海拔对茶树鲜叶物质代谢和茶叶品质成分的影响

吴全金 陈 瑜 彭良清 周明帅

（1.福建开放大学，福建福州，350013；2.福鼎市陈思缪想茶业有限公司，福建宁德，355200；3.武夷山市曲岩茶厂，福建武夷山，354300；4.武夷山市明慧岩茶厂，福建武夷山，354300）

一、引言

自古就有“高山云雾出好茶”的说法，茶叶品质的形成与生态环境的关系极其密切。茶树的生长和物质代谢受到一系列因素的调控，不仅受到茶树品种和遗传物质的影响，同时受到生态环境的调控，内外因的调控相辅相成。海拔高度不同，其光照、温度、湿度、土壤等生态因子存在较大差异，这是造成茶树鲜叶和成品茶叶品质及其理化成分差异的重要原因。不同生态条件下的茶叶有不同的品质和风格，“高山云雾出好茶，低山丘陵出早茶”。

高山茶，一般指产制于海拔高度达到800m以上茶园的茶叶，其内含物质丰富。依照茶园所处海拔，习惯上分为低山茶（海拔300～400m）、中山茶（海拔500～700m）和高山茶（海拔800～1100m）。[1]研究表明，生长在海拔350～1490m间的凤凰单丛茶具有独特的“山韵”，且海拔越高，“山韵”越显。这主要是因为高海拔茶园昼夜温差较大，漫射光丰富；雨量充沛、湿度较大；土壤理化性能好，有机质含量高。这些因素都有利于茶树鲜叶中含氮化合物和芳香物质的形成和积累，呈鲜爽味的茶氨酸含量较高，而呈苦涩味的茶多酚含量较低，酚氨比较低，茶叶更为鲜爽；同时茶树纤维素合成速度较慢，鲜叶持嫩性增强，这些均为茶叶浓厚的“山韵”奠定了良好基础，并印证了“高山云雾出好茶”的说法。本文总结了不同海拔高度茶园的环境条件和最适合茶树生长的海拔范围，不同海拔高度对茶树鲜叶品质和理化成分的影响，有助于阐明海拔对茶叶品质和内含物质代谢的影响，同时也为高海拔茶树栽培管理和茶叶初制加工提供依据。

二、不同海拔茶园环境条件及其茶叶品质形成原因

（一）不同海拔高度茶园小气候的差异及其对茶树物质代谢的影响

茶树鲜叶质量不仅由自身遗传特性决定，同时与茶产地的生态环境等因素关系密切，而海拔高度就是其中一个关键因素。茶园环境因子随海拔变化呈现出一定规律。例如，茶园温度随着海拔升高而降低，湿度和昼夜温差随着海拔升高而而增大。方洪生[2]等研究结果表明，随海拔上升，茶园年均气温逐渐下降：每增加100m，年均气温平均下降0.65℃，年平均相对湿度增加3.65%。

高山气候表现为温度低、湿度大、昼夜温差大。阮惠瑾等[3]研究周宁县茶园气候表明，气温对高、中海拔茶叶生长的影响最大，早春3月平均气温＞10℃（茶树生物学零度即茶芽萌发的温度），茶芽萌发和幼梢正常生长，但仍受寒害和冻害的影响，中、高海拔主要气候指标均适宜茶叶生长。高海拔温度较低，达到茶芽萌发的生物学零度较迟，茶芽萌发较晚，相对而言物质积累时间更长；空气相对湿度大，芽叶持嫩性好；昼夜温差较大，茶叶中有机物积累多，增加可溶性糖的含量，成品茶叶的理化品质中水浸出物含量高，茶汤浓度较好。

（二）不同海拔高度茶园土壤的差异及其对茶树物质代谢的影响

茶园土壤是茶树生长和优质高产的重要前提。茶园土壤pH、[4]全氮、有效氮、全钾、速效钾、土壤有机质均与海拔高度呈显著正相关。土壤有机质是茶园肥力水平的重要指标，中国名茶产地的土壤有机质含量均在2%以上。

土壤性状是不同海拔茶叶品质形成的重要影响因素。[4]根据土壤性状分析，与低山茶园相比，中、高山茶园的土壤pH适宜，有机质含量较高，氮、磷、钾含量适中且均衡。已有研究表明，增施磷肥，提高茶树鲜叶中茶多酚和水浸出物含量；增施钾肥，显著提高茶叶中茶多酚、游离氨基酸等内含物；这些都有利于提高和改善茶叶品质。

（三）不同海拔高度光照的差异及其对茶树物质代谢的影响

光是茶树叶片生长最重要的环境因素之一，对茶树生理生化反应及其物质代谢过程产生巨大影响。高海拔茶园云雾弥漫，漫射光增加，主要为蓝紫光、有利于氮代谢，同时光照强度会随着海拔升高而增强。刘晓纯等[1]研究表明，与低山茶园相比，中、高海拔茶园的光照强度与海拔高度随着海拔的升高而增强。光照强度过低、过高都不利于茶叶品质形成。王加真[5]研究表明，100μmol·m-2·s-1的光照能显著增加茶树鲜叶氨基酸的积累。

高海拔茶园多为漫射光，促进茶树的氮代谢，从而形成较多的蛋白质、氨基酸和含氮芳香物质，特别是蛋氨酸，胱氨酸等影响茶叶香气的氨基酸含量增加，海拔较高的地区，影响茶汤鲜味的氨基酸，谷氨酸、丙氨酸和天冬氨酸含量更丰富；相对而言，高海拔抑制茶树的碳代谢，茶多酚等苦涩味物质含量降低，酚氨比降低，茶汤滋味更为鲜爽。

（四）适合茶树生长的海拔高度研究及高山栽培

通过对我国名优茶产地研究调研发现，并非海拔越高，茶叶品质越好，有一个较适合茶树生长的海拔高度。一般认为，适合茶树生长的茶园海拔高度在600～1200m左右，也有研究表明海拔高度在800～950m处的茶叶品质较好。相关研究也表明，海拔超过1000m，茶树表现为休眠期早且长，产生寒害、冻害，增加白星病危害，导致茶叶百芽重减轻，影响产量；用带有病症的鲜叶加工的成品茶表现为汤色浑暗，滋味苦涩，碎末多。因而，研究人员提出茶树种植的最佳地理环境是在海拔600～1200米之间，整体坡度在25度以下；在这一地理环境中，才能确保茶叶产品的产量和品质。[6]

三、不同海拔高度对茶树鲜叶品质和理化成分的影响

茶树鲜叶的生化特性是决定成茶品质的前提。茶多酚、氨基酸、咖啡因和芳香物质是对茶叶品质产生直接影响的最主要的物质。氨基酸（主要是茶氨酸）直接影响茶汤鲜爽度；茶多酚和咖啡碱是茶汤苦涩味的主要来源；芳香物质虽然在干物质占比很小，但种类繁多，构成了茶叶风格迥异的香型。这些物质不仅是重要的品质指标，同时对人体疾病的预防有重要的保健作用，因此，对它们的检测和研究尤为重要。

（一）不同海拔高度对茶树鲜叶品质的影响

一般茶树鲜叶质量高，才能加工出品质优良的茶叶。茶叶特定品质的形成，与自身化学成分关系密切，而特定的化学成分的形成与茶树生长的外部生态因子，特别是海拔高度具有密切关联。不同海拔区间茶树鲜叶的生化品质存在显著差异，相较于低山茶，高山茶与中山茶之间的差异相对较小。[7]高山茶和平地茶鲜叶品质差异较大，高山的茶树鲜叶具有色泽翠绿、新梢节间长、茸毛多的特点；成品茶表现为，外形条索肥壮、紧结，滋味醇厚鲜爽，耐泡度高，具特殊花香，并具有独特的“山韵”。平地茶叶鲜叶品质表现为芽叶瘦小，节间短，加工而成的茶叶香气不高，滋味较淡薄，不耐泡。

（二）不同海拔高度对茶树主要呈味物质的影响

1.茶多酚及儿茶素类随着海拔升高而呈现动态变化

茶多酚是茶叶中的特征次生代谢产物之一，其中，儿茶素最多，约占茶多酚总量的70%～80%。茶多酚不仅是影响茶叶品质的重要化合物，也是抗氧化特性的主要功能性成分。黄纪刚[8]等对庐山不同海拔高度茶园的春茶新梢进行研究表明，茶多酚随着海拔升高而降低；儿茶素总量变化不大；儿茶素组分随海拔变化而变化，EGC和GCG含量有所提高，EGCG、ECG和EC等组分含量随海拔增高而降低。该研究充分考虑了茶树品种和外部环境等因素，以土壤、品种、植茶年限和管理措施基本相同的茶园开展研究，选择庐山不同海拔高度茶园的茶树鲜叶为研究对象，为“高山出好茶”提供科学依据。

2.氨基酸和酚氨比的动态变化

氨基酸不仅是构成茶汤鲜爽度的重要成分，也对茶叶香气品质产生重要影响，主要是通过脱氨、脱羧及美拉德反应生成醇类和醛类芳香物质产生不同的香型。多数研究表明，茶叶中氨基酸含量与海拔高度呈强正相关关系，说明茶园海拔越高，茶叶滋味越鲜纯。[9]安吉白茶最适宜在海拔650～750m地区生长，其白化期比原种地延长25天，且氨基酸含量增加34%以上。[10]

酚氨比，即茶多酚与氨基酸的比值，是判断茶树鲜叶品质高低的重要指标。茶多酚和氨基酸含量的动态变化同时体现在酚氨比的变化中，酚氨比与海拔高度呈强负相关。[11]研究表明，当氨基酸、茶多酚两者含量都高，并且二者的比例即酚氨比低时，加工制作而成的单丛茶叶才具有浓而鲜爽的口感。

（三）不同海拔高度对茶树芳香物质的影响

不同海拔区间茶树鲜叶的芳香品质存在显著差异：生态环境较优的高海拔茶树芽叶中，醇类、酮类、酚类芳香物质种类更多，而杂环类、酯类芳香物质略少。[12]以潮安县凤凰镇茶区5个位于不同海拔区间(300～1100m)的八仙单丛成龄茶园作为研究对象，分析比较其茶鲜叶的芳香物质种类和含量，结果表明，高海拔茶树鲜叶中的脱氢芳樟醇、顺-氧化芳樟醇、橙花醇、α-萜品醇、β-紫罗酮、苯甲醛等的相对含量显著高于低山茶。[4,7]

（四）不同海拔高度茶树鲜叶的判别

王胜鹏[13]利用近红外光谱技术(NIRS)，建立了快速判定不同海拔高度茶树鲜叶的方法，并发明了与之相关的专利，[14]其研究也为保障成品茶叶质量提供了一种科学的依据，实现了对不同海拔高度鲜叶高效的预测和判别。

四、不同海拔对茶叶成品的品质和理化成分的影响

（一）不同海拔高度对茶叶成品品质的影响

茶叶成品品质不仅受茶树品种、茶园管理水平、茶叶加工技术的影响，还受产地环境生态条件的制约，海拔高度就是一个非常重要的生态环境因子，平地茶与高山茶有明显差别。

1.高海拔绿茶品质

研究表明，海拔1000米左右茶园生产的炒青绿茶，栗香明显，滋味鲜爽回甘，耐泡度好，是最佳的炒青绿茶生产带。孙慕芳[15]等研究表明，相比于低山茶，信阳毛尖高山茶的芳香物质含量高，清香更加明显。

2.高海拔乌龙茶品质特点

乌龙茶高山茶的条索紧结、肥硕，色泽翠绿带砂绿，油润；香气馥郁芬芳，以自然花香突出为特点，滋味醇厚鲜爽、回甘较好，耐冲泡，汤色金黄或橙黄明亮，叶底青蒂绿腹红镶边。相比而言，平地茶条索较细瘦，身骨较轻，香气稍低，滋味平和较淡，汤色浅黄稍暗，叶底稍暗。蔡烈伟[9]等研究表明，铁观音感官品质得分随着海拔高度的升高而提高，产自海拔1000m的铁观音品质最好。吴道良等[16]研究发现高海拔的汤色、香气及滋味更优。

为研究闽台两地不同海拔乌龙茶的品质差异，蔡烈伟等[9]分别对产自福建不同海拔高度茶园的铁观音茶和台湾不同海拔高度茶园的乌龙茶，进行茶叶感官品质审评，结果表明，铁观音和乌龙茶的感官品质得分都是随着海拔的升高而提高，海拔越高，品质越好，产自海拔1000m的铁观音和海拔2200m的梨山乌龙茶品质最好，平地产的乌龙茶品质相对较差。

（二）不同海拔对茶叶成品主要呈味物质的影响

茶叶独特滋味的形成，由其含有的茶多酚、儿茶素、咖啡碱、茶氨酸等品质因子共同决定。酚氨比是衡量茶汤滋味，特别是茶汤鲜爽度的重要指标，酚氨比越小，滋味越醇和鲜爽，所制成茶品质越好。[17]

罗杰等[18]研究发现，茶叶中氨基酸含量随海拔升高而升高，酚氨比随海拔升高而降低，海拔越高，茶叶滋味越鲜纯。蔡汉权等[19]研究表明，凤凰茶氨基酸含量随着海拔升高而升高。蔡烈伟等[9]的研究得出类似的结果，研究表明低山产和高山产的乌龙茶内含成分氨基酸含量随海拔的升高而增加，海拔l800m以上乌龙茶氨基酸含量分别高达4.36%；茶多酚、咖啡碱含量和酚氨比随海拔高度的升高而下降。研究进一步表明，不同海拔茶园加工而成的成品茶叶，其品质成分的变化趋势基本与鲜叶中品质成分的变化趋势一致。

（三）不同海拔对茶树香气的影响

茶叶的香气特征是评价茶叶品质的重要指标之一，其香型是多种芳香物质的综合作用的结果。研究表明茶树香气存在显著地域性差异，海拔影响香气成分。[20]世界三大高香红茶，中国祁门红茶、印度大吉岭红茶、斯里兰卡锡兰红茶均产自高海拔茶园。研究发现，阿萨姆和大吉岭的不同生态系统对香气浓度有显著的影响。[21]

众多研究结果表明，高山茶与平地茶香气品质差异的主要原因为芳香物质总量及各组分含量存在明显差异。环境优良、海拔较高的祁门红茶，与低海拔茶园茶相比，其特征芳香物质水杨酸甲酯、香叶醇等化合物的含量高40%以上。[12]高山茶与平地茶芳香物质的差异：高山茶的香精油总量比平地茶高出34.5%，高山茶中的庚醛及雪松醇的相对含量较高，其高低或可作为高山茶鉴定的辅助指标。信阳毛尖高山茶表现为芳香物质种类、数量及含量更丰富，其萜烯醇的种类更多、相对含量更高，使其具有自然花香，同时具有松木、蒿草等气味芳香物质的比例占芳香物质总量的7.92%；而低山茶表现为碳氢化合物和具有木香芳香物质的比例更高，[15]使低山茶的清香不明显。叶伟华等研究海拔对松阳乌牛早茶叶品质的影响表明，随着海拔的升高，茶叶香气成分中碳氢化合物含量所占比例下降，酮类和醛类含量所占比例升高，使得高海拔的茶叶具有更加浓郁的玫瑰香气和花果香味。由此可见，不同海拔高度茶园和生态系统直接影响到茶叶香气物质的构成和含量。

（四）不同海拔高度茶叶的判别

高山茶因其具有特殊的“山韵”，其茶叶品质和经济价值均比低山茶高，中山茶次之。由于经济利益驱动，市场会以低山茶假冒高山茶的现象屡见不鲜，直接关系到消费者的利益。同时“山韵”的辨别，主要靠审评人员和做茶师傅的经验判断。因此，亟待建立一种简单、实用、高效鉴别高山茶的方法。魏建华等基于高效液相指纹图谱（HPLC）和判别分析法，建立了不同海拔岭头单枞的鉴定方法，能够实现对其产地海拔进行快速客观的判定。

五、问题与展望

茶叶独特品质的形成不仅和茶树品种和加工工艺有关，与其生长的生态环境关系也极为密切，特别是海拔高度。已有研究表明，不同海拔条件下，茶树鲜叶和茶叶成品主要呈味物质和香气成分存在显著差异，究其原因，随着海拔的上升，光照和温度较适宜、云雾大、漫射光多的环境有利于茶叶中品质化合物的积累转化，特别是氨基酸、蛋白质等含氮物质及其芳香物质的合成与积累，这些物质的积累有利于茶叶优良品质的形成。开展海拔高度等环境因子对茶树鲜叶和成品茶叶品质及其理化成分影响的研究，不仅能使科研工作者更好地理解茶树在不同海拔下的代谢机制，也能为茶树的种植繁育提供理论依据。

目前，虽然关于不同海拔条件下茶树和成品茶叶的主要呈味物质、香气成分及其品质鉴别的研究取得一定进展，但对两者研究比较独立，今后将进一步探明不同海拔条件下茶树代谢、感官品质及二者的关联机理。关于理化成分与品质关联性的研究，已有乌龙茶化学成分与感官质量关联的研究，红茶茶黄素成分用于分析预测中南部非洲产茶质量的研究。这些研究将为今后开展不同海拔条件下，茶树鲜叶和成品茶叶品质及其理化成分的关联性研究提供有力参考。此外，关于形成“山韵”的特征性挥发性物质和呈味物质的研究比较薄弱，需要进一步深入研究。