春季不同时期绿茶品质化学成分研究

刘建军，陈猛，罗影，郜秋艳，张金玉，李美凤*

（1.贵州大学茶学院，贵州 贵阳 550025；2.青岛农业大学园艺学院，山东 青岛 266109）

黄金芽和白叶一号分别是我国栽培的光照敏感型和温度敏感型白化茶树品种[1-2]。黄金芽色泽鲜艳，氨基酸含量高[3]。嫩梢叶片一年四季呈现金黄色泽，干茶亮黄、汤色明黄、叶底纯黄，茶汤醇厚鲜爽，回甘生津，香气浓郁。白叶一号是浙江省省级茶树良种，属于灌木型，中叶类无性系良种[4]，茶叶中氨基酸含量比普通绿茶高1倍多，茶多酚仅为普通绿茶的1/3～1/2，因此制成的绿茶口感好，香高味鲜。黄金芽和白叶一号因其优良的性状和品质特征，被瓮安地区引进栽培[5-6]，同福鼎大白成为该地区主栽茶树品种。瓮安县地处乌江中游，黔中腹地，气候温和，雨量充足，以微酸性黄壤为主，土壤肥沃，适宜茶树生长，平均海拔1 028 m，属于典型的亚热带季风气候。瓮安具有低纬度、高海拔、多云雾的贵州气候特点，茶叶适合制作绿茶。但瓮安地区春季不同时期绿茶品质如何变化，相关研究较少。本试验研究了黄金芽、白叶一号、福鼎大白春季不同时期绿茶主要品质化学成分的含量变化，通过比较不同时期3种不同茶树制得的绿茶品质化学成分，评判其绿茶品质优劣，明确品质化学成分的季节变化规律。为不同时期如何根据季节的变化，制作高品质的茶叶提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试材料为贵州瓮安鑫产园茶业有限公司茶园基地不同时期一芽二叶茶树新梢制成的绿茶成品茶，品种：黄金芽、白茶一号、福鼎大白；采摘时间：2018年2月28日、2018年3月16日、2018年4月3日、2018年4月28日。谷氨酸（生物试剂）：上海吉至生化科技有限公司；咖啡碱：美国默克公司;次氯酸钠（活性氯≥7.5% ）：天津市科密欧化学试剂有限公司；福林酚、没食子酸、四硼酸钠、重蒸酚、硝酸铝、亚硝酸钠、氢氧化钠（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平（BSA224S）：赛多利斯；离心机（TDZ4-WS）：长沙平凡仪器仪表有限公司；电热恒温鼓风干燥箱（101-2AB）、电热恒温水浴锅（DK-98-II）：天津泰斯特仪器有限公司;双光束紫外可见分光光度计（UH5300）：日立科学仪器（北京）有限公司。

1.3 测定方法

水分含量测定：直接测定法，参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》测定。水浸出物测定：参照GB/T 8305—2013《茶水浸出物测定》测定。咖啡碱含量测定：采用紫外分光光度法，参照GB/T 8312—2013《茶咖啡碱测定》测定。游离氨基酸含量测定：采用茚三酮显色法，参照GB/T 8314—2013《茶游离氨基酸总量的测定》测定；茶多酚测定：采用福林酚法，参照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》测定。可溶性糖测定：采用蒽酮比色法，参照《茶叶生物化学实验教程》。儿茶素总量测定：参照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》测定。

1.4 数据统计与处理

所有数据均为同一批次3个茶样，每个茶样分别检测3次的平均值±标准差。采用SPSS 24.0软件进行单因素方差分析和Pearson相关分析，P＜0.05表示差异显著，采用Origin 2018软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 春季不同时期绿茶主要品质化学成分分析

2.1.1 春季不同时期黄金芽绿茶主要品质化学成分分析

春季不同时期黄金芽主要品质化学成分见表1。

表1 春季不同时期黄金芽主要品质化学成分Table 1 The main quality chemical components of Huangjinya in different periods in spring

由表1可知，黄金芽茶多酚含量为（16.13±0.68）% ～（18.47±0.64）% ，在 2月 28日含量最高，为（18.47±0.64）% ，随采摘时间的推迟，呈下降趋势，3月16日至4月3日之间，下降趋势显著；咖啡碱含量为（3.15±0.03）% ～（3.55±0.21）% ， 在 2 月 28 日含量最高，为（3.55±0.21）% ，随采摘时间推迟，整体呈下降趋势，2月28日至4月28日间，咖啡碱含量显著降低；游离氨基酸总量为（4.64±0.30）% ～（6.10±0.08）% ，在 2月 28日含量最高，为（6.10±0.08）% ，随采摘时间推迟，整体呈显著下降趋势；儿茶素含量为（13.30±0.33）% ～（14.63±0.46）% ，在4月 3日含量最高，为（14.63±0.46）% ，随采摘时间推迟，其整体含量呈显著增加趋势；可溶性糖含量为（3.59±0.13）% ～（4.83±0.08）% ，在 2月 28日含量最高，为（4.83±0.08）% ，随采摘时间推迟，整体呈显著下降趋势；水浸出物含量为（40.08±0.97）% ～（43.19±1.02）% ，随采摘时间推迟略有减少趋势，但整体差异不显著。 酚氨比值为（3.03±0.12）～（3.48±0.22），随采摘时间推迟略有增加。

2.1.2 春季不同时期白叶一号绿茶主要品质化学成分分析

春季不同时期白叶一号主要品质化学成分见表2。

表2 春季不同时期白叶一号主要品质化学成分Table 2 The main quality chemical components of Baiye No.1 in different periods in spring

由表2可知，白叶一号茶多酚含量为（15.03±0.29）% ～（17.40±0.23）% ， 在 4月 28日茶多酚含量最高，为（17.40±0.23）% ，随采摘时间推迟，呈显著增加趋势；咖啡碱含量为（2.99±0.06）% ～（3.17±0.19）% ，4 月28日含量最高，为（3.17±0.19）% ，随采摘时间推迟，整体含量略微增加，但无显著差异；游离氨基酸总量为（4.04±0.23）% ～（8.31±0.22）% ，在 3月 16日含量最高，为（8.31±0.22）% ，以3月16日为转折点，整体呈先增加后降低显著趋势；儿茶素含量为（12.31±0.30）% ～（15.13±0.09）% ，在4月28日含量最高，为（15.13±0.09）% ，以3月16日为转折点，整体呈先降低后增加的显著变化趋势；可溶性糖含量为（3.14±0.20）% ～（3.98±0.18）% ，在2月28日含量最高，为（3.98±0.18）% ，随采摘时间推迟，整体上含量减少，变化趋势显著；水浸出物含量为（41.86±0.38）% ～（43.64±1.04）% ，在3月16日含量最高，无明显变化规律。酚氨比值为（1.99±0.06）～（4.55±0.32），3月 16 日为转折点呈先降低后增加趋势。

2.1.3 春季不同时期福鼎大白绿茶主要品质化学成分分析

春季不同时期福鼎大白主要品质化学成分见表3。

表3 春季不同时期福鼎大白主要品质化学成分Table 3 The main quality chemical components of Fudingdabai in different periods in spring

由表3可知，福鼎大白茶多酚含量为（18.25±0.51）% ～（20.17±1.19）% ，在 4月 28日茶多酚含量最高，为（20.17±1.19）% ，2月 28日～4月 28日，茶多酚含量增加；咖啡碱含量为（3.76±0.08）% ～（4.55±0.11）% ，在2月 28日咖啡碱含量最高，为（4.55±0.11）% ，随采摘时间推迟，下降趋势显著；游离氨基酸总量为（3.84±0.04）% ～（5.42±0.15）% ， 在 2 月 28 日含量最高，为（5.42±0.15）% ，随采摘时间推迟，呈下降趋势且差异显著；儿茶素含量为（14.96±0.31）% ～（16.02±0.23）% ，在 4月 28日含量最高，为（16.02±0.23）% ，随采摘时间推迟，变化趋势与茶多酚一致；可溶性糖含量为（3.05±0.08）% ～（3.96±0.29）% ，在2月28日含量最高，为（3.96±0.29）% ，随采摘时间推迟，呈下降趋势且差异显著；水浸出物含量为（43.92±1.10）% ～（45.22±1.60）% ，随时间推延，略有增加趋势但差异不大。酚氨比值为（3.37±0.03）～（5.00±0.20），随采摘时间推迟而增加。

2.2 同一时期不同茶树品种绿茶主要品质化学成分比较

2.2.1 茶多酚含量

茶多酚是茶叶中重要的品质化学成分，与茶叶品质有密切的关系。茶多酚主要呈苦涩味，但其组成中还兼有酸、甜、爽口味觉的物质，也是茶汤滋味浓度和汤色的决定因素[7]。它的含量如果过高，绿茶就会有明显的苦涩味[8]。不同时期茶多酚含量见图1。

图1 不同时期茶多酚含量Fig.1 Polyphenol content of tea polyphenols in different periods

由图1可知，随着采摘时间的推迟，福鼎大白茶多酚含量整体上要高于白叶一号与黄金芽，整体上含量由高到低依次是福鼎大白＞黄金芽＞白叶一号。

2.2.2 咖啡碱含量

咖啡碱是茶叶的重要滋味物质，是影响茶叶品质的重要影响因素，虽然其本身味苦，但是它与多酚类及其氧化产物形成络合物以后具有鲜爽味。有研究表明，咖啡碱含量低于4.5% 时与茶叶品质呈显著正相关[9]。不同时期茶叶咖啡碱含量见图2。

图2 不同时期茶叶咖啡碱含量Fig.2 Caffeine content of tea in different periods

由图2可知，福鼎大白在各时期的咖啡碱含量都显著高于黄金芽与白叶一号。黄金芽咖啡碱含量在4月3日之前要显著高于白叶一号，之后两者无显著差异。

2.2.3 游离氨基酸总量

氨基酸是构成茶汤鲜爽滋味的主体成分[10]，同时与香气关系密切。许多研究结果表明，绿茶中氨基酸含量与品质呈显著正相关关系，氨基酸含量越高，绿茶品质越好。不同时期茶叶游离氨基酸总量见图3。

图3 不同时期茶叶游离氨基酸总量Fig.3 Total free amino acid of tea in different periods

由图3可知，随采摘时间的推迟，黄金芽和福鼎大白的游离氨基酸总量整体呈下降趋势，白叶一号呈先升高后降低趋势，与沈强等[2]的研究结果一致，在3月16日游离氨基酸总量最高，为（8.31±0.22）% 。白叶一号游离氨基酸总量整体较高。

2.2.4 儿茶素含量

儿茶素是多酚类物质的主体成分，约占多酚类总量70% ～80% ，是茶树次生物质代谢的重要成分，对茶叶的色、香、味品质形成有重要作用。不同时期茶叶儿茶素含量见图4。

图4 不同时期茶叶儿茶素含量Fig.4 Catechin content of tea in different periods

由图4可知，福鼎大白儿茶素含量在各个时期均高于其余两个品种。

2.2.5 可溶性糖含量结果分析

茶可溶性糖的主要成分是单糖与双糖。能使茶汤味道甘甜，加工过程中高温会引起焦糖化反应和美拉德反应产生香气物质，可产生干茶的板栗香、焦糖香、甜香[11]。不同时期茶叶可溶性糖含量见图5。

图5 不同时期茶叶可溶性糖含量Fig.5 Soluble sugar content of tea in different periods

由图5知，黄金芽可溶性糖含量在各个时期均要高于白叶一号与福鼎大白。

2.2.6 水浸出物含量结果分析

茶叶中能溶于热水的可溶性物质统称为水浸出物，其质量分数在一定程度上反映了内含成分的多寡，茶汤厚薄的浓淡，与茶叶品质成正相关。不同时期茶叶水浸出物含量见图6。

图6 不同时期茶叶水浸出物含量Fig.6 Water extract content of tea in different periods

由图6知，3种茶样的水浸出物含量于3月16日前无显著差异；至4月15日，福鼎大白水浸出物含量显著提升，而黄金芽与白叶一号无显著性差异；4月28日，白叶一号与福鼎大白水浸出物含量显著高于黄金芽，含量大小依次为福鼎大白＞白叶一号＞黄金芽，福鼎大白在各时期的水浸出物含量总体高于其他两种茶样。

2.3 春季不同采摘时期与主要品质化学成分相关性分析

2.3.1 春季不同采摘时期与黄金芽主要品质化学成分含量相关性分析

不同采摘时期与黄金芽主要化学品质成分含量相关性分析见表4。

表4 不同采摘时期与黄金芽主要化学品质成分含量相关性分析Table 4 Correlation analysis between different picking periods and main chemical quality components of Huangjinya

如表4所示，除水浸出物外，不同采摘时期与主要品质化学成分之间的相关系数绝对值均大于0.700，各理化指标之间的相关性较好。除儿茶素外，其他品质化学成分均与采摘时间呈负相关。茶多酚含量、咖啡碱含量、游离氨基酸总量、儿茶素含量、可溶性糖含量和水浸出物含量与采摘时期的相关系数分别为-0.735、-0.754、-0.799、0.712、-0.887、-0.516。 说明采摘时期与水浸出物相关性中等，与其它化学成分具有较强的相关性。采摘时期与儿茶素含量呈极显著正相关，与茶多酚含量、咖啡碱含量、游离氨基酸总量、可溶性糖含量呈极显著负相关。

2.3.2 春季不同采摘时期与白叶一号主要品质化学成分含量相关性分析

不同采摘时期与白叶一号主要化学品质成分含量相关性分析见表5。

表5 不同采摘时期与白叶一号主要化学品质成分含量相关性分析Table 5 Correlation analysis between different picking periods and main chemical quality components of Baiye No.1

如表5所示，不同采摘时期与茶多酚含量、游离氨基酸总量和可溶性糖含量的相关系数绝对值均大于0.600，相关性较好。茶多酚含量、咖啡碱含量、游离氨基酸、儿茶素含量、可溶性糖含量、水浸出物含量与采摘时期的相关系数分别为-0.935、0.267、-0.878、0.407、-0.683、-0.352。说明采摘时期与咖啡碱含量、儿茶素含量和水浸出物含量相关性较弱，与可溶性糖含量相关性中等，与其它化学成分含量具有较强的相关性。采摘时期与茶多酚含量呈极显著正相关，与游离氨基酸总量呈极显著负相关，与可溶性糖含量呈显著负相关。

2.3.3 春季不同采摘时期与福鼎大白主要品质化学成分含量相关性分析

不同采摘时期与福鼎大白主要化学品质成分含量相关性分析见表6。

表6 不同采摘时期与福鼎大白主要化学品质成分含量相关性分析Table 6 Correlation analysis between different picking periods and main chemical quality components of Fudingdabai

如表6所示，除茶多酚、儿茶素、水浸出物含量外，不同采摘时期与主要品质化学成分含量之间的相关系数绝对值均大于0.700，各理化指标之间的相关性较好。除咖啡碱含量、游离氨基酸总量和可溶性糖含量外，其他品质化学成分均与采摘时间呈正相关。茶多酚含量、咖啡碱含量、游离氨基酸总量、儿茶素含量、可溶性糖含量和水浸出物含量与采摘时期的相关系数分别为 0.587、-0.865、-0.892、0.508、-0.758、0.435。 说明采摘时期与儿茶素和水浸出物含量相关性较弱，与茶多酚含量相关性中等，与其它化学成分含量具有较强的相关性。采摘时期与咖啡碱含量、游离氨基酸总量和可溶性糖含量呈极显著负相关，与茶多酚含量呈显著正相关。

3 讨论与结论

茶叶的品质化学成分受到光照[12]、温度[13]、CO2浓度[14]、水分[15]、土壤养分及环境[16-18]等的动态调控，因而不断发生变化[19]。加工茶的质量主要由茶叶中的品质化学成分决定，不同茶树品种[20-21]和不同采摘时间[22-23]的内含物质不同，所以用不同品种和不同时间制得的成品茶在品质上会有一定的差异[24-25]。目前，已有学者研究不同时期各类茶叶的品质化学成分[26-27]。

本试验结果与夏功敏等[28]的研究结果相比，福鼎大白的茶多酚与咖啡碱含量低于四川省名山县产地该品种相应品质化学成分含量，游离氨基酸总量与水浸出物含量较高；黄金芽水浸出物与茶多酚含量略高，游离氨基酸总量与咖啡碱含量略低，总体区别不大。与袁丁等[29]的研究相比，白叶一号的水浸出物、茶多酚和咖啡碱含量都低于河南省光山县产地该品种相应品质化学成分含量，氨基酸含量高约2倍；推测由于光山县净居寺茶场海拔较低（海拔为109 m），不利于氨基酸的合成。瓮安地区种植的福鼎大白茶与白叶一号具有高氨基酸、低茶多酚的特点，黄金芽品种与其他地区差异不大。

本试验结果表明，瓮安县3个茶树品种水浸出物含量较高，皆高于40% ；可溶性糖含量较高，为（3.05±0.08）% ～（4.83±0.08）% ； 咖啡碱含量较高， 为（2.99±0.06）% ～（4.55±0.11）% 。福鼎大白茶多酚与咖啡碱整体含量要高于黄金芽与白叶一号，游离氨基酸总量低于黄金芽与白叶一号。黄金芽4月份茶多酚含量较之前有所减少，与田月月[30]的研究结果一致，推测是叶绿素含量减少从而抑制茶多酚合成[31]；游离氨基酸总量白叶一号与黄金芽总体高于福鼎大白，其中以白叶一号品种在3月16日含量最高，达8.51% ，总体含量随着采摘时期的推移呈先增加后下降趋势，与沈强等[2]的研究结果一致；儿茶素与咖啡碱含量均是福鼎大白高于黄金芽与白叶一号，与Wei等[31]的研究结果一致，白叶一号儿茶素在3月16日时最低，与Xiong等[32]的研究结果一致；随采摘日期延后，3个品种的可溶性糖含量均呈下降趋势，这与王辉等[33]的研究结果一致。酚氨比值为（1.99±0.06）～（5.00±0.20），均小于 8。 综上，可以得出黄金芽与白叶一号所制成的绿茶茶汤滋味品质优于福鼎大白。经过相关性分析发现，黄金芽采摘时期与儿茶素含量呈极显著正相关，与茶多酚含量、咖啡碱含量、游离氨基酸总量、可溶性糖含量呈极显著负相关；白叶一号采摘时期与茶多酚含量呈极显著正相关，与氨基酸含量呈极显著负相关，与可溶性糖含量呈显著负相关；福鼎大白采摘时期与咖啡碱含量、游离氨基酸总量和可溶性糖含量呈极显著负相关，与茶多酚含量呈显著正相关。

随着采摘时间的推迟，黄金芽茶多酚含量呈下降趋势；白叶一号与福鼎大白茶多酚含量呈上升趋势。福鼎大白与黄金芽咖啡碱含量呈下降趋势，白叶一号变化趋势不明显。福鼎大白与黄金芽游离氨基酸总量呈下降趋势，白叶一号游离氨基酸总量呈先升高后降低趋势。黄金芽和福鼎大白的可溶性糖含量呈下降趋势，白叶一号可溶性糖含量呈先降低后增加趋势。3个品种的水浸出物含量均无明显变化趋势。