茶树品种资源王国之称,其丰富的茶树种质资源是在优越的生态环境条件下,经过长期的自然杂交途径进行基因重组与基因突变及人们不断的人工选择,选育出各种优良单株即单丛,在此基础上又优中选优,形成名丛,即武夷名丛[3]。
武夷山名丛茶树资源十分丰富,目前收集和保存的武夷名丛茶树资源有数百份。作为地方茶树种质资源,武夷名丛是生产上直接利用、品种创新和生物技术研究的物质基础,也是武夷山茶区的宝贵财富,如历史上著名的武夷四大名丛、大红袍,以及被审定为省级良种并作为武夷山当家品种的肉桂均来自武夷名丛[4-5]。正因如此,近年来关于武夷名丛茶树种质资源的研究有了较多的报道,王飞权等从生化成分[6-7]、叶片解剖结构[8]和夏暑茶资源的红茶适制性[9-10]三方面对武夷名丛茶树资源进行了研究,发现武夷名丛茶树资源的生化成分存在丰富的多样性和变异性,一批名丛在生化成分上具有特异性,同时还间接地发现了一批抗逆性和生产力指数较高的名丛,通过加工发现个别武夷名丛的夏暑茶鲜叶适合加工红茶;邱友梅等[11]发现武夷名丛的生化成分在春秋两季均表现出显著的差异性和季节性变化;李远华等[12]人发现武夷山四大名丛都是无性系、灌木型、植株中等大小、树姿半披张、分枝较密、叶片上斜着生、叶形长椭圆形、叶质软厚、绒毛多;洪永聪等[13]人发现武夷岩茶“十大名丛”的生物学特性均存在一定的差异性和多样性。
在武夷名丛茶树资源的开发研究方面,虽然取得了一定的研究成果,但对于如此丰富的武夷名丛茶树资源的研究而言只是冰山一角。因此,本文立足于此,继续开展和完成了对九龙兰等14份武夷名丛的主要生化成分的测定与分析,旨在探明该14份名丛资源的主要生化成分含量及其差异性、变异性、特异性和适制性等特性,为进一步开发利用这些名丛资源提供理论参考。
1.1 保存地生态环境及材料来源
武夷山市龟岩茶树种质资源圃地处武夷山风景区梅子桥村,土层深厚,灌溉条件便利。年平均气温17.9℃,平均最高气温23.6℃,平均最低气温14.0℃,一年中,气温最高是7月,平均33.5℃,最低是1月,平均3.5℃,≥10℃活动积温大于5 000℃;夏秋季节日照时数达8.5 h/d、漫射光多;降雨量大于1 500 mm、相对湿度在80%左右,雨量充沛,湿度适宜[13]。
于2014年4月至5月,选取武夷山市龟岩茶树种质资源圃保存的九龙兰等14份武夷名丛为研究对象,其基本信息见表1。各武夷名丛均在来源地采集生长健壮的茶穗于龟岩茶树种质资源圃进行扦插繁育,按照茶树种质资源圃的建设标准移植、编号、保存,树龄基本在3~10年之间。
表1 14份武夷名丛茶树资源的基本信息
1.2 方法
1.2.1 杀青与固样
取各名丛的第一轮茶树新梢一芽二叶做为试验材料,分别采用蒸汽杀青、烘箱干燥法固样,同时做好标记和记录工作,固样材料用万能粉碎机(天津泰斯特10 000 r/min)粉碎,各样品之间破碎度保持一致,并妥善保存于冰箱中,供生化成分的测定使用。
1.2.2 测定方法
水浸出物、茶多酚、氨基酸及咖啡碱的含量测定均参考文献14的方法。黄酮类化合物总量的测定采用三氯化铝比色法[15]。生化成分测定中所用试剂为市售分析纯级。各生化成分的测定均为3次重复的平均值,每个重复的数值为3个平行的平均值。
1.3 数据统计与分析
各生化成分的最大值、最小值、平均值、标准差以及变异系数采用ExceL(2003版)分析;方差分析在Dps(V7.05版)软件上进行。
2.1 14份武夷名丛各生化成分的含量与方差分析
2.1.1 水浸出物的含量与方差分析
水浸出物亦指茶叶中的水溶性物质,其水浸出物质量分数的多少,反映了茶叶中可溶性物质含量的高低,同时也代表茶汤的厚薄程度。因此,茶叶水浸出物质量分数的测定,在茶叶品种鉴定、出口检验、样品分析等方面,常常作为分析项目之一[16]。
分析发现(见表2),14份武夷名丛春茶的水浸出物含量在42.38%~57.73%之间,平均含量为46.68%,含量最低的是鹰桃(42.38%),含量最高的是关公眉(57.73%)。14份武夷名丛水浸出物含量由低到高依次为:鹰桃<王母桃<九龙兰<醉八仙<玉笪<金丁香<红海棠<竹叶青<正玉兰<红杜鹃<醉水仙<不见天<醉墨<关公眉。
方差分析结果显示(见表2),14份武夷名丛中除了不见天与醉墨、竹叶青与正玉兰、红海棠与金丁香、九龙兰与王母桃间水浸出物含量差异不显著外,其他名丛之间水浸出物含量差异显著,甚至极显著。按照水浸出物含量的大小,结合方差分析的结果可将14份武夷名丛大致分为以下四类:第一类为关公眉(57.73%);第二类由醉墨和不见天组成,含量分别为49.27%、49.24%;第三类由醉水仙、红杜鹃、正玉兰、竹叶青、红海棠和金丁香组成,含量在47.63%~45.2%之间;第四类由玉笪、醉八仙、九龙兰、王母桃和鹰桃组成,含量在44.69%~42.38%之间。
2.1.2 咖啡碱的含量与方差分析
咖啡碱是茶叶中重要的滋味物质,与茶黄素缔合后形成的复合物具有鲜爽味,咖啡碱含量在茶叶中一般为2.0%~4.0%。此外,咖啡碱可以增加血清中游离脂肪酸的水平,具有利尿和增加胃酸分泌的功能[17]。
分析发现(见表2),14份武夷名丛春茶的咖啡碱含量在2.54%~4.49%之间,平均含量为3.53%,含量最低的是金丁香(2.54%),含量最高的是九龙兰(4.49%)。14份武夷名丛咖啡碱含量由低到高依次为:金丁香<鹰桃<醉八仙<醉墨<红海棠<竹叶青<王母桃<玉笪<不见天<关公眉<红杜鹃<醉水仙<正玉兰<九龙兰。
表2 14份武夷名丛茶树资源主要生化成分分析
方差分析结果显示(见表2),14份武夷名丛中除了醉水仙与正玉兰、关公眉与不见天、红海棠与醉墨间咖啡碱含量差异不显著外,其他名丛之间咖啡碱的含量差异显著,甚至极显著。按照咖啡碱含量的大小,结合方差分析的结果可将14份武夷名丛大致分为以下三类:第一类由九龙兰、正玉兰、醉水仙和红杜鹃组成,含量在4.49%~4.06%之间;第二类由关公眉、不见天、玉笪、王母桃和竹叶青组成,含量在3.78%~3.4%之间;第三类由红海棠、醉墨、醉八仙、鹰桃和金丁香组成,含量在3.14%~2.54%之间。
表2 (续)14份武夷名丛茶树资源主要生化成分分析
2.1.3 黄酮类的含量与方差分析
黄酮类化合物是茶叶最主要的生化成分之一,在茶叶中的黄酮类化合物主要是黄酮醇及其苷类,是构成茶黄色素的重要组分,是乌龙茶与绿茶汤色的重要组成成分[17-18]。
分析发现(见表2),14份武夷名丛春茶的黄酮类含量在0.83%~1.23%之间,平均含量为1.25%,含量最低的是鹰桃(0.83%),含量最高的是不见天(1.23%)。14份武夷名丛黄酮类含量由低到高依次为:鹰桃<玉笪<九龙兰<关公眉<醉墨<红海棠<正玉兰<红杜鹃<竹叶青<醉水仙<王母桃<醉八仙<金丁香<不见天。
方差分析结果显示(见表2),14份武夷名丛中除了不见天与金丁香、竹叶青与醉水仙、红海棠与正玉兰、九龙兰与玉笪间黄酮类含量差异不显著外,其他名丛之间黄酮类含量差异显著,甚至极显著。按照黄酮类含量的大小,结合方差分析的结果可将14份武夷名丛大致分为以下三类:第一类由金丁香、不见天、醉八仙、醉水仙、王母桃和竹叶青组成,含量在1.17% ~1.23%之间;第二类由红杜鹃、正玉兰、红海棠、醉墨、关公眉和九龙兰组成,含量在1.00%~1.14%之间;第三类由玉笪和鹰桃组成,含量分别为0.99%和0.83%。
2.1.4 茶多酚的含量与方差分析
茶多酚又称茶单宁或茶鞣质,是一类存在于茶树中的多元酚的混合物,茶鲜叶中多酚类的含量一般在18%~36%(干重)之间[17]。因此对成茶品质色、香、味的形成具有重要作用,是决定茶叶颜色和滋味的主体成分[16]。
分析发现(见表2续),14份武夷名丛春茶的茶多酚含量在19.88%~31.16%之间,平均含量为25.73%,含量最低的是鹰桃(19.88%),含量最高的是红杜鹃(31.16%)。14份武夷名丛茶多酚含量由低到高依次为:鹰桃<王母桃<竹叶青<醉八仙<九龙兰<金丁香<玉笪<醉墨<关公眉<不见天<红海棠<醉水仙<正玉兰<红杜鹃。
方差分析结果显示(见表2续),14份武夷名丛中除了正玉兰与红杜鹃、红海棠与不见天。玉笪与金丁香之间茶多酚含量差异不显著外,其他名丛之间茶多酚含量差异显著,甚至极显著。按照茶多酚含量的大小,结合方差分析的结果可将14份武夷名丛大致分为以下三类:第一类由红杜鹃、正玉兰、醉水仙、红海棠、不见天和关公眉组成,含量在27.71%~31.16%之间;第二类由醉墨、玉笪、金丁香、九龙兰、醉八仙和竹叶青组成,含量在22.41%~26.51%之间;第三类由王母桃和鹰桃组成,含量分别为21.56%和19.88%。
2.1.5 氨基酸的含量与方差分析
氨基酸是由氨基和羟基组成的有机化合物,是茶叶的主要的生化成分之一。茶叶氨基酸的组成、含量以及它们的降解产物和转化产物也直接影响茶叶的品质[17]。
分析发现(见表2续),14份武夷名丛春茶的氨基酸含量在2.26%~5.52%之间,平均含量为3.54%,含量最低的是红海棠(2.26%),含量最高的是竹叶青(5.52%)。14份武夷名丛茶多酚含量由低到高依次为:红海棠<醉墨<不见天<红杜鹃<醉水仙<正玉兰<金丁香<玉笪<关公眉<王母桃<鹰桃<九龙兰<醉八仙<叶青。
方差分析结果显示(见表2续),14份武夷名丛中除了关公眉与玉笪、金丁香、正玉兰间茶多酚含量差异不显著外,其他名丛之间茶多酚含量差异显著,甚至极显著。按照氨基酸含量的大小,结合方差分析的结果可将14份武夷名丛大致分为以下四类:第一类由竹叶青、醉八仙和九龙兰组成,含量在5.04%~5.52%之间;第二类由鹰桃和王母桃组成,含量分别为3.95%和3.81%;第三类由关公眉、玉笪、金丁香和正玉兰组成,含量在3.01%~3.07%之间;第四类由醉水仙、红杜鹃、不见天、醉墨和红海棠组成,含量在2.26%~2.92%之间。
2.1.6 酚氨比值分析
酚氨比是茶多酚含量与氨基酸含量的比值,可作为茶树品种适制性的参考,一些研究认为,氨基酸含量高,酚氨比低(<8)则适制绿茶,茶多酚含量高,酚氨比高(>15),则适制红茶,酚氨比值在8~13之间,适制乌龙茶[17,19-22]。
分析发现(见表2续),14份武夷名丛春茶的酚氨比值在4.06~12.56之间,平均比值为8.11,比值最低的是竹叶青(4.06),比值最高的是红海棠(12.56)。14份武夷名丛酚氨比值由高到低依次为:竹叶青<醉八仙<九龙兰<鹰桃<王母桃<玉笪<金丁香<关公眉<醉墨<醉水仙<正玉兰<不见天<红杜鹃<红海棠。根据所得酚氨比值的大小,将14份武夷名丛分为两大类:第一类由九龙兰、王母桃、醉八仙、鹰桃和竹叶青组成,酚氨比值在4.06~5.66之间;第二类酚由关公眉、红海棠、不见天、玉笪、醉水仙、正玉兰、金丁香、红杜鹃和醉墨组成,氨比值在8.04~12.56之间。
2.2 各生化成分的变异性分析
茶叶生化成分的变异系数是用来衡量茶叶之间各生化成分变异程度的一个统计数量[11]。由表2可知,14份武夷名丛春茶的主要生化成分的变异系数在8.39%~30.40%之间,其平均值为16.05%,其中变异系数最大的是氨基酸(30.40%),其次分别是咖啡碱(17.46%)、茶多酚(14.02%)、黄酮类(10.00%),最小的是水浸出物(8.39%),表明在生化成分的改良上,氨基酸的改良潜力较大,而水浸出物的最小。
2.3 适制性的分析
按照酚氨比与适制性的关系,可知,14份武夷名丛中,有5份武夷名丛(九龙兰、王母桃、醉八仙、鹰桃、竹叶青)的酚氨比<8.0,适制绿茶,9份武夷名丛(关公眉、红海棠、不见天、玉笪、醉水仙、正玉兰、金丁香、红杜鹃、醉墨)的酚氨比在8~13之间,适制乌龙茶。
2.4 特异资源的筛选
特异资源指茶树鲜叶干样的一芽二叶中水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱等超常量的资源,也包括通过评价鉴定筛选出的抗逆性资源[11]。随着当前消费的多元化和茶叶成分保健功效研究的不断深入,茶氨酸、茶多酚、咖啡碱等含量特异的茶树种质资源具有广阔的应用前景。一般认为水浸出物含量≥51%、氨基酸含量≥5.0%、茶多酚含量≥38.0%、茶多酚含量≤15.0%、咖啡碱含量≥5.0%、咖啡碱含量≤1.0%的茶树资源为特异资源[7]。
本研究对14份武夷名丛茶树资源的主要生化成分进行分析发现,关公眉的水浸出物含量为57.73%,高于51%,九龙兰、醉八仙、竹叶青氨基酸含量分别为5.04%、5.41%、5.52%,高于5.0%。因此,初步认为,关公眉为高水浸出物茶树资源,九龙兰、醉八仙、竹叶青为高氨基酸茶树资源。
本研究从茶多酚、氨基酸等5个主要生化成分的角度,对14份武夷名丛茶树资源进行了方差分析和变异性分析,发现14份武夷名丛中除了部分名丛之间各生化成分的含量差异不显著外,其他名丛之间各生化成分的含量均表现出显著甚至极显著的差异;变异系数较高、类型比较丰富,14份武夷名丛各生化成分的变异系数较高,均值达到16.05%,且幅度较大,尤其是氨基酸、咖啡碱的变异系数较高,说明武夷名丛茶树资源在氨基酸和咖啡碱上具有很大的选择潜力。
从生化成分的含量分析发现,14份武夷名丛茶树资源主要生化成分含量比较丰富,其中九龙兰在咖啡碱和氨基酸含量上、关公眉在水浸出物和茶多酚含量上、不见天在水浸出物、黄酮类及茶多酚含量上、醉水仙在水浸出物、咖啡碱及茶多酚含量上、正玉兰在咖啡碱和茶多酚含量上均比较丰富,因此,可以作为优良的茶树资源进行选育。
酚氨比是一个体现茶树资源适制性的重要指标,以此为依据进行适制性分析,初步发现14份春季武夷名丛茶树资源中有5份资源(九龙兰、王母桃、醉八仙、鹰桃、竹叶青)适制绿茶,9份(关公眉、红海棠、不见天、玉笪、醉水仙、正玉兰、金丁香、红杜鹃、醉墨)适制乌龙茶。虽然可以根据不同武夷名丛的生化成分组成选育出适制不同茶类的品系或品种,但其适制性还应该通过加工试验进一步确定。
在特异茶树资源的筛选中,发现九龙兰、醉八仙、竹叶青氨基酸含量和关公眉的水浸出物含量均超出常规含量。因此,初步断定九龙兰、醉八仙、竹叶青为高氨基酸茶树资源,关公眉为高水浸出物茶树资源,可以作为培育高功能性成分的育种材料或茶叶深加工中功能性成分的提取材料加以利用。
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(责任编辑:叶丽娜)
An Analysis on Main Biochemical Components of Fourteen Wuyi Mingcong Tea Germplasms Including“Jiu Long-lan”
FENG Hua1,2,3,LUO Shengcai4,WANG Feiquan1,2,3,LI Yuanhua1,2,3,HUANG Yibiao1,2,3,YAN Yun1,2,3
(1.SchooL of Tea and Food Science,Wuyi University,Wuyishan,Fujian 354300;2.CoLLaborative Innoration center of Chinese OoLong Tea Industry,Wuyishan,Fujian 354300;3.Tea Engineering Research Center of Fujian Higher Education,Wuyishan,Fujian 354300;4.Tea Industry Co.,Ltd. of Wuyishan Guiyan,Wuyishan,Fujian 354300)
Abstract:Detecting and anaLyzing main biochemicaL components of Wuyi Mingcong Tea GermpLasms incLuding‘Jiu Long-Lan' and other thirteen categories. According to the resuLts,there are no appreciabLe difference of biochemicaL components among some of them but the others have significant differences. When anaLyzing the variabiLity,the variation of biochemicaL components are in big change ranges. The average coefficient of variation is 16.05%,in which amino acid is the highest one(30.40%)and water extract is the Lowest one (8.39%),it showed that amino acid has great potentiaL in the biochemicaL components improvement whiLe water extract has Low improvement potentiaL. On the basis of the reLationship between the processing suitabiLity and the phenoL ammonia,a preLiminary determination was made∶there were Jiu LongLan,Wang Mutao,Zui Baxian,Ying Tao,Zhu Yeqing Ming Congs are suitabLe for making green tea,Guan Gongmei,Hong Haitang,Bu Jiantian,Yu Da,Zui Shuixian,Zheng YuLan,Jin Dingxiang,Hong Dujuan,Zui Mo Ming Congs are suitabLe for making OoLong tea. According to the screening criteria of specific resource the preLiminary judgment was made∶Guan Gongmei was high water extract tea germpLasm resources;Jiu LongLan,Zui Baxian,Zhu Yeqing was high amino acid tea germpLasm resources.
Key words:Wuyi Mingcong;biochemicaL components;tea germpLasms
中图分类号:S571.1
文献标识码:A
文章编号:1674-2109(2016)03-0035-07
收稿日期:2015-07-30
基金项目:武夷学院校科研基金资助项目(XL1208);福建省科技重点项目(2013N0033);国家级大学生创新性实验项目(201510397007);福建省大学生创新性实验项目(201410397051);福建省科技计划项目(2014N0008)
作者简介:冯花(1985-),女,汉族,讲师,主要从事茶树种质资源与茶叶加工技术的研究。
通讯作者:李远华(1963-),男,汉族,教授,主要从事茶学及生物技术的研究。