绿茶均衡营养肥对龙井茶生化品质成分的影响

（浙江清华长三角研究院 现代农业工程技术研究所，浙江 嘉兴 314006）

茶叶是我国主要经济作物，茶叶的产量和品质直接关系到以茶叶作为主要经济作物产区的社会经济发展水平和人民生活水平[1]。浙江是我国产茶大省之一，茶叶品种繁多，品质优良，其中西湖龙井更是中外驰名。由于施肥是调控茶叶产量和品质的重要栽培措施之一，对确保茶树正常生长发育起到不可替代的作用[2]。近些年来由于追求产量，茶园过量施肥已成常态。尽管目前部分茶场（茶园）为了确保茶叶品质限制使用化肥，但由于所使用的肥料营养元素不均衡，导致茶叶品质下降。特别是由于过量施肥导致茶叶病虫害多发，部分茶农为喷洒农药控制病虫害而造成茶叶农残超标，从而严重影响茶叶的品质与饮用安全。

在保证茶叶产量和品质的情况下，为能较大幅度减少肥料用量，本研究根据茶树在生长发育过程中对各类营养元素的需求设计了一种针对绿茶的均衡营养肥，并选择在杭州市江干区皋亭山茶园进行田间试验，以验证其对龙井茶品质密切相关的化学成分的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

试验茶树品种为杭州市江干区皋亭山群体种茶树。供试肥料由浙江清华长三角研究院现代农业工程技术研究所设计，由浙江禾谷生物科技有限公司配制提供。对照处理所使用的肥料为市场销售的菜籽粕和复合肥。供试的梅家坞龙井茶来源于梅家坞村，西湖龙井采购于杭州茶叶专卖店。以上4种茶叶均于3月末采摘，即为明前龙井，其标准为一芽二叶。各种茶叶加工方法一致：杀青、成形、炒干（灰锅）。即3种茶叶除产地不一之外，其他条件均相同。

施肥试验在杭州沿皋茶叶专业合作社进行。试验处理：绿茶均衡营养肥：分2次施肥，第1次于入冬前的10月份施入，第2次于2月份施入，施肥量分别为20 kg/666.7 m2；总施肥量40 kg/666.7 m2，N+P2O5+K2O的总施用量为（5.2+1.6+3.8）kg/666.7 m2。对照为菜籽粕+复合肥，时间同绿茶均衡营养肥处理，其中在入冬前施入100 kg/666.7 m2菜籽粕+50 kg/666.7 m2复合肥（N ∶P2O5∶K2O=15∶15∶15），2月份施入复合肥（同前）50 kg/666.7 m2，两次施肥的N+P2O5+K2O总用量约为（20+17+17）kg/666.7 m2。处理和对照面积均为666.7 m2。

1.2 试验方法

茶多酚测定采用福林酚法[3]，茶游离氨基酸总量的测定采用改良茚三酮法[4]，可溶性蛋白含量测定参照考马斯亮蓝法[5]，可溶性糖参照蒽酮法[6]，黄酮类测定按三氯化铝法[7]测定。

儿茶素测定采用液相色谱法。流动相为A相(乙腈:乙酸:水，3:0.5:96.5,v:v:v)，B相(乙腈:乙酸:水，30:0.5:69.5，v:v:v)，洗脱梯度为：0～35 min，B 相从 30%～80%，流速为 1.0 mL/min；进样量10 μL；检测波长为280 nm；柱温为20℃。

1.3 数据分析处理

数据处理使用Excel 2007和SPSS 17.0统计分析软件。

2 结果与分析

2.1 主要品质成分含量

表1 施用绿茶均衡营养肥对龙井茶主要品质成分的影响 （%）Tab. 1 Effects of green tea balanced nutrient fertilizer on the quality of LongJing tea （%）

从表1可以看出，常规施肥处理的龙井茶中茶多酚含量显著高于绿茶均衡营养肥处理以及梅家坞龙井茶和西湖龙井茶；而绿茶均衡营养肥处理茶叶中的可溶性糖含量和黄酮含量均显著高于对照（常规施肥处理以及梅家坞龙井茶和西湖龙井茶），4种茶叶中的蛋白质含量则处于相同水平；梅家坞龙井茶和西湖龙井茶中的氨基酸总量略高于绿茶均衡营养肥和常规施肥处理；不同施肥处理茶叶中的维生素C含量基本相同；施用绿茶均衡营养肥的龙井茶中水浸出物高于对照以及梅家坞龙井和西湖龙井茶；西湖龙井茶中的咖啡碱含量显著高于其他3种茶，其中施用绿茶均衡营养肥处理的龙井茶中咖啡碱含量最低。

2.2 氨基酸组分

分析结果表明，梅家坞龙井茶和西湖龙井茶中的谷氨酸和精氨酸含量显著高于常规施肥和绿茶均衡营养肥处理；茶氨酸含量，梅家坞龙井茶显著高于其他3种茶叶；西湖龙井茶中的酪氨酸含量显著高于其他3种茶叶，四种茶叶中的苯丙氨酸含量无显著性差异（表2）。

2.3 儿茶素总量及组分

表3结果可以看出，西湖龙井茶和常规施肥处理茶叶中儿茶素总量最高，显著高于绿茶均衡营养肥处理及梅家坞龙井茶。儿茶素组分方面，绿茶均衡营养肥处理茶叶中的没食子儿茶素（GC）含量显著高于其他3种龙井茶，常规施肥处理和西湖龙井茶中的表没食子儿茶素（EGC）含量显著高于绿茶均衡营养肥处理和梅家坞龙井茶，其中绿茶均衡营养肥处理龙井茶中的EGC含量最低。除常规施肥的龙井茶中的儿茶素（C）含量稍低之外，其余3种龙井茶中的儿茶素含量基本相同。绿茶均衡营养肥处理龙井茶和梅家坞龙井茶中的表儿茶素（EC）含量基本相同，但显著低于常规施肥处理龙井茶和西湖龙井茶。西湖龙井和常规施肥处理龙井茶中的表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）的含量最高，并显著高于梅家坞龙井茶和绿茶均衡营养肥处理龙井茶。西湖龙井茶的没食子儿茶素没食子酸酯（GCG）的含量显著低于梅家坞龙井茶和常规施肥和绿茶均衡营养肥处理的龙井茶。而西湖龙井茶中的表儿茶素没食子酸酯（ECG）含量显著高于其他3种龙井茶，而施用绿茶均衡营养肥的龙井茶中的ECG含量最低。梅家坞龙井茶和西湖龙井茶中的儿茶素没食子酸酯（CG）含量显著高于常规施肥处理以及施用绿茶均衡营养肥的龙井茶，其中施用绿茶均衡营养肥的龙井茶中的CG含量最低。

表2 施用绿茶均衡营养肥对氨基酸成分的影响 （%）Tab. 2 Effects of green tea balanced nutrient fertilizer on theamino acid of LongJing tea （%）

表3 施用绿茶均衡营养肥对龙井茶儿茶素组分的影响 （%）Tab. 3 Effects of green tea balanced nutrient fertilizer on the catechins of LongJing tea （%）

3 讨论

茶多酚是茶叶中构成茶汤的物质基础，是决定茶叶的苦涩味强弱的主要指标，即茶多酚含量越高，绿茶滋味越浓[8]。咖啡碱含量决定了茶叶的苦味强弱，可溶性糖含量决定了茶叶的回甘，维生素C和黄酮含量影响茶叶的抗氧化能力，氨基酸则是绿茶滋味鲜度代表物质，茶水溶性蛋白也是构成茶汤滋味的成分，水浸出物在一定程度上反应了茶汤内含物的多少，是影响茶叶浓醇度的重要指标[9]。试验结果表明，施用绿茶均衡营养肥虽大幅度减少了施肥量和减氮减磷，在没有影响产量的情况下，茶叶中的水浸出物、可溶性糖、蛋白质和黄酮含量仍均高于对照（常规施肥处理）及梅家坞龙井与西湖龙井茶，而咖啡碱含量最低，多酚含量也较常规施肥处理低，表明施用绿茶专用均衡营养肥可使茶叶中的苦涩味减弱，回甘增强，浸出物更浓，抗氧化能力相对增强。

氨基酸是茶叶的主要化学成分之一，特别是某些氨基酸组分与茶叶的口感及香气关系密切。氨基酸为茶叶鲜爽味的主体物质，是决定茶叶香味好坏的重要生化成分，与绿茶品种呈显著的正相关[10-12]。谷氨酸具有鲜味，茶氨酸和酪氨酸具有甜味，苯丙氨酸具有苦味，精氨酸虽然无味，但是由于其是碱性氨基酸，会增强舌苔的涩腻感。从实验结果可以看到，梅家坞龙井茶中的谷氨酸和茶氨酸含量较高，表明回甘较好，谷氨酸含量较高会增加鲜味，但是其苯丙氨酸的含量也较高，也增加了苦味。市售西湖龙井茶中的酪氨酸含量最高而增加了回甘，但是由于其中的精氨酸含量也最高，导致饮茶后舌苔的涩腻感增强。四种茶叶中虽然绿茶专用均衡营养肥处理总氨基酸含量相对较低，特别是其中的精氨酸含量显著降低，因此在饮茶后舌苔的涩腻感最小，反而增强了茶叶的清香与回甘。

酯型儿茶素是茶多酚中与涩味相关性最强的成分[13]，但在茶叶炒制过程中，酯型儿茶素会转化为非酯型儿茶素，致使茶叶的苦味下降。C、GC、EC、EGC具有苦味和淡淡的甜味，而其中的C、GC和EC的阙值较高，也就是在较高浓度下才能感受到苦味，而EGC的阙值较小，在较低浓度下就会感到苦味。因此，EGC的含量对茶叶的苦味贡献最大。绿茶专用均衡营养肥处理龙井茶中的EGC的含量显著低于常规施肥处理、西湖龙井和梅家坞龙井，反映出施用绿茶均衡营养肥的龙井茶苦味最轻的物质基础。与非表型儿茶素相比，表型儿茶素具有更强的苦涩味，且苦涩味持续时间更长[14]。EGCG、ECG、GCG和CG是茶叶中影响口感的重要物质基础，均具有苦涩味，其中ECG的阈值较低，所以在较低含量时会感到更加苦涩。EGCG的阈值虽然略高于ECG，但因其含量最高，所以其对茶汤的苦涩味贡献度最大[15,16]。由于施用绿茶均衡营养肥的龙井茶中的ECG和CG含量均显著低于其他三种龙井茶，而且其EGCG含量也低于常规施肥处理和西湖龙井茶，进一步从理论上证明了即使在施用绿茶均衡营养肥种植的龙井茶的苦涩感明显减弱的原因。即使是梅家坞产的正宗顶级龙井茶的ECG含量也显著高于施用绿茶均衡营养肥的龙井茶。梅家坞的顶级龙井茶中的EGCG和 GCG含量较低，也是其减轻苦涩感的物质基础，但是其ECG和CG含量较高，因此其苦涩感从理论和实际上仍高于施用绿茶均衡营养肥的龙井茶。

茶叶口感受茶树品种、气候条件、加工过程以及诸多营养成分等因素的影响，为此，因影响因素过多而造成茶叶的香型丰富多样[8]。茶多酚是茶树叶片中含有的多酚及其衍生物[9]。而多酚类化合物增加了茶叶中的涩味和苦味。绿茶在加工过程中首先钝化多酚氧化酶活性，在成品绿茶中基本保留了鲜叶中的茶多酚类化合物，也就决定了绿茶具有较强的苦味和涩味[11]。分子量相同而互为异构体的儿茶素对感官的作用不同，通过对时间——强度的感官分析表明，儿茶素的苦味和涩味强度、总持续时间随浓度的增加而增加。黄酮苷和黄酮醇苷呈柔和的涩味感觉，氨基酸呈鲜味、甜味可以缓冲茶多酚的收敛性[13]，抑制茶汤的苦涩味，同时具有增强儿茶素对红茶风味的提升作用，茶叶的香味和香气对于茶叶的品质至关重要，香气好，茶汤滋味鲜爽、甘醇是茶叶品质的重要指标之一。咖啡碱是构成茶汤滋味的重要物质[17]，本身呈苦味，但其与多酚类及其氧化产物形成络合物以后便具有一种鲜爽味道，可改善茶汤的粗涩味，提高鲜爽度[14]。

综上，绿茶均衡营养肥是根据茶树在一年内的生长发育过程中的各种营养物质需求量而设计的一种均衡营养肥。该种肥料在氮磷钾总施肥量为10.6 kg/666.7 m2，大幅度低于常规施肥处理54 kg/666.7 m2的情况下，不但没有减产，而且对于龙井茶的品质有较大改善。试验结果表明，使用绿茶均衡营养肥之后，龙井茶中的水浸出物、可溶性糖、蛋白质和黄酮含量均高于其他3种龙井茶；其咖啡碱含量低于其他3种龙井茶。此外，其龙井茶中的苯丙氨酸、精氨酸、EGC、EC、ECG和EGCG的含量也低于其他3种龙井茶。因此，从理论和实践均决定了施用绿茶均衡营养肥的龙井茶的苦涩味更轻，回甘更强，香味更醇厚，浸出物更浓，抗氧化能力增强。