遮阴对7个茶树品种的抹茶适制性影响研究

檀学敏，丁 鑫，周建得，王 琪，余速航，倪 穗*

(1. 宁波大学 食品与药学学院，浙江 宁波 315832； 2. 宁波大学 海洋学院，浙江 宁波 315832)

抹茶是以经过遮阴栽培的优质茶树的鲜叶为原料，经过杀青、干燥、粉碎等工艺制成的翠绿色超微粉[1]。抹茶起源于隋朝，兴盛于唐朝，唐朝传入日本。我国抹茶产业从明朝开始逐渐势衰，而抹茶在日本却被发扬光大，被广泛应用于各类食品、日化、保健等产品中[2]。抹茶口感好，用途广泛，研究还发现抹茶具有抗氧化、降血压、降血糖等功效。近年来抹茶的生产逐渐成为茶产业的研究热点。

抹茶对原料的品质要求较高，不是每个品种的茶树都能制成抹茶。抹茶适制的茶树品种要求鲜叶含氨基酸和叶绿素相对要高一些，同时咖啡因、茶多酚的含量相对低一些[3]。

近年来的研究表明，在茶树栽培过程中遮阴覆盖对提高鲜叶的抹茶品质具有关键作用。通过覆盖遮阴可以有效降低鲜叶中咖啡碱、茶多酚等涩味成分，同时有效增加氨基酸含量，提高抹茶滋味鲜爽度，增加叶绿素含量，提升抹茶感官品质[4-5]。抹茶颜色从最初的泛白变成了色泽鲜绿，味道从又苦又涩变成滋味鲜爽，并最终形成具有“覆盖香”的抹茶产品。有研究表明遮荫会对茶鲜叶中的丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸和异亮氨酸等含量产生显著影响，这些氨基酸则是构成抹茶滋味的重要组成部分[6]。研究表明用95%遮光度的黑色遮阳网对茶叶进行遮荫覆盖20 d后，茶鲜叶中的叶绿素a和叶绿素b含量分别比对照组高出2.8倍和1.7倍，茶叶中的多酚类物质总含量会因遮荫而显著降低，总儿茶素含量也降低，但其中表儿茶素没食子酸酯、没食子酸酯含量增加，而表没食子儿茶素、表儿茶素含量下降[7]。

本研究选取了华东地区目前用来制作抹茶的7个茶树品种，在春季鲜叶采摘前对其进行遮阴处理。以其未遮阴的鲜叶作对照，检测了咖啡碱、茶多酚、游离氨基酸和叶绿素含量的变化，分析了遮阴处理对其抹茶适制性的影响，综合比较其咖啡碱、茶多酚、叶绿素和游离氨基酸等抹茶主要品质指标，筛选出抹茶适制性最好的茶树品种，为华东地区抹茶适制茶树品种的筛选及我国抹茶产业的发展提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

14个试验材料的鲜叶均于2019年4月采于浙江宁海国元抹茶种植基地。材料见表1。

表1 茶树品种和遮阴情况Table 1 Varieties and shade conditions of tea tree

表1 茶树品种和遮阴情况Table 1 Varieties and shade conditions of tea tree

1.2 仪器与设备

分析天平：型号FA2004，精确度0.1 mg ，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；紫外分光光度计：型号T6新世纪，北京普析通用仪器有限责任公司；L600台式低速离心机：最高转速6000 r/min，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；恒温水浴锅：HH-4恒温水浴锅，常州申光仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 遮阴处理

每个品种茶树划定6行，每行长15 m，宽1 m，行间距1 m。其中3行遮阴，3行未遮阴。

遮阴处理：2019年4月6日在茶树长出一芽两叶时进行遮阴网遮阴，芽长约3～5 cm，使用黑色高密度聚乙烯(High-density Polyethylene, HDPE)遮阴网覆于聚氯乙烯(Polyvinylchlorid, PVC)塑料管上，塑料管两端插入地面20 cm，遮阴棚高设置在1.2 ～ 1.5 m之间，高于茶树顶部10 cm，使之成为一个拱形，确保遮阴网与叶面具有适度的空间，以避免遮阴网直接覆盖在叶面上，使叶片无法进行呼吸。使用的遮阴网通过折光仪测得的遮阴率为95%左右，能有效的进行遮阴。遮阴时间为21 d[8]。

对照是未遮阴处理的茶树，在正常光照下生长，栽培过程中的水肥等其他处理均与遮阴处理的茶树保持一致。

1.3.2 材料预处理

采摘每个品种遮阴及其对照的鲜叶，挑选叶面完整无虫斑的叶片，去梗，在通风处摊凉2 h，立即进行蒸汽杀青、真空冷冻干燥和超微粉碎处理[8]，获得的超微粉保存于-20℃冰箱待测。

1.3.3 指标测定方法

(1)咖啡碱

采用GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》中紫外分光光度法测定咖啡碱的含量[9]。

(2)茶多酚

采用GB/T 8313-2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》中紫外分光光度法测定茶叶中茶多酚的含量[10]。

(3)游离氨基酸

采用GB/T 8314-2013《茶 游离氨基酸总量的测定》中紫外分光光度法测定茶叶中游离氨基酸的含量[11]。

(4)叶绿素

通过对比杨敏文[12]、麻明友[13]、任红[14]等对于珊瑚树嫩叶、猕猴桃叶、菜心叶绿素测量方法的研究后，采用浓度为95%的丙酮-乙醇(2∶1)溶液将样品在室温下进行黑暗避光提取30 min，再使用紫外分光光度计进行测定吸光度。根据Arnon公式进行叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总浓度的测定，并换算成每克干叶叶绿素含量(mg/g干重)。Arnon公式如下：

叶绿素a浓度(mg/L)：Ca=12.7A663-2.69A645

叶绿素b浓度(mg/L)：Cb=22.9A645-4.68A663

叶绿素总浓度(mg/L)：Ca+b=Ca+Cb

(5)酚氨比

酚氨比=茶多酚含量/游离氨基酸含量

(6)品质评价

以GB/T 34778-2017《抹茶》为参考[15]，分别对咖啡碱含量、茶多酚含量、游离氨基酸含量、叶绿素含量进行赋分，并加权计算得到平均分，用以评判抹茶品质。

2 结果与分析

2.1 遮阴对7个茶树品种咖啡碱含量的影响

咖啡碱是一类嘌呤类物质，具有较强的兴奋性，呈苦味，能够对茶叶风味起到重要影响作用[16]。而抹茶作为吃茶，其咖啡碱含量越低，越能够减少抹茶苦味[17]。

据GB/T 8312—2013《茶咖啡碱测定》[9]绘制咖啡碱标准曲线后得到线性回归方程y=1.289 7x+0.004 8，R2=0.999。由图1可知，遮阴处理均能降低7个茶树品种的咖啡碱的含量。未遮阴的咖啡碱含量从高到低依次为A1>D1> G1>C1>B1>E1>F1, 其中A1和F1咖啡碱含量分别为1.73%和1.26%；遮阴处理的咖啡碱含量从高到低依次为D2>E2>C2>B2>G2>A2>F2，其中D2组和F2组咖啡碱含量为1.50 % 和1.03%。遮阴处理后‘乌牛早’、‘龙井43’、‘迎霜’、‘小叶茶’、‘薮北’和‘鸠坑’的咖啡碱含量显著降低(P<0.05)。其中，‘乌牛早’的咖啡碱含量下降幅度最大，下降了38.61%，‘鸠坑’次之，下降了27.61%，‘龙井43’下降了19.01%，‘薮北’下降了18.30%；而‘大叶茶’咖啡碱含量降低不显著(P<0.05) 。可见，遮阴处理对茶树的咖啡碱含量影响较大，能明显降低茶叶中的咖啡碱含量。

图1 7个茶树品种遮阴与未遮阴的咖啡碱含量Fig.1 Caffeine contents of Seven tea tree varieties with shading and without shading注：不同小写字母代表差异性显著(P<0.05)，下同。

2.2 遮阴对7个茶树品种茶多酚含量的影响

茶多酚是茶叶中的主要生物活性物质之一，其独特的涩味是茶叶独特韵味主要贡献物质之一[17]。在抹茶制作过程中，茶多酚含量稍低会更利于抹茶的口感和滋味。抹茶生产过程中，多采用覆盖方式用以减少茶叶中茶多酚含量的合成，减低茶叶的苦涩味[18]。

据GB/T 8313-2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》[9]绘制标准曲线后得到线性回归方程y=0.004 2x+0.004，R2=0.999。由图2可知，未遮阴的7个茶树品种茶多酚含量从高到低依次为F1>C1>D1>G1>E1>B1>A1, 其中F1和A1茶多酚含量分别为18.65%和13.47%。遮阴处理的茶多酚含量从高到低依次为A2>D2>B2>F2>G2>E2>C2，其中A2组和C2组茶多酚含量为17.40% 和10.12%。结果显示，遮阴处理能够显著降低‘迎霜’、‘小叶茶’、‘鸠坑’、‘薮北’、‘大叶茶’和‘龙井43’的茶多酚含量(P<0.05)。其中，‘迎霜’的茶多酚含量下降幅度最大，下降了43.90%，‘小叶茶’次之，下降了29.05%，‘鸠坑’下降了28.17%，‘薮北’下降了22.47%；‘龙井43’的茶多酚含量降低不显著，而‘乌牛早’的茶多酚含量却出现显著增高(P<0.05)。可见，遮阴处理能够显著降低大部分茶叶的茶多酚含量。

图2 7个茶树品种遮阴与未遮阴的茶多酚含量Fig.2 The tea polyphenols contents of seven tea varieties with shade and without shade

2.3 遮阴对7个茶树品种游离氨基酸含量的影响

游离氨基酸是构成茶叶鲜爽味的重要成分，是抹茶品质的风味成分与功能成分[17]。茶叶中大多数氨基酸含量会随着遮光量的增加和周期的增加而增加，其中包括丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、异亮氨酸[6]。本研究用L-茶氨酸作为标品。

图3 7个茶树品种遮阴与未遮阴的游离氨基酸含量Fig.3 The free amino acid contents of seven tea varieties with shade and without shade

据GB/T 8314-2013《茶 游离氨基酸总量的测定》[11]绘制标准曲线后得到线性回归方程y=2.443x-0.243，R2=0.999。未遮阴的7个茶树品种的游离氨基酸含量从高到低依次为A1>G1>C1>B1>E1>F1>D1，其中A1和D1游离氨基酸含量分别为3.85%和2.27%。遮阴处理，游离氨基酸含量从高到低依次为A2>G2>F2>B2>C2>E2>D2，其中A2组和D2组游离氨基酸含量为4.02% 和3.05%。本试验测得的7个茶树品种游离氨基酸与王镇等[19]测得覆盖后茶叶游离氨基酸的含量3.50%～4.50%基本一致。结果显示，遮阴处理，‘大叶茶’、‘薮北’、‘龙井43’、‘小叶茶’、‘乌牛早’、‘迎霜’的游离氨基酸含量显著增高(P<0.05)，‘大叶茶’的游离氨基酸含量增高了33.96%，‘薮北’次之，增高了14.95%，‘龙井43’增高了11.17%；其中遮阴处理后的‘乌牛早’的游离氨基酸含量显著高于其余6种品种(P<0.05)。可见，遮阴处理能够显著增高部分茶叶的游离氨基酸含量。

2.4 遮阴对7个茶树品种叶绿素总含量的影响

抹茶生产过程中，遮阴处理能够有效提高叶绿素的前体物质原叶绿素，“覆下茶”(遮阴处理后的茶叶)的叶绿素总含量提高60%，经过遮阴处理制作的抹茶产品带有天然的翠绿色[20]。桂安辉等[16]的研究中将茶叶的茶汤颜色和叶底颜色作为茶叶品质高低的品评标准之一，宁井铭等[18]在日本抹茶研究初探中也提到抹茶的颜色对于衡量抹茶品质的重要性。日本抹茶在加工过程中，也会从很多角度提高抹茶的颜色，如梗叶分离可减少传统抹茶采用石磨碾磨茶叶和遮阴的方法带来的叶绿素含量降低。所以，叶绿素是作为抹茶品质好坏的重要衡量指标之一，叶绿素含量越高，颜色越绿，品质越高。

由图4可知，遮阴处理，7个品种茶叶的叶绿素总含量全部显著增高(P<0.05)。未遮阴处理，7个茶树品种的叶绿素总含量从高到低依次为F1>B1>D1>G1>C1>A1>E1, 其中F1和E1叶绿素总含量分别为1.66 mg/g和1.27 mg/g。遮阴处理，7个茶树品种的叶绿素总含量从高到低依次为F2>B2>A2>E2>D2>G2=C2，其中F2组和C2组叶绿素总含量分别为3.66 mg/g和2.56 mg/g。其中，‘小叶茶’的叶绿素总含量增幅最高，为172.13%，‘乌牛早’增高了170.08%，‘龙井43’增高了124.69%，‘薮北’增高了120.48%。试验表明，遮阴处理能够显著提高茶叶的叶绿素含量。

图4 7个茶树品种遮阴与未遮阴的叶绿素总含量Fig.4 The total chlorophyll contents of seven tea varieties with and without shading

2.5 遮阴对7个茶树品种酚氨比的影响

酚氨比受茶多酚和游离氨基酸含量的影响，一般随着光照强度的下降，茶多酚含量和游离氨基酸含量都有一定的降低[1]。一般认为酚氨比含量越低越好，且已有研究表明酚氨比小于8的绿茶为优质绿茶[21]。由于感官评定具有一定的差异，一般认为绿茶加工过程中，酚氨比达到5.5～6.5时，绿茶茶汤具有较为醇厚的口感[17]。有研究表明，茶多酚和游离氨基酸含量都高时，茶汤味浓且鲜爽；茶多酚含量高而游离氨基酸含量低时，茶汤味浓，鲜爽味道较差；茶多酚含量低而游离氨基酸含量高时候，茶汤鲜爽且味淡，后者最适合制作抹茶[22]。在抹茶的加工过程中，酚氨比应低于5.5更为合适。

结果如表2，遮阴处理能够影响酚氨比。未遮阴的茶叶酚氨比在3.35～5.72之间，酚氨比由高到低依次为：‘大叶茶’>‘迎霜’>‘薮北’=‘小叶茶’>‘鸠坑’>‘龙井43’>‘乌牛早’；遮阴处理的茶叶酚氨比在3.17～7.00之间，酚氨比由高到低依次为：‘大叶茶’>‘薮北’>‘龙井43’>‘乌牛早’>‘小叶茶’>‘鸠坑’>‘迎霜’。遮阴处理的‘乌牛早’、‘龙井43’、‘大叶茶’酚氨比上升，‘迎霜’、‘小叶茶’、‘薮北’、‘鸠坑’酚氨比下降，这与茶叶中茶多酚和游离氨基酸含量的动态变化有关。试验结果表明，遮阴处理能够显著降低部分茶叶的酚氨比。

2.6 遮阴处理后7个茶树品种的抹茶适制性评价

本研究以GB/T 34778-2017《抹茶》[15]为参考对不同指标进行加权赋分。其中咖啡碱产生苦味、茶多酚产生涩味，咖啡碱和茶多酚含量越高，得分越低；游离氨基酸是抹茶鲜味的重要影响指标，叶绿素是抹茶颜色的重要贡献指标，游离氨基酸和叶绿素总含量越高，得分越高。

从表3可见，7个茶树品种抹茶适制性的加权评分从高低分别为：‘薮北’>‘乌牛早’>‘龙井43’>‘小叶茶’>‘鸠坑’>‘迎霜’>‘大叶茶’。因此，茶树品种‘薮北’的抹茶适制性最好。

表3 7个茶树品种抹茶适制性评分表Table 3 Seven tea plant varieties matcha suitability score table

3 结论与讨论

茶树品种的抹茶适制性由很多指标组成，有品质评价指标，如咖啡碱、茶多酚、氨基酸等含量；有视觉感官评价指标，如颜色、叶片大小、形状等；有嗅觉感官评价指标，如芳香烃、醇类等成分。

遮阴处理能够有效减弱光照，降低茶叶表面温度，提高茶叶生长环境的空气湿度和增加新梢含水量，能够改变茶叶叶片的解剖结构、厚度、表皮细胞等，增强了茶叶叶片的可塑性，能够通过影响茶叶光合作用和呼吸等生理代谢活动而影响茶叶品质[22]。

本研究采用遮阳率95%的塑料遮阳网对7种茶树品种进行了遮阴处理，发现光照的减少可以影响茶树叶片中叶绿素、茶多酚、咖啡碱、游离氨基酸含量。其中，遮阴处理能够显著降低茶叶中咖啡碱含量，减少茶叶的苦味；也能够显著降低茶叶中茶多酚含量，减少茶叶的涩味。L-茶氨酸作为茶叶特征游离氨基酸，本试验采用L-茶氨酸作为标准物质，结果表明遮阴处理能够显著提高‘乌牛早’、‘大叶茶’和‘薮北’等茶树品种中L-茶氨酸的含量，但是对其他4种茶树品种影响不大。这可能与不同茶叶中L-茶氨酸的分解速率、叶片细胞活性有关[22]；同时，遮阴处理能够显著促进茶树中叶绿素的合成，这与金琦芳[23]、王雪萍[22]、张文锦[24]和Lan-Sook Lee[7]等的研究结果类似；遮阴处理能够降低‘迎霜’、‘小叶茶’、‘薮北’、‘鸠坑’的酚氨比，使以上品种茶叶更适合制作抹茶，但‘乌牛早’、‘龙井43’、‘大叶茶’酚氨比上升，这可能与茶树自身茶多酚和游离氨基酸的代谢转化有关。95%遮阴处理对这3种茶叶的酚氨比影响不明显，有进一步探讨研究的空间。

对7种茶树品种遮阴处理后的咖啡碱含量、茶多酚含量、游离氨基酸含量和叶绿素总含量进行了加权评分，得分从高到低依次分别为：‘薮北’>‘乌牛早’>‘龙井43’>‘小叶茶’>‘鸠坑’>‘迎霜’>‘大叶茶’，得分高低与抹茶适制性成正相关。结果表明，‘薮北’和‘乌牛早’的咖啡碱含量较低，且‘薮北’的茶多酚含量最低，较为符合抹茶制作的品质要求；‘乌牛早’的游离氨基酸含量最高，‘薮北’的游离氨基酸含量次之；‘薮北’的叶绿素总含量最高，‘乌牛早’的叶绿素总含量次之，两者皆较为符合抹茶对于鲜味和颜色碧绿的品质要求。