不同采制季节信阳白茶品质成分的比较分析

马原，任小盈，马存强，徐成成，马冰凇3,，王子浩

（1.信阳农林学院信息工程学院，河南信阳 464000）

（2.聊城高级财经职业学校，山东聊城 252000）

（3.南京农业大学园艺学院，江苏南京 210095）

（4.云南农业大学茶学院，云南昆明 650201）

（5.信阳农林学院茶学院，河南省豫南茶树资源综合开发重点实验室，河南信阳 464000）

茶叶（Camellia sinensisL.）是广受世界上三分之二人口消费的风味、功能性的非酒精类饮料[1]，按照加工工艺分为绿茶、白茶、黄茶、乌龙茶、红茶和黑茶等六大基本茶叶类型[2-4]。白茶是直接由茶树鲜叶经自然萎凋（Prolonged withering）和干燥（Drying）两道工序加工而成的茶叶类型[5]，具有抗氧化、消炎、抗诱变、抗癌和神经保护等保健功效[6-8]，这与白茶中儿茶素、黄酮类、酚酸类、嘌呤碱等品质成分有关[9]。

自然萎凋是白茶加工的关键工序[10]。(+)-儿茶素（Catechin，C）、(+)-没食子儿茶素（Gallocatechin，GC）、(-)-表儿茶素（Epicatechin，EC）、(-)-表没食子儿茶素（Epigallocatechin，EGC）等非酯型儿茶素以及(-)-儿茶素没食子酸酯（Catechin galllate，CG）、(-)-表儿茶素没食子酸酯（Epicatechin gallate，ECG）、(-)-没食子儿茶素没食子酸酯（Gallocatechin gallate，GCG）和(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）等酯型儿茶素在白茶自然萎凋工序中均呈降低趋势[10,11]，并受萎凋程度等因素的影响[12]。Chen 等[13,14]借助代谢组学、蛋白质组学揭示了白茶加工中挥发性和非挥发性代谢组分变化规律。仓储、产地、茶树品种、原料等级均对白茶品质成分有一定影响[15-19]。然而，采制季节对白茶品质成分影响尚不清楚。

福建福鼎、政和为白毫银针、白牡丹、贡眉等白茶的原产地。如今，白茶的产地已扩展到云南、湖北、广东等产区。信阳白茶是以当地大白茶和大毫茶等群体种茶树鲜叶为原料经自然萎凋、自然干燥或文火微焙等工序加工而成的轻发酵茶叶类型，具有汤色杏黄晶亮、滋味鲜爽甘醇的品质特征，广受国内外消费者的喜爱。本文结合高效液相色谱（High performance liquid chromatography，HPLC）等技术通过对信阳白茶的儿茶素、黄酮类、嘌呤碱、游离氨基酸等品质成分进行研究，探究信阳白茶的品质特征以及春季、夏季、秋季等不同采制季节信阳白茶中的品质成分差异，为白茶采制季节的识别提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

信阳市浉河区天云山茶场等地加工生产的信阳白茶茶样共18 款，如表1 所示，按采制季节分为春季、夏季和秋季白茶。白茶茶样加工完成后在-20 ℃下密封保存。

表1 18 款不同采制季节的信阳白茶茶样信息表Table 1 Information of 18 Xinyang white tea samples collected and processed in different seasons

C、EC、EGC、GC、ECG、CG、GCG、EGCG、没食子酸、鞣花酸、1,4,6-三-O-没食子酰基-β-D-葡萄糖（水解单宁，1,4,6-tri-O-galloyl-β-D-glucose，TGG）等标品（纯度≥98%）购自上海源叶生物科技；槲皮素、山奈酚、杨梅素、芦丁、花旗松素和木犀草素等黄酮类标品（纯度≥98%）购自成都曼斯特生物科技；咖啡碱、可可碱和茶碱标品（纯度≥98%）购自美国Sigma-Aldrich 公司；色谱纯级甲醇、乙腈购自美国Thermo Fisher 公司。

1.2 仪器与设备

Heraeus Fresco17 高速离心机，美国Thermo Fisher公司；JXFSTPRP-24 研磨仪，上海净信科技；TU-1901紫外-可见分光光度计，北京普析技术；1200 型HPLC仪，美国Agilent 公司。

1.3 方法

1.3.1 主要品质成分分析

参照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》进行茶叶中水分的测定。采用765 nm波长下的福林酚比色法以没食子酸为参照进行茶叶中的茶多酚含量测定[20,21]。采用蒽醌试剂在620 nm 波长下进行茶叶中可溶性糖总量的测定[21,22]。参照GB/T 8314-2013《茶 游离氨基酸总量的测定》采用570 nm波长下的茚三酮比色法进行茶叶中游离氨基酸总量的测定。总黄酮含量以芦丁为参照，采用415 nm 波长下的三氯化铝比色法进行测定[23,24]。

1.3.2 茶汤浸提

信阳白茶茶样经研磨仪研磨，40 目筛网过筛后，-20 ℃保存备用。称取1.0 g 茶叶研磨样品，加入40 mL甲醇和4 mL 盐酸于圆底烧瓶85 ℃回流浸提90 min，冷却过滤后，通过甲醇定容至50 mL。0.45 μm 尼龙滤膜过滤后用于HPLC 检测[25]。

1.3.3 HPLC 检测

参照Nian 等[26]构建的茶叶中活性成分HPLC 检测方法，采用Agilent1200 型HPLC 仪连接Poroshell 120 EC-C18 色谱柱（100×4.6 mm，2.7 μm）和C18保护柱（10×4.6 mm，5 μm）。流动相A 为0.261%磷酸、5%乙腈，流动相B 为80%甲醇；洗脱梯度程序见表2。柱温为30 ℃。0～20 min 检测波长为280 nm；20～36 min 检测波长为360 nm。进样体积为2 μL。采用内标法协助完成茶叶中8 种儿茶素、6 种黄酮类、2种酚酸、3 种嘌呤碱和TGG 的定性分析[25,27]。根据相关峰面积结合标准曲线进行定量分析[25]。

表2 HPLC 洗脱程序Table 2 Elution program of HPLC

1.3.4 感官审评方法

参照GB/T 23776-2018《茶叶感官审评方法》和GB/T 14487-2017《茶叶感官审评术语》对18 款不同采制季节的信阳白茶进行感官审评，依次评判茶叶的外形、汤色、香气、滋味和叶底，分析总结春季、夏季和秋季等不同采制季节信阳白茶的品质特征。

1.3.5 数据处理与分析

每个茶样进行三次测定技术重复。数据采用均值±标准差表示。采用SPSS 20.0 软件进行单因素方差分析和独立样本t检验分析不同季节白茶中品质成分的差异显著性水平。采用Origin 9.0 软件进行主成分分析（Principal component analysis，PCA）和聚类分析（Hierarchical cluster analysis，HCA）以及数据归一化处理后热力图的绘制。

2 结果分析

2.1 不同采制季节信阳白茶的品质特征

如表3 所示，感官审评显示了不同采制季节信阳白茶的品质特征。整体而言，春季和秋季白茶滋味鲜醇甘厚，汤色嫩黄，鲜爽度较高。而夏季白茶滋味清甜醇正，汤色橙黄。不同采制季节信阳白茶的鲜爽度、苦涩度和甜度差异可能与氨基酸、可溶性糖、儿茶素等品质成分的分布有关。

表3 不同采制季节信阳白茶的品质特征Table 3 Quality characteristics of Xinyang white teas processed in various seasons

2.2 信阳白茶的主成分分析（PCA）和聚类分析（HCA）

标准液相色谱图和信阳白茶的液相色谱图如图1所示，显示了不同采制季节信阳白茶的液相色谱图存在一定差异。18 款信阳白茶中儿茶素、黄酮类、酚酸、嘌呤碱等品质成分详情见表1。

基于HPLC 和分光光度计法测定的24 种品质成分含量，对18 款白茶茶样分别进行了主成分分析（PCA）和聚类分析（HCA）。结果表明（图2），PCA和HCA 均能将信阳白茶茶样按照采制季节不同进行归类，分为春季白茶、夏季白茶和秋季白茶三组，显示了不同季节白茶的品质成分差异。在PCA 中（图2a），主成分1（PC1）和主成分2（PC2）的累积贡献率为72.4%，表明前两个主成分已能实现信阳白茶的采制季节识别。另外，在HCA 中（图2b），春季白茶和秋季白茶聚为一组，显示了其与夏季白茶在品质成分上的差异。PCA 和HCA 已广泛应用于不同类型茶叶的分类识别[28,29]。PCA 和HCA 结果与信阳白茶采制季节相吻合，显示了采制季节等因素对信阳白茶中品质成分的深刻影响。

2.3 不同采制季节信阳白茶品质成分的热力图分析

如图3 所示，热力图分析揭示不同采制季节信阳白茶中儿茶素、黄酮类、嘌呤碱等24 种品质成分可基本分为3 组（I 组、II 组和III 组）。I 组包括6 种黄酮类化合物（山奈酚、槲皮素、木犀草素、芦丁、杨梅素和花旗松素）、总黄酮和可溶性糖；在春季、夏季和秋季等不同采制季节中呈现先增加后减少的变化趋势；夏季白茶中含量最高。II 组主要包括鞣花酸、CG、EGC 和GCG，其在春季和夏季白茶中含量较高；秋季白茶中含量最低。III 组包括TGG、5 种儿茶素（C、EC、GC、ECG和EGCG）、2 种嘌呤碱（咖啡碱、可可碱）、游离氨基酸、茶多酚和没食子酸，其在不同采制季节中呈先减少后增加的变化趋势；夏季白茶中含量最低。整体而言，夏季白茶中可溶性糖、6 种黄酮类化合物以及黄酮总量最高；而茶多酚、游离氨基酸、5 种儿茶素和没食子酸含量明显低于春季和秋季白茶。相对而言，春季和秋季白茶中茶多酚、游离氨基酸、EGCG、GC、ECG、EC和可可碱含量较高。虽然夏季茶树鲜叶中茶多酚含量最高[30,31]，茶树鲜叶等级和加工工艺参数潜在地影响了夏季白茶中茶多酚和儿茶素含量。由于夏季气温较高，白茶加工中酶活性增强，促使儿茶素大量水解、氧化、聚合等形成茶黄素，茶红素等茶色素[32-34]。黄酮类含量在白茶加工中相对稳定，部分黄酮类化合物在自然萎凋工序中或呈增加趋势[25,35]，因而夏季白茶中黄酮类含量明显高于春季和秋季白茶。

2.4 独立样本t检验品质和单因素方差分析

如图4 所示，独立样本t检验显示了夏季与春季和秋季白茶在茶多酚、可溶性糖、游离氨基酸、总黄酮、总儿茶素和酯型儿茶素含量上的极显著性差异（p＜0.001）；而夏季与秋季白茶在非酯型儿茶素含量上无显著性差异（p≥0.01），仅与春季白茶存在极显著性差异（p＜0.001）。另外，春季和秋季白茶在游离氨基酸、总黄酮、总儿茶素和非酯型儿茶素含量上存在极显著性差异（p＜0.001），以及可溶性糖含量上的显著性差异（p＜0.01）。单因素方差分析（见表4）显示，除GC 和茶碱外，不同采制季节信阳白茶中7 种儿茶素、6 种黄酮类、2 种酚酸、TGG 和2 种嘌呤碱含量均呈极显著性差异（p＜0.001），揭示了采制季节对信阳白茶品质成分的深刻影响。总体来说，春季白茶中EGC、EGCG 和鞣花酸含量极显著性（p＜0.001）高于夏季或秋季白茶，含量分别为33.26、59.30 和2.81 mg/g。夏季白茶中CG、GCG、6 种黄酮类含量（即：花旗松素、芦丁、杨梅素、山奈酚、槲皮素、木犀草素）含量极显著性（p＜0.001）高于秋季白茶，含量分别为0.72、4.40、0.84、2.40、0.97、0.21、0.25 和0.11 mg/g。相反，秋季白茶中C、EC、ECG、没食子酸、咖啡碱和可可碱含量极显著性（p＜0.001）高于夏季或春季白茶，含量分别高达4.98、14.35、27.02、10.10、36.85 和1.53 mg/g。不同采制季节信阳白茶中儿茶素、黄酮类、酚酸、嘌呤碱等品质成分的显著差异，借助PCA、HCA 等多元统计学分析方法，有助于实现对信阳白茶采制季节的识别。

表4 不同采制季节信阳白茶中品质成分含量差异Table 4 Quality components differences in Xinyang white tea processed in various seasons

3 结论

3.1 前人借助HPLC 等方法完成了晒青绿茶[36]、信阳毛尖[37]、普洱茶[37,38]基于儿茶素、黄酮类、酚酸、嘌呤碱等品质成分的分类比较。本课题组采用HPLC 和紫外-可见分光光度计法对18 款不同采制季节信阳白茶中的儿茶素、黄酮类、酚酸类、嘌呤碱以及茶多酚、可溶性糖、游离氨基酸等主要品质成分进行检测，探明了信阳白茶的品质特征和不同采制季节信阳白茶的品质成分差异。

3.2 基于24 种品质成分，PCA 和HCA 均能将18 款信阳白茶茶样按照采制季节进行归类，分为春季、夏季和秋季白茶三组。热力图分析将24 种品质成分分为3 组（I 组、II 组和III 组），揭示了夏季白茶中可溶性糖和黄酮类含量最高，而春季和秋季白茶中游离氨基酸、茶多酚和儿茶素含量较高。独立样本t检验和单因素方差分析显示不同采制季节信阳白茶在7 种儿茶素、6 种黄酮类、2 种酚酸、2 种嘌呤碱和TGG 含量上的极显著性差异（p＜0.001），为白茶等茶叶采制季节的识别提供了科学依据。