15 个茶树品种多糖、纤维素、木质素含量的分析

练珊珊 陈 佳 吕立堂，2＊

（1.贵州大学茶学院，贵阳， 550025 2.贵州大学生物科学院／农业工程研究院山地植物资源与种质创新省部共建教育部重点实验室，贵阳， 550025）

茶是中国的国饮，又是21 世纪天然的绿色饮料，品种纷繁复杂极为丰富，价值极高[1]。茶多糖、纤维素与木质素是茶叶品质的重要成分之一。茶多糖是茶叶复合多糖的简称，由糖类、果胶、蛋白质等组成，茶多糖具有多种药理作用[2]。国内关于茶多糖与茶叶加工方面的研究不少，宋励修等通过对不同种类的茶叶之间的多糖含量进行比较，得出红茶加工工艺使多糖含量降低，黑茶的后发酵使其含量升高，素茶高于花茶，茶多糖的含量与产地、温度、海拔、土壤等条件密切相关[3]；杨正久等通过研究凤冈有机茶、湄潭翠芽和都匀毛尖的茶多糖含量得出：凤冈有机茶的茶多糖含量较高[4]；余正文等通过对贵州十大名茶中茶多糖的含量分析得出：相同品种在相同产地的茶叶，茶多糖含量越高的茶叶等级越低,因此茶多糖含量的高低在一定程度上反映了茶叶质量的好坏[5]。

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，是植物细胞壁的主要成分，是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。木质素是一类复杂的有机聚合物，在细胞壁的形成中尤为重要[6]，为了更加合理、有效地利用茶叶资源，对茶叶的纤维素和木质素含量的研究十分重要。国内茶叶纤维素与木质素之间的关系研究较少，黄惠华等通过测量生长中新梢的纤维素含量得出生长过程中的新梢粗纤维含量呈递增趋势，受生态条件和生长轮次的影响，存在着高低峰和季节差异[7]。高柳博次等发现新梢中的纤维含量是作为衡量茶叶经济效益的指标，还与茶多酚存在显著的正相关关系[8]。倪德江等发现木质素与纤维素作为细胞壁的主要组分在茶叶木质化过程中有可能对叶片嫩度有调控作用[9]。黄艳等对木质素含量和嫩度关系的研究表明，茶叶新梢嫩度与木质素的含量为负相关，即嫩度越低木质素含量越高[10-12]。

本研究通过检测15 种茶叶品种的茶多糖、纤维素与木质素的含量，以茶多糖、纤维素和木质素含量百分比为评估指标, 判定其经济效益。意在更好地进行选种种植，以其针对性的价值取向、针对性的选择，为节省人力物力以及更好地提高经济效益提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试材料为迎霜、白叶一号、福云6 号、梅占、福鼎大白、金玫瑰、佛手、乌牛早、金牡丹、紫牡丹、九龙袍、黄观音、龙井、丹桂、紫玫瑰15 个名优品种茶（表1） 幼嫩芽梢制成的干茶茶样。

表1：15 个茶树品种基本信息表

1.2 实验方法

多糖的测定方法 葡萄糖标准品105℃干燥至恒重，称取0.02g，置于100 mL 的容量瓶中，蒸馏水溶解摇匀，稀释到刻度，即为浓度为0.2 mg/mL 的葡萄糖标准溶液。分别吸取葡萄糖标准溶液0.0、0.5、1.0、1.5 mL 和2.0 mL，加水至2.0 mL，分别置于试管之中，添加5% 蒽酮-浓硫酸溶液4 mL，混合均匀，沸水浴15 min 后冷水中冷却；于485 nm 处测定吸光度，以纵坐标为葡萄糖的浓度（C），横坐标为吸光度（A），用Excel 软件作线性回归分析。分别称取每个干茶茶样6g，平均2g 分装于三个三角瓶中，料液比为1：30，85℃浸提2h，浸提3 次。3 次浸提液混合后600℃浓缩至原液的1/3。浓缩液用95%乙醇1:4 过夜沉淀，4000r/min 离心5min。得到的沉淀定溶至100ml 容量瓶中。分别精密吸取上述所得样品溶液2ml 于具塞玻璃试管中，测定吸光度（A），由回归方程计算各样品中葡萄糖浓度（C），按回归方程公式计算样品中茶多糖含量。每个样品重复3 次，取平均值。

纤维素的测定方法 将茶样磨碎后过30 目筛，称取0.05 ～0.10 g 的茶样置于离心管之中，硝酸和醋酸混合液加入5 ml，盖上盖，沸水浴中加热25 min，搅拌；取出后待冷却之后离心，上清液弃去，蒸馏水冲洗3 次沉淀；沉淀中加入10 ml 的10%的硫酸和10 ml 的0.1mol/L 的重铬酸钾溶液，摇晃均匀。沸水浴中加热10 min，取出倒入三角瓶，取适量蒸馏水冲洗试管3 次，一起倒入三角瓶;待冷却后加5 ml 的20% KI 溶液和1 ml 的0.5%的淀粉溶液，0.2 mol/L 硫代硫酸钠进行滴定，单独滴定加入了10 ml 的10%硫酸的0.1 mol/L的重铬酸钾溶液10 ml 作为空白对照。

X=K(a-b)/(n×24)，式中：24 ＝1 mol C6H10O5；K=每mol/L 硫代硫酸钠浓度，a=每ml 空白滴定所耗硫代硫酸钠体积；b ＝每ml 滴定溶液所耗硫代硫酸钠体积；n ＝茶样质量。

木质素的测定方法 将茶粉磨碎后过30 目筛，称取0.05 ～0.10 g 装入离心管中，加入1%醋酸10 ml，摇至均匀后离心。沉淀后用1%醋酸ml 冲洗，加入3 ～4 ml 体积比为1 ∶1 调配好的乙醚乙醇液，浸泡3 min，将上清液弃置，冲洗3 次。沉淀置于沸水浴中蒸干，于沉淀中加入3 ml 的72%硫酸，搅拌均匀，静置16 h。向管中加入10 ml 蒸馏水，搅拌均匀，沸水浴中蒸5 min，冷后加入蒸馏水5 ml 和10%的氯化钡溶液0.5 ml，摇至均匀后离心，蒸馏水冲洗沉淀2 次，再向木质素沉淀中加入的10 ml 的10%硫酸和0.1 mol/L 重铬酸钾溶液，沸水浴15 min，不时搅拌。冷后将所有物质转入烧杯中，准备作滴定用，残余部分用蒸馏水洗涤。之后向烧杯中加入1 ml 的0.5%淀粉液和5 ml 的20% KI 溶液，使用硫代硫酸钠进行滴定，单独滴定加入了10 ml 的10%硫酸的0.1 mol/L 的重铬酸钾溶液10 ml 作为空白对照。 X=K(a-b)/(n×48)；48 ＝1 molC11H12O4；K=每mol/L 硫代硫酸钠浓度，a=每ml 空白滴定所耗硫代硫酸钠体积；b ＝每ml 滴定溶液所耗硫代硫酸钠体积；n ＝茶样质量。

2 结果与分析

2.1 茶多糖含量测定

测定葡萄糖标准品，得到标准曲线线性回归方程为y=0.2835x ＋0.0173，拟合系数R2 =0.9937，说明葡萄糖含量与吸光度值呈良好的线性关系。通过测定得到15 种茶树品种的茶多糖含量为（三次重复取平均值）：白叶1 号2.42%±0.72、丹桂3.29%±1.15、佛手2.73%±1.61、福鼎大白2.65%±2.14、福云6 号2.51%±1.82、黄观音2.66%±3.27、金玫瑰2.67%±1.93、金牡丹2.83%±3.44、九龙袍2.87%±0.96、龙井3.23%±4.22、梅占2.63%±1.23、乌牛早2.78%±1.18、迎霜2.27%±3.34、紫玫瑰3.36%±0.82、紫牡丹2.86%±2.11。从图1 可以看出，不同品种茶样之间多糖的含量有差异，丹桂和紫玫瑰含量最高，显著高于其他组（P ＜0.05），龙井、九龙袍、紫牡丹之间无显著差异（P ＞0.05）。大小依次是：紫玫瑰＞丹桂＞龙井＞九龙袍＞紫牡丹＞金牡丹＞乌牛早＞佛手＞金玫瑰＞黄观音＞＞福鼎大白＞梅占＞福云6 号＞白叶一号＞迎霜；可以看出，紫玫瑰、丹桂、龙井的茶多糖含量均占总体干重的3%以上，其余均在2%-3%区间，总体差异不是十分显著，最低为2.27%，最高为3.36%。

图1 15 种茶样的多糖含量测定

2.2 1 纤维素含量测定

用浓酸水解定糖法测定其纤维素含量，通过测定得到15 种茶树品种的纤维素含量为（三次重复取平均值）：白叶1 号4.45%±2.83、丹桂9.13%±1.47、佛手7.80%±2.92、福鼎大白6.24%±2.12、福云6 号6.90%±2.89、黄观音4.88%±1.43、金玫瑰4.39%±1.19、金牡丹4.28%±2.21、九龙袍3.67%±3.31、龙井7.97%±1.17、梅占4.59%±3.54、乌牛早7.60%±2.19、迎霜6.41%±3.26、紫玫瑰4.77%±3.88。从图2 可以看出，不同品种茶样之间多糖的含量有差异。丹桂的纤维素含量显著高于其他组（P ＜0.05），其次龙井、佛手、乌牛旱。总体大多且都在5%-8%之间。其中最低九龙袍为3.67%，最高丹桂为9.13%。

图2 15 种茶样的纤维素含量测定

2.3 15 种茶样的木质素含量测定

用浓酸水解定糖法测定其木质素含量，通过测定得到15 种茶树品种的木质素含量为（三次重复取平均值）：白叶1 号1.85%±1.31、丹桂3.64%±2.84、佛手7.63%±4.51、福鼎大白7.86%±3.77、福云6 号5.95%±4.10、黄观音3.29%±2.52、金玫瑰7.57%±2.36、金牡丹4.10%±2.41、九龙袍1.33%±3.68、龙井3.29%±2.45、梅占4.22%±3.91、乌牛早0.58%±1.61、迎霜6.07%±4.34、紫玫瑰4.56%±2.91、紫牡丹3.41%±4.38。从图3 可以看出，福鼎大白、佛手、金玫瑰的含量显著高于其他组（P ＜0.05），最低为乌牛旱0.58%，白叶1号和九龙袍也都低于2%。其余依次是迎霜＞福云3 号＞紫玫瑰＞梅占＞金牡丹＞丹桂＞紫牡丹＞龙井＞黄观音＞乌牛早，含量百分比在3%-6%之间。

图3 15 种茶样的木质素含量测定

3 结论与讨论

近年来人们对茶叶的理化分析研究众多，提取工艺进行了大量的探索，本研究中使用的方法已被前人优化，成 本低、方便、成熟，不再多做工艺上的优化而进行直接的参考[13-15]。

茶多糖是茶叶口感好坏的一个重要因素，虽然茶多糖含量不能作为衡量茶叶品质好坏的主要指标[16-18]，但茶多糖有降血糖、降血脂、降血压等丰富的药理作用[19-20]，选择适当的加工工艺可以充分发挥其药理价值可提高茶叶的经济效益。茶多糖的含量越低叶片越幼嫩，更适宜制作绿茶，绿茶品级越高的茶多糖含量越低，所以制作绿茶应选用白叶一号、迎霜等茶多糖含量较低的；而茶多糖在黑茶的渥堆工艺中能得到充分进行酶促反应，所以含量略高的紫玫瑰、丹桂、龙井等较为适宜制作黑茶。

实验中的纤维素和木质素品种间的差异很大，茶叶中纤维素和木质素主要在细胞壁、细胞液和细胞间质中[21]，可作膳食纤维用到各类食品、饲料领域之中[22]。纤维素和木质素作为细胞壁的重要组成，含量越高则意味着细胞壁越发难以破损，则不适用于制作乌龙茶，乌龙茶的摇青工艺是机械摩擦力造成细胞壁的损伤从而使茶多酚酶促氧化，诱发香气，是乌龙茶香气组成的关键步骤，所以若是制乌龙茶选用乌牛早、白叶一号和九龙袍等木质素纤维素含量较低的较为适宜；同样许多研究表明木质素和纤维素是叶片嫩度的关键，与叶片嫩度成反比，嫩度是用来衡量茶叶品质的重要指标，幼嫩茶叶适合制成名优茶拥有较高的经济利益，较为粗老则一般制成大宗茶经济效益较低。而绿茶的名优茶选择的嫩度极为关键，嫩爽鲜是其重要的指标，所以木质素与纤维素含量高的不适宜制作绿茶；而木质素和纤维素较高的叶片较为粗老细胞壁较为严实的，如福鼎大白、佛手、金玫瑰、丹桂等较为适宜做红茶和黑茶。刘仲华、黄建安等研究结果表明，黑茶在渥堆时酶促较活跃，尤以纤维素酶突出。因此，渥堆中微生物分泌的胞外酶为茶叶中纤维素的分解提供了有效的生化动力，促进了茶叶色香味品质形成，所以纤维素含量优异的品种非常适宜制作黑茶[24]。这15 种茶样之中，福云3 号与佛手为大叶系，龙井、迎霜中叶、梅占、紫牡丹、金牡丹、金玫瑰、乌牛早、九龙袍、黄观音、丹桂 福鼎大白、紫玫瑰、白叶一号为中叶系，表明茶叶叶片的大小与纤维素、木质素有着一定的联系，叶片面积大的木质素与纤维素一般的含量都偏高。

木质素与纤维素在工业及轻工业、农林业和环境保护等各个领域都有极高的经济价值[25-27]。茶叶种质资源除在食品方向外，在工业化生产中也大有用处。现今的加工工艺未能充分发掘其价值，秋冬粗老叶片，其在茶叶市场效益不高，可充分开发其价值，本研究检测木质素和纤维素结果也为茶叶资源的多元化开发利用奠定了基础。本实验测试15 种茶样的三种指标，意在进行种植、加工之时，根据需求取向，进行合理的选种提高理论依据，更高效地提高经济效益。